特許 7559935 液晶アンテナ及び液晶アンテナの製造方法

(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】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】液晶アンテナ及び液晶アンテナの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/34 20060101AFI20240925BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20240925BHJP

   H01Q 21/20 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H01Q3/34

H01Q13/08

H01Q21/20

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023510230

(86)(22)【出願日】2021-12-10

(86)【国際出願番号】 JP2021045690

(87)【国際公開番号】W WO2022209036

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-09-14

(31)【優先権主張番号】P 2021057212

(32)【優先日】2021-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】高田 紘也

(72)【発明者】

【氏名】若藤 健司

(72)【発明者】

【氏名】奥村 藤男

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５０４８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０１５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０１６００２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ３／３４

Ｈ０１Ｑ １３／０８

Ｈ０１Ｑ ２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湾曲した液晶パネルを備え、
前記液晶パネルは、
液晶層と、
前記液晶層を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、
を有する、
フェーズドアレイ型の液晶アンテナ。

【請求項2】

前記液晶層は、湾曲している、
請求項１に記載の液晶アンテナ。

【請求項3】

前記液晶パネルは、円筒形状を有する、
請求項１または２に記載の液晶アンテナ。

【請求項4】

前記液晶パネルは、
複数の分割列を含み、
複数の前記分割列をつなげることにより、前記円筒形状を有する、
請求項３に記載の液晶アンテナ。

【請求項5】

各分割列から放出されるビームの放出方向は、隣接する前記分割列の前記放出方向と異なる、
請求項４に記載の液晶アンテナ。

【請求項6】

前記液晶パネルから放出される電波のビームの放出方向は、前記液晶パネルの外面の略法線方向を含む、
請求項１または２に記載の液晶アンテナ。

【請求項7】

前記液晶パネルは、
前記誘電率可変素子として、渦巻き配線及び接地配線を有し、
前記アンテナ素子として、パッチアンテナ素子を有し、
前記渦巻き配線と、接地配線との間にバイアス電圧を印加することにより、前記液晶層の誘電率を変化させる、
請求項１または２に記載の液晶アンテナ。

【請求項8】

前記液晶パネルは、
複数の進行波管をさらに有し、
前記誘電率可変素子として、メタサーフェース層を有し、
前記アンテナ素子として、前記メタサーフェース層に形成された開口部を有し、
記液晶層及び前記メタサーフェース層の共振条件を変化させ、前記進行波管からの電波を前記信号として前記開口部から漏れさせる、
請求項１または２に記載の液晶アンテナ。

【請求項9】

前記誘電率可変素子は、薄膜トランジスタを含む、
請求項１または２に記載の液晶アンテナ。

【請求項10】

液晶層と、前記液晶層を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、を有する平面状の液晶パネルを形成するステップと、
前記液晶パネルを湾曲させるステップと、
を備えたフェーズドアレイ型の液晶アンテナの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶アンテナ及び液晶アンテナの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１～４には、液晶層を用いた液晶アンテナが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１４－５３１８４３号公報

【文献】特表２０１９－５０５１１９号公報

【文献】特開２０２０－０９６２７８号公報

【文献】特開２０２０－１２６２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

液晶アンテナは、液晶ディスプレイに用いられる技術を活用することができるため、液晶ディスプレイと同様に、比較的安価に製造されている。また、液晶アンテナは、軽量で薄型のものが製造されている。

【0005】

しかしながら、液晶アンテナは、平面状であり、フロントホール等の３６０°対応のアンテナとするためには、９０°対応の平面状のアンテナを４台必要とする。具体的には、例えば、４台の平面状のアンテナを、角筒の４側面に配置することにより、３６０°対応のアンテナとすることができる。そのような配置にした場合には、角筒の角部近傍で送受信する電波が弱くなる。また、それぞれのアンテナは、多素子アンテナなので、重量が大きくなるとともに、コストが増大する。さらに、アンテナ同士がぶつからないように設置しなければならないので、大きなスペースを必要とする。

【0006】

本開示の目的は、上述した課題を鑑み、送受信方向を水平方向において、３６０°対応にすることができ、小型及び軽量でコストを低減することができる液晶アンテナ及び液晶アンテナの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施の形態に係る液晶アンテナは、湾曲した液晶パネルを備え、前記液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、を有する、フェーズドアレイ型である。

【0008】

一実施の形態に係る液晶アンテナの製造方法は、液晶層と、前記液晶層を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、を有する平面状の液晶パネルを形成するステップと、前記液晶パネルを湾曲させるステップと、を備えたフェーズドアレイ型の液晶アンテナの製造方法である。

【発明の効果】

【0009】

一実施の形態によれば、送受信方向を水平方向において、３６０°対応にすることができ、小型及び軽量でコストを低減することができる液晶アンテナ及び液晶アンテナの製造方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１に係る液晶アンテナを例示した断面図である。

【図2】実施形態１に係る液晶アンテナを例示した上面図である。

【図3】実施形態１に係る液晶パネルの一部を例示した拡大図である。

【図4】実施形態１に係る液晶パネルの内部の一部を例示した拡大図である。

【図5】実施形態１に係る液晶パネルの一部を例示した断面図であり、図３及び図４におけるＶ―Ｖ線の断面を示す。

【図6】実施形態１に係る液晶パネルを例示した断面図である。

【図7】実施形態１に係る液晶アンテナの液晶パネルから放出される電波のビームを例示した上面図である。

【図8】実施形態１に係る液晶アンテナの液晶パネルから放出される電波のビームを例示した側面図である。

【図9】実施形態１に係る液晶アンテナの液晶パネルから放出される電波のビームを例示した上面図である。

【図10】実施形態１に係る液晶アンテナの製造方法を例示した工程図である。

【図11】実施形態１に係る液晶アンテナの製造方法を例示した工程図である。

【図12】実施形態１に係る液晶アンテナの製造方法を例示した工程図である。

【図13】実施形態１に係る液晶アンテナを電柱及び街灯の柱に配置した場合を例示した図である。

【図14】実施形態１に係る液晶パネルの分割列を例示した上面図である。

【図15】実施形態１に係る液晶パネルの分割列を例示した斜視図である。

【図16】実施形態２に係る液晶アンテナを例示した斜視図である。

【図17】実施形態２に係る液晶パネルの一部を例示した拡大図である。

【図18】実施形態２に係る液晶パネルの一部を例示した断面図であり、図１７におけるＸＶＩＩＩ―ＸＶＩＩＩ線の断面を示す。

【図19】実施形態２に係る液晶パネルを例示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0012】

（実施形態１）
実施形態１に係る液晶アンテナを説明する。まず、＜液晶アンテナの構成＞を説明する。その後、＜液晶パネルの構成＞を説明し、さらに、＜ビームの放出方向＞及び＜ビームの形成＞を説明した後で、＜液晶アンテナの製造方法＞を説明する。

【0013】

＜液晶アンテナの構成＞
図１は、実施形態１に係る液晶アンテナを例示した断面図である。図２は、実施形態１に係る液晶アンテナを例示した上面図である。図１及び図２に示すように、液晶アンテナ１は、液晶パネル１００を備えている。液晶パネル１００は、湾曲している。例えば、液晶パネル１００は、円筒形状を有している。

【0014】

ここで、液晶アンテナ１の説明の便宜のために、ＸＹＺ直交座標軸系を導入する。円筒形状の液晶パネル１００の中心軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸に直交する面内の２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。例えば、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする。また、＋Ｚ軸方向を上方とし、－Ｚ軸方向を下方とする。なお、鉛直方向、水平面、上方及び下方は、液晶アンテナ１の説明の便宜のための方向であり、実際に、液晶アンテナ１を使用する向きを示すものではない。

【0015】

液晶パネル１００は、円筒形状における側面１０１に、Ｚ軸方向に沿ったつなぎ目１０２を有してもよい。例えば、液晶パネル１００は、液晶パネル１００の元となる横長の平面状のパネルを、Ｚ軸方向に延びた中心軸の周りに湾曲させ、短辺同士をつなぎ目１０２でつなげることにより形成されてもよい。例えば、フレキシブル液晶パネルを備えたディスプレイの形成技術を用いることにより、湾曲させる変形が可能な液晶パネル１００を形成することができる。液晶の場合には、折り曲げによる分子配列の変形等が表示に影響するため、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）と同等程度にフレキシブルにすることは困難であるが、ある程度まで湾曲させることはできる。液晶パネル１００は、湾曲するように変形させても、固定されている場合には使用可能である。

【0016】

円筒形状の液晶パネル１００における側面１０１を外面１０３とも呼ぶ。液晶アンテナ１は、液晶パネル１００の外面１０３から法線方向に電波が放出されるように形成されている。

【0017】

液晶アンテナ１は、液晶パネル１００の他、液晶パネル１００に信号を供給する部材を組み合わせた構造を有している。例えば、液晶アンテナ１は、液晶パネル１００の他に、天板３１０、底板３２０、支柱３３０、信号分配器３４０及び信号線３５０を備えてもよい。

【0018】

天板３１０は、円板状であり、円筒形状の液晶パネル１００における上方の開口に蓋として配置されている。図２では、天板３１０は省略されている。底板３２０は、円筒形状の液晶パネル１００における下方の開口を塞ぐように配置されている。支柱３３０は、底板３２０を下方から支えるように配置されている。

【0019】

信号分配器３４０は、例えば、底板３２０上に配置されている。なお、信号分配器３４０は、液晶パネル１００上に配置させてもよい。信号分配器３４０と液晶パネル１００とは、信号線３５０で接続されている。信号分配器３４０は、液晶パネル１００に信号線３５０を介して信号を供給する。液晶パネル１００にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）を用いる場合には、信号分配器３４０は、液晶パネル１００に供給する信号以外に、ＴＦＴを駆動する信号等も供給する。

【0020】

＜液晶パネルの構成＞
図３は、実施形態１に係る液晶パネル１００の一部を例示した拡大図である。図４は、実施形態１に係る液晶パネル１００の内部の一部を例示した拡大図である。図５は、実施形態１に係る液晶パネル１００の一部を例示した断面図であり、図３及び図４におけるＶ―Ｖ線の断面を示す。

【0021】

図３～図５に示すように、液晶パネル１００は、液晶層１１０、複数のパッチアンテナ素子１２０、複数のＤＣブロッキング構造１２１、スロット１２２、接地配線１２３、前面基板１２４、後面基板１２５、スペーサ１２６、渦巻き配線１２７を有している。液晶層１１０は、前面基板１２４と後面基板１２５との間において、スペーサ１２６に挟まれた空間内に配置されている。液晶層１１０は、誘電率を変化させることができる。例えば、液晶層１１０の誘電率は、接地配線１２３と、渦巻き配線１２７との間にバイアス電圧を印加することにより変化させることができる。これにより、スロット１２２を介した電磁結合により、パッチアンテナ素子１２０から電波を放出させる。または、パッチアンテナ素子１２０によって電波を受信する。

【0022】

したがって、液晶パネル１００は、誘電率可変素子として、渦巻き配線１２７及び接地配線１２３を有し、アンテナ素子として、パッチアンテナ素子１２０を有している。この場合に、渦巻き配線１２７と、接地配線１２３との間にバイアス電圧を印加することにより、液晶層１１０の誘電率を変化させる。複数のパッチアンテナ素子１２０は、液晶層１１０を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する。液晶アンテナ１は、フェーズドアレイ型のアンテナである。例えば、渦巻き配線１２７と接地配線１２３との間にバイアス電圧を印加する素子などの誘電率可変素子は、ＴＦＴを含んでもよい。これにより、液晶層１１０の応答速度を向上させることができる。なお、図３～５のようなＤＣブロッキング構造１２１及び渦巻き配線１２７を有する構成は、あくまで例示であり、フェーズドアレイ型のアンテナをこのような構成に限定しているわけではなく、例えば、メアンダ構造等のように、ＤＣブロッキングの必要ない構成でもよい。

【0023】

図６は、実施形態１に係る液晶パネル１００を例示した断面図である。図６に示すように、液晶層１１０は、湾曲してもよい。例えば、前面基板１２４と後面基板１２５との間に形成された液晶層１１０は、前面基板１２４及び後面基板１２５とともに湾曲してもよい。また、液晶パネル１００における液晶層１１０以外の部材も湾曲してもよい。

【0024】

＜ビームの放出方向＞
図７は、実施形態１に係る液晶アンテナ１の液晶パネル１００から放出される電波のビームを例示した上面図である。図８は、実施形態１に係る液晶アンテナ１の液晶パネル１００から放出される電波のビームを例示した側面図である。図７及び図８に示すように、液晶パネル１００から放出される電波のビームＢＭの放出方向は、液晶パネル１００の外面１０３の略法線方向を含む。図７に示すように、上方から見て、液晶パネル１００の外面１０３から法線方向へビームが放出されている。よって、水平方向へのステアリングはわずかで済む。すなわち、法線方向に放出される複数のビームＢＭは、ＸＹ平面内における３６０°の方向をカバーしている。よって、ＸＹ平面内で各ビームＢＭの方向を変化させることは、あったとしてもわずかでよい。なお、電波の受信は、電波の放出方向を逆にすることと同様である。

【0025】

Ｚ軸方向のステアリングを十分機能させることができれば、Ｚ軸方向に平行な面内においても、カバーする領域を広範囲とすることができる。しかしながら、例えば、携帯端末の基地局として、液晶アンテナ１を使用する場合には、下方へのステアリングで十分な場合もある。

【0026】

図８に示すように、本実施形態では、液晶パネル１００を、Ｚ軸方向において複数の分割段１０４に分割してもよい。複数の分割段１０４から放出される複数のビームＢＭは、Ｚ軸方向に平行な面内において、広範囲の領域をカバーすることができる。よって、ビームＢＭのステアリングを変化させる場合もわずかで済む。例えば、各分割段１０４によって、ビームの方向を決めておけば、さらにステアリングはわずかで済む。

【0027】

＜ビームの形成＞
図９は、実施形態１に係る液晶アンテナ１の液晶パネル１００から放出される電波のビームＢＭを例示した上面図である。図９に示すように、液晶パネル１００は、Ｚ軸方向に延びた複数の分割列１０５ａ～１０５ｅを含んでもよい。なお、分割列を総称して、分割列１０５と呼び、特定の分割列を、分割列１０５ａのようにａ～ｅの符号を付して呼ぶ。また、分割列１０５の個数は、５つに限らない。

【0028】

液晶パネル１００は、複数の分割列１０５ａ～１０５ｅを、液晶パネル１００の円周に沿って並べてつなげることにより、円筒形状としてもよい。この場合に、１つの分割列１０５から１つのビームＢＭを放出するようにしてもよい。これにより、各分割列１０５から放出されるビームＢＭの放出方向は、隣接する分割列１０５の放出方向と異なるようにすることができる。したがって、各分割列１０５が送受信する電波の指向性を向上させることができる。

【0029】

また、複数の分割列１０５ａ～１０５ｃによって、ビームＢＭ１を形成し、複数の分割列１０５ｂ～１０５ｄ等によってビームＢＭ２を形成してもよい。このような構成により、単一の分割列１０５が送受信可能な範囲よりも広範囲の送受信を可能にすることができる。例えば、液晶アンテナ１を携帯端末の基地局とした場合に、携帯端末を保持する者は、液晶アンテナ１に対して移動する。このとき、携帯端末の移動に追随するように、携帯端末と通信する分割列１０５を、通信状態を維持したまま、分割列１０５ａ～１０５ｃに渡って円滑に移行させることができる。

【0030】

また、一つの信号に対して、複数の分割列１０５ａ～ｅを使用することにより、アンテナ面積を大きくし、感度を向上させることができる。

【0031】

＜液晶アンテナの製造方法＞
次に、液晶アンテナ１の製造方法を説明する。図１０～図１２は、実施形態１に係る液晶アンテナの製造方法を例示した工程図である。図１０に示すように、まず、液晶パネル１００の元となる横長の平面状の液晶パネルＰＮＬを形成する。液晶パネルＰＮＬは、液晶層１１０と、液晶層１１０を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、を有する。液晶パネルＰＮＬを形成する際に、液晶パネルＰＮＬは、誘電率可変素子として、渦巻き配線１２７及び接地配線１２３を有するようにし、アンテナ素子として、パッチアンテナ素子１２０を有するようにしてもよい。そして、渦巻き配線１２７と、接地配線１２３との間にバイアス電圧を印加することにより、液晶層１１０の誘電率を変化させるようにする。また、誘電率可変素子は、ＴＦＴを含むようにしてもよい。

【0032】

次に、図１１に示すように、Ｚ軸方向に延びた中心軸の周りで液晶パネルＰＮＬを湾曲させる。液晶パネルＰＮＬを湾曲させる際に、液晶層１１０を湾曲させてもよい。また、液晶パネルＰＮＬを湾曲させる際に、液晶パネルＰＮＬから放出される電波のビームＢＭの放出方向を、液晶パネルＰＮＬの外面の略法線方向を含むようにしてもよい。

【0033】

次に、図１２に示すように、液晶パネル１００の短辺同士をつなぎ目１０２でつなげることにより、液晶パネルＰＮＬを円筒形状にしてもよい。そして、液晶パネル１００に信号を供給する部材を組み合わせた構造を取り付けることにより、図１及び図２に示したような液晶アンテナ１を製造することができる。このようにして、１台で電波の送受信方向を水平方向において３６０°対応の液晶アンテナ１を製造することができる。

【0034】

なお、液晶パネルＰＮＬを円筒形状にする際に、液晶パネルＰＮＬは、複数の分割列１０５を含むようにし、複数の分割列１０５をつなげることにより、円筒形状にしてもよい。また、液晶パネルＰＮＬを円筒形状にする際に、各分割列１０５から放出されるビームＢＭの放出方向を、隣接する分割列１０５の放出方向と異なるようにしてもよい。

【0035】

図１３は、実施形態１に係る液晶アンテナ１を電柱及び街灯の柱に配置した場合を例示した図である。図１３に示すように、液晶アンテナ１を電柱４０１及び街灯４０２の支柱に配置してもよい。この場合には、液晶パネル１００は、電柱４０１及び街灯４０２の支柱の周りに配置される。液晶パネル１００は、中心部に空間があり、支柱等に巻き付けるように設置することが可能である。よって、ビルの屋上等に設置する以外に、電柱４０１及び街灯４０２の支柱に設置することができる。また、液晶パネル１００は、軽量であるので、電柱４０１や街灯４０２の強度に与える影響を抑制することができる。なお、液晶パネル１００は、電柱４０１及び街灯４０２の他、電信柱、信号灯等のように、地上から鉛直方向に突出した柱状の構造物の周りに配置されてもよい。

【0036】

図１４は、実施形態１に係る液晶パネルの分割列を例示した上面図である。図１５は、実施形態１に係る液晶パネルの分割列を例示した斜視図である。図１４及び図１５に示すように、液晶パネル１００は、半円筒状に分割された２つの分割列１０５ｆ及び１０５ｇを有してもよい。分割列１０５ｆ及び１０５ｇは、円筒形状を、中心軸を含む平面で分割した半円筒形状を有している。分割列１０５ｆ及び１０５ｇの中心軸に直交する断面は、１８０°の円周を有する半円である。液晶パネル１００は、複数の分割列１０５ｆ及び１０５ｇをつなぎ目１０２でつなげることにより、円筒形状を有している。

【0037】

図１４及び図１５では、円筒形状の外面１０３において、２カ所につなぎ目１０２を有している。なお、液晶パネル１００は、２つの分割列１０５ｆ及び１０５ｇを有する代わりに、断面が１２０°の円周を有する１／３円の分割列を３つ、つなげたものでもよいし、断面が９０°の円周を有する１／４円の分割列を４つ、つなげたものでもよい。

【0038】

なお、液晶アンテナ１を、既存の電柱４０１や街灯４０２の支柱に装着する場合には、これらの先端から挿入させて装着させることが困難である。よって、図１４及び図１５に示したような分割列１０５により装着させることが望ましい。また、分割列１０５の場合には、内面を含めて、表面を覆うことが容易であり、防水構造にすることが容易である。また、液晶パネルＰＮＬを現場で湾曲させることを不要とすることができる。

【0039】

次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態の液晶アンテナ１は、湾曲した液晶パネル１００を有している。よって、電波の送受信方向を、水平方向において、３６０°対応にすることができる。例えば、湾曲した液晶パネル１００の略法線方向をビームＢＭの放出方向としているので、水平方向における３６０°に対応することができる。よって、各ビームＢＭのステアリング方向の変化を小さくように設計することができる。また、ステアリング方向の変化量を小さくすることは、動作の高速化に寄与する。

【0040】

また、液晶ディスプレイの形成技術を用いているので、小型、薄型及び軽量であるのでコストを低減することができる。小型、薄型及び軽量の利点を活かして、電柱４０１、街灯４０２の支柱等への設置が容易である。なお、液晶パネル１００を円筒形状で説明したが、必ずしも円筒形状には限らない。例えば、車両に取り付ける際に、湾曲した車両のボディーに合うように湾曲させてもよい。フレキシブルな形状にできるので、必要に応じてどのような曲面にも形成することができる。

【0041】

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る液晶アンテナを説明する。図１６は、実施形態２に係る液晶アンテナを例示した斜視図である。図１７は、実施形態２に係る液晶パネル２００の一部を例示した拡大図である。図１８は、実施形態２に係る液晶パネル２００の一部を例示した断面図であり、図１７におけるＸＶＩＩＩ―ＸＶＩＩＩ線の断面を示す。

【0042】

図１６～図１８に示すように、液晶アンテナ２は、液晶パネル２００を有している。実施形態２の液晶パネル２００は、液晶層２１０、メタサーフェース層２３０、複数の進行波管２４０を有している。メタサーフェース層２３０は、液晶層２１０の外面２０１側に配置され、液晶層２１０と同心円状に積層している。複数の進行波管２４０は、液晶層２１０の内側に配置されている。各進行波管２４０は、Ｚ軸方向に延び、液晶パネル２００の円周に沿って並んでいる。液晶層２１０は、例えば、図示しないＴＦＴ等で誘電率を制御される。

【0043】

メタサーフェース層２３０は、外面２０１から液晶層２１０に貫通する複数の開口部２２０を有している。液晶パネル２００は、誘電率可変素子として、メタサーフェース層２３０を有し、アンテナ素子として、メタサーフェース層２３０に形成された開口部２２０を有している。そして、液晶パネル２００は、液晶層２１０及びメタサーフェース層２３０の共振条件を変化させ、進行波管２４０からの電波を信号として開口部２２０から漏れさせる。このようにして、液晶パネル２００は、液晶層２１０を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する。

【0044】

液晶パネル２００は、各進行波管２４０上の液晶層２１０及びメタサーフェース層２３０の部分を含む複数の分割列を有してもよい。これにより、実施形態１と同様に、各分割列から放出されるビームの放出方向を、隣接する分割列の放出方向と異なるようにしてもよい。また、液晶アンテナ２を携帯端末の基地局とした場合に、複数の分割列は、携帯端末の移動に追随するように、順次、携帯端末と通信する分割列を移行させてもよい。

【0045】

図１９は、実施形態２に係る液晶パネル２００を例示した断面図である。図１９に示すように、液晶層２１０は、湾曲してもよい。例えば、メタサーフェース層２３０と進行波管２４０との間に形成された液晶層２１０は、メタサーフェース層２３０及び進行波管２４０とともに湾曲してもよい。また、液晶パネル２００における液晶層２１０、メタサーフェース層２３０及び進行波管２４０以外の部材も、湾曲してもよい。

【0046】

本実施形態によれば、メタサーフェース層２３０を有する液晶パネル２００でも湾曲させることができ、電波の送受信方向を、水平方向において、３６０°対応にすることができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態１の記載に含まれている。

【0047】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施形態１及び２の各構成を組みわせたものも、本実施形態の技術的範囲に含まれる。

【0048】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0049】

（付記１）
湾曲した液晶パネルを備え、
前記液晶パネルは、
液晶層と、
前記液晶層を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、
を有する、
フェーズドアレイ型の液晶アンテナ。
（付記２）
前記液晶層は、湾曲している、
付記１に記載の液晶アンテナ。
（付記３）
前記液晶パネルは、円筒形状を有する、
付記１または２に記載の液晶アンテナ。
（付記４）
前記液晶パネルは、複数の分割列を含み、複数の前記分割列をつなげることにより、前記円筒形状を有する、
付記３に記載の液晶アンテナ。
（付記５）
各分割列から放出されるビームの放出方向は、隣接する前記分割列の前記放出方向と異なる、
付記４に記載の液晶アンテナ。
（付記６）
前記液晶パネルから放出される電波のビームの放出方向は、前記液晶パネルの外面の略法線方向を含む、
付記１～５のいずれか１項に記載の液晶アンテナ。
（付記７）
前記液晶パネルは、
前記誘電率可変素子として、渦巻き配線及び接地配線を有し、
前記アンテナ素子として、パッチアンテナ素子を有し、
前記渦巻き配線と、接地配線との間にバイアス電圧を印加することにより、前記液晶層の誘電率を変化させる、
付記１～６のいずれか１項に記載の液晶アンテナ。
（付記８）
前記液晶パネルは、
複数の進行波管をさらに有し、
前記誘電率可変素子として、メタサーフェース層を有し、
前記アンテナ素子として、前記メタサーフェース層に形成された開口部を有し、
記液晶層及び前記メタサーフェース層の共振条件を変化させ、前記進行波管からの電波を前記信号として前記開口部から漏れさせる、
付記１～６のいずれか１項に記載の液晶アンテナ。
（付記９）
前記誘電率可変素子は、薄膜トランジスタを含む、
付記１～８のいずれか１項に記載の液晶アンテナ。
（付記１０）
前記液晶パネルは、電柱、電信柱、街灯及び信号灯の少なくともいずれかの周りに配置された、
付記１～９のいずれか１項に記載の液晶アンテナ。
（付記１１）
液晶層と、前記液晶層を含む誘電率可変素子によって位相を変調された信号を送受信する複数のアンテナ素子と、を有する平面状の液晶パネルを形成するステップと、
前記液晶パネルを湾曲させるステップと、
を備えたフェーズドアレイ型の液晶アンテナの製造方法。
（付記１２）
前記液晶パネルを湾曲させるステップにおいて、
前記液晶層を湾曲させる、
付記１１に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１３）
前記液晶パネルを円筒形状にするステップと、
をさらに備えた、
付記１１または１２に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１４）
前記液晶パネルを円筒形状にするステップにおいて、
前記液晶パネルは、複数の分割列を含むようにし、複数の前記分割列をつなげることにより、前記円筒形状にする、
付記１３に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１５）
前記液晶パネルを円筒形状にするステップにおいて、
各分割列から放出されるビームの放出方向を、隣接する前記分割列の前記放出方向と異なるようにする、
付記１４に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１６）
前記液晶パネルを湾曲させるステップにおいて、
前記液晶パネルから放出される電波のビームの放出方向を、前記液晶パネルの外面の略法線方向を含むようにする、
付記１１～１５のいずれか１項に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１７）
前記液晶パネルを形成するステップにおいて、
前記液晶パネルは、
前記誘電率可変素子として、渦巻き配線及び接地配線を有するようにし、
前記アンテナ素子として、パッチアンテナ素子を有するようにし、
前記渦巻き配線と、接地配線との間にバイアス電圧を印加することにより、前記液晶層の誘電率を変化させるようにする、
付記１１～１６のいずれか１項に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１８）
前記液晶パネルを形成するステップにおいて、
前記液晶パネルは、
複数の進行波管をさらに有するようにし、
前記誘電率可変素子として、メタサーフェース層を有するようにし、
前記アンテナ素子として、前記メタサーフェース層に形成された開口部を有するようにし、
記液晶層及前記メタサーフェース層の共振条件を変化させ、前記進行波管からの電波を前記信号として前記開口部から漏れさせる、
付記１１～１６のいずれか１項に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記１９）
前記液晶パネルを形成するステップにおいて、
前記誘電率可変素子は、薄膜トランジスタを含むようにする、
付記１１～１８のいずれか１項に記載の液晶アンテナの製造方法。
（付記２０）
前記液晶パネルを円筒形状にするステップにおいて、
電柱、電信柱、街灯及び信号灯の少なくともいずれかの周りにおいて、複数の前記分割列をつなげることにより、前記円筒形状にする、
付記１４に記載の液晶アンテナの製造方法。

【0050】

この出願は、２０２１年３月３０日に出願された日本出願特願２０２１－０５７２１２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0051】

１ 液晶アンテナ
１００ 液晶パネル
１０１ 側面
１０２ つなぎ目
１０３ 外面
１０４ 分割段
１０５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ 分割列
１０５ｆ、１０５ｇ 分割列
１１０ 液晶層
１２０ パッチアンテナ素子
１２１ ＤＣブロッキング構造
１２２ スロット
１２３ 接地配線
１２４ 前面基板
１２５ 後面基板
１２６ スペーサ
１２７ 渦巻き配線
２００ 液晶パネル
２０１ 外面
２１０ 液晶層
２２０ 開口部
２３０ メタサーフェース層
２４０ 進行波管
３１０ 天板
３２０ 底板
３３０ 支柱
３４０ 信号分配器
３５０ 信号線
４０１ 電柱
４０２ 街灯
ＢＭ、ＢＭ１、ＢＭ２ ビーム
ＰＮＬ 液晶パネル

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】