▶ エイブイエックス・アンテナ・インコーポレーテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-29
(54)【発明の名称】モーダル・アンテナの制御方法およびシステム
(51)【国際特許分類】
H01Q 3/26 20060101AFI20220921BHJP
H01Q 1/50 20060101ALI20220921BHJP
【ＦＩ】
H01Q3/26
H01Q1/50
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021569025
(86)(22)【出願日】2020-07-31
(85)【翻訳文提出日】2021-11-19
(86)【国際出願番号】 US2020044478
(87)【国際公開番号】W WO2021022148
(87)【国際公開日】2021-02-04
(31)【優先権主張番号】62/881,464
(32)【優先日】2019-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】エスラミ，ハミド
【テーマコード（参考）】
5J021
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J021AA01
5J021AB02
5J021DA03
5J021FA13
5J021FA17
5J021FA24
5J021FA26
5J021GA02
5J046AA03
5J046AB06
5J046TA03
(57)【要約】
アンテナ・システムを提供する。一例では、このシステムは、被駆動エレメントと寄生エレメントとを有するモーダル・アンテナを含む。このシステムは、無線周波数回路を含む。このシステムは、無線周波数回路をモーダル・アンテナに結合する送信線を含む。無線周波数回路は、制御信号をＲＦ信号上に変調して、送信線を通じて同調回路に伝達するための送信信号を生成するように構成される。制御信号は、選択されたアンテナ・モードと関連付けられた複数のビットを有するフレームを含むことができる。無線周波数回路は、コード化方式にしたがって、選択されたモードと関連付けられた複数のビットをエンコードするように構成される。コード化方式は、複数のモードの中の各モードに一意のコードを指定する。複数のモードの中の各モードの一意のコードは、複数のモードの中の他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも２ビットだけ異なる。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンテナ・システムであって、被駆動エレメントと寄生エレメントとを含むモーダル・アンテナであって、複数のモードから選択したモードで動作可能であり、前記複数のモードの中の各モードが、異なる放射パターンまたは偏波と関連付けられる、モーダル・アンテナと、
前記寄生エレメントに伴う電気特性を制御し、前記モーダル・アンテナを前記複数のモードの各々で動作させるように構成された同調回路と、
無線周波数回路と、
前記無線周波数回路を前記モーダル・アンテナに結合する送信線と、
を備え、
前記無線周波数回路が、制御信号をＲＦ信号上に変調して、前記送信線を通じて前記同調回路に伝達するための送信信号を生成するように構成され、前記制御信号が、前記アンテナの選択されたモードと関連付けられた複数のビットを有するフレームを含み、前記無線周波数回路が、コード化方式にしたがって、前記選択されたモードと関連付けられた前記複数のビットをエンコードするように構成され、前記コード化方式が、前記複数のモードの中の各モードに一意のコードを指定し、前記複数のモードの中の各モードの前記一意のコードが、前記複数のモードの中の他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも２ビットだけ異なり、
前記同調回路が、前記制御信号を復調し、少なくとも部分的に前記制御信号に基づいて前記モーダル・アンテナのモードを調節できるように構成される、アンテナ・システム。
【請求項2】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記フレームが１１ビットで構成される、アンテナ・システム。
【請求項3】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記フレームが２１ビットで構成される、アンテナ・システム。
【請求項4】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記複数のモードの中の各モードの前記一意のコードが、前記複数のモードの中の前記他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも３ビットだけ異なる、アンテナ・システム。
【請求項5】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記複数のモードの中の各モードの前記一意のコードが、前記複数のモードの中の前記他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも４ビットだけ異なる、アンテナ・システム。
【請求項6】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記複数のモードが少なくとも４つのモードを含む、アンテナ・システム。
【請求項7】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記複数のビットが前記コード化方式におけるいずれの一意のコードにも関連付けられていないとき、前記同調回路が前記制御信号においてエラーを検出するように構成される、アンテナ・システム。
【請求項8】
請求項５記載のアンテナ・システムにおいて、前記制御信号においてエラーが検出されたとき、前記同調回路が、前記モーダル・アンテナの現在のモードを維持するように構成される、アンテナ・システム。
【請求項9】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記無線周波数回路が、第１フレーム・サイズを有する第１フレームと第２フレーム・サイズを有する第２フレームとを交互に変調することによって、制御信号をＲＦ信号上に変調して、送信線を通じて前記同調回路に伝達するための送信信号を生成するように構成され、前記第２フレーム・サイズが前記第１フレーム・サイズとは異なる、アンテナ・システム。
【請求項10】
請求項９記載のアンテナ・システムにおいて、前記第１フレームが少なくとも１１ビットであり、前記第２フレームが少なくとも２１ビットである、アンテナ・システム。
【請求項11】
請求項１記載のアンテナ・システムであって、更に、第１回路ボードと、前記第１回路ボードから物理的に離れている第２回路ボードとを備え、前記無線周波数回路が前記第１回路ボード上に配置され、前記同調回路またはモーダル・アンテナの内少なくとも１つが前記第２回路ボード上に配置される、アンテナ・システム。
【請求項12】
請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記無線周波数回路が、前記ＲＦ信号を生成するように構成されたフロント・エンド・モジュールと、前記制御信号を前記ＲＦ信号上に変調して前記送信信号を生成するように構成された制御回路とを含む、アンテナ・システム。
【請求項13】
モーダル・アンテナの制御方法であって、制御信号をＲＦ信号上に変調して、送信信号を生成するステップと、
前記送信信号を、単線同軸送信線を通じて、同調回路に伝達するステップと、
前記制御信号を復調するステップと、
モーダル・アンテナを複数のモードから選択したモードで動作させるために、少なくとも部分的に前記制御信号に基づいて、前記モーダル・アンテナの寄生エレメントに伴う電気特性を制御するステップであって、前記複数のモードの中の各モードが、前記モーダル・アンテナの異なる放射パターンと関連付けられる、ステップと、
を含み、
前記制御信号が、前記アンテナの選択されたモードと関連付けられた複数のビットを有するフレームを含み、無線周波数回路が、コード化方式にしたがって、前記選択されたモードと関連付けられた前記複数のビットをエンコードするように構成され、前記コード化方式が、前記複数のモードの中の各モードに一意のコードを指定し、前記複数のモードの中の各モードの前記一意のコードが、前記複数のモードの中の他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも２ビットだけ異なる、方法。
【請求項14】
請求項１３記載の方法であって、更に、前記複数のビットが前記コード化方式におけるいずれの一意のコードとも関連付けられていないとき、前記制御信号におけるエラーを検出するステップを含む、方法。
【請求項15】
請求項１４記載の方法であって、更に、前記制御信号においてエラーが検出されないとき、前記モーダル・アンテナの現在のモードを維持するステップを含む、方法。
【請求項16】
請求項１３記載の方法において、前記フレームが１１ビットで構成される、方法。
【請求項17】
請求項１３記載の方法において、前記フレームが２１ビットで構成される、方法。
【請求項18】
請求項１３記載の方法において、前記複数のモードの中の各モードの前記一意のコードが、前記複数のモードの中の前記他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも３ビットだけ異なる、方法。
【請求項19】
請求項１３記載の方法において、制御信号をＲＦ信号上に変調して送信信号を生成するステップが、第１フレーム・サイズを有する第１フレームと、第２フレーム・サイズを有する第２フレームとを交互に変調するステップを含み、前記第２フレーム・サイズが前記第１フレーム・サイズとは異なる、方法。
【請求項20】
請求項１９記載の方法において、前記第１フレームが少なくとも１１ビットであり、前記第２フレームが少なくとも２１ビットである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権主張
[0001] 本願は、“Method and System for Controlling a Modal Antenna”（モーダル・アンテナの制御方法およびシステム）と題し、２０１９年８月１日に出願された米国仮特許出願第６２／８８１，４６４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。
[0001] 本願は、“Method and System for Controlling a Modal Antenna”（モーダル・アンテナの制御方法およびシステム）と題し、２０１９年８月１日に出願された米国仮特許出願第６２／８８１，４６４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] 本開示の態様例は、一般的には、アンテナ制御の分野に関し、実例をあげると、複数の異なるモードで動作するように構成されたモーダル・アンテナの制御に関する。
[0002] 本開示の態様例は、一般的には、アンテナ制御の分野に関し、実例をあげると、複数の異なるモードで動作するように構成されたモーダル・アンテナの制御に関する。
【従来技術】
【0003】
[0003] モーダル・アンテナは、ワイヤレス通信において、実例をあげると、スマートフォン・ハンドセットにおいて増々使用されつつある。このようなアンテナは、一般に、従前の受動アンテナよりも高い信号品質および小さいフォーム・ファクタが得られる。モーダル・アンテナ構成の１つでは、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寄生エレメントを含む。
【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、またはその説明から学習することができ、もしくは実施形態の実践によって習得することができる。
【0005】
[0005] 本開示の一態様例は、アンテナ・システムを対象とする。このシステムは、被駆動エレメントと寄生エレメントとを有するモーダル・アンテナを含む。このモーダル・アンテナは、複数のモードから選択されたモードで動作可能である。複数のモードの中の各モードは異なる放射パターンまたは偏波(polarization)と関連付けられる。このシステムは、モーダル・アンテナを複数のモードの各々で動作させるために、寄生エレメントに伴う電気特性を制御するように構成された同調回路(tuning circuit)を含む。このシステムは無線周波数回路を含む。このシステムは、無線周波数回路をモーダル・アンテナに結合する送信線を含む。無線周波数回路は、制御信号をＲＦ信号上に変調し、送信線を通じて同調回路に伝達するための送信信号を生成するように構成される。制御信号は、アンテナの選択されたモードに関連付けられた複数のビットを有するフレームを含むことができる。無線周波数回路は、コード化方式にしたがって、選択されたモードに関連付けられた複数のビットをエンコードするように構成される。このコード化方式は、複数のモードの中の各モードに、一意のコードを指定する。複数のモードの中の各モードの一意のコードは、複数のモードの中の他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも２つのビットが異なる。同調回路は、制御信号を復調して、少なくとも部分的に制御信号に基づいて、同調回路がモーダル・アンテナのモードを調節することができるように構成される。
【0006】
[0006] 種々の実施形態のこれらおよびその他の特徴、態様、ならびに利点は、以下の説明および添付した請求項を参照すると、一層深く理解されよう。本明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を例示し、説明と共に、関係する原理を説明する役割を果たす。
【0007】
[0007] 添付図面を参照する明細書において、当業者を対象とする実施形態の詳細な論述を明記する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】本開示の実施形態例によるモーダル・アンテナの実施形態を示す。
【図2】本開示の実施形態例によるアンテナ・システム例の模式図を示す。
【図3】本開示の実施態様例によるアンテナ・システムの制御回路例の模式図を示す。
【図4】振幅偏移変調およびオン－オフ・キーイング変調の簡略化した例を表す一連の時間整列チャートを示す。
【図5】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの同調回路例の模式図を示す。
【図6】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの模式図を示す。
【図7】本開示の実施形態例による方法例の流れ図を示す。
【図8】本開示の実施形態例による複数のアンテナ・モードに対するコード化方式例を示す。
【図9】本開示の実施形態例によるモーダル・アンテナ制御の一例を示す。
【図10】本開示の実施形態例によるエラー検出の一例を示す。
【図11】本開示の実施形態例による複数のアンテナ・モードに対するコード化方式例を示す。
【図12】本開示の実施形態例によるモーダル・アンテナ制御の一例を示す。
【図13】本開示の実施形態例によるエラー検出の一例を示す。
【図14】本開示の実施形態例によるエラー検出の一例を示す。
【図15】本開示の実施形態例による方法例を示す。
【図16】本開示の実施形態例によるモーダル・アンテナのエラー検出および制御の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[0026] これより実施形態について詳しく説明する。その１つ以上の例を図面に示す。各例を提示するのは、本開示の限定ではなく、実施形態の説明のためである。実際、本開示の範囲からも主旨からも逸脱せずに、実施形態に種々の変更および変形が可能であることは、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例示または記載された特徴が、他の実施形態と共に使用されて、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もその範囲内に含むことを意図している。
【0010】
[0027] 本開示の態様例は、アンテナ・システムを対象とする。このアンテナ・システムは、被駆動エレメントと、この被駆動エレメントに近接して位置付けられた寄生エレメントとを含むモーダル・アンテナを含むことができる。モーダル・アンテナは、複数の異なるモードで動作可能であり(can be operable)、各モードを異なる放射パターンおよび／または偏波状態と関連付けることができる。このアンテナ・システムは、同調回路を含むことができる。同調回路は、モーダル・アンテナを複数の異なるモードで動作させるために、寄生エレメントに伴う電気特性を制御するように構成される。
【0011】
[0028] アンテナ・システムは、無線周波数回路と、無線周波数回路をモーダル・アンテナに結合する送信線（例えば、単線同軸ケーブル）とを含むことができる。無線周波数回路は、実例をあげると、振幅偏移変調または他の適した変調を使用して、制御信号をＲＦ信号上に変調し、送信線を通じて同調回路に伝達するための送信信号を生成するように構成することができる。同調回路は、制御信号を復調して、少なくとも部分的に制御信号に基づいて、同調回路がモーダル・アンテナのモードを調節することができるように、構成することができる。実例をあげると、同調回路は、少なくとも部分的に制御信号に基づいて、複数のモードから選択されたモードで動作するように、モーダル・アンテナを制御することができる。
【0012】
[0029] 本開示の態様例によれば、制御信号は、送信線を通じて、１つ以上のフレームで伝達することができる。各フレームは、複数のビットを含むことができる。フレーム（１つまたは複数）は、実例をあげると、ヘッダと関連付けられた１つ以上のビット、および／またはペイロード（例えば、複数のモードから選択されたモード）と関連付けられた１つ以上のビットを含むことができる。同調回路は、フレームのペイロード内にある１つ以上のビットをデコードし、モーダル・アンテナを構成するために選択されたモードを抽出するように構成することができる。
【0013】
[0030] ある実例では、フレームは１つ以上のエラーを含む可能性がある。更に特定すると、フレームの１つ以上のビットは、送信線を通じた伝達ためのＲＦ信号上への制御信号の変調および／または復調の結果、および／またはノイズおよび／または干渉の結果、不適正になるおそれがある。制御信号におけるエラーに基づいてモーダル・アンテナのモードを制御することにより、モーダル・アンテナの構成が不適正になるおそれがあり、通信エラー、モーダル・アンテナの効率低下、およびその他の懸念が生ずる。
【0014】
[0031] 本開示の態様例によれば、ＲＦ信号は、同調回路によるエラー検出を増やすエンコード方式にしたがって制御信号をエンコードするように構成することができる。実例をあげると、このコード化方式は、一意のコードを複数のモードの中の各モードに割り当てることができる。ある実施形態では、一意のコードは１１ビット以上（例えば、１１ビット、２１ビット）を使用してエンコードすることができる。各モードの一意のコードは、複数のモードにおける他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも３ビットだけというように、少なくとも４ビットだけというように、少なくとも５ビットだけというように、少なくとも６ビットだけというように、少なくとも７ビットだけというように、少なくとも８ビットだけというように等、少なくとも２ビットだけ異なることができる。このように、複数のモードの中の各モードの一意のコードは、他のアンテナ・アンテナの各々の一意のコードから、有意な距離だけ（例えば、ビット数に関して）分離される。
【0015】
[0032] 制御信号を復調するとき、同調回路は、フレーム（１つまたは複数）における１つ以上のビットが、複数のモードの中の１つに割り当てられた一意のコードの１つと関連付けられているか否か判定するように構成することができる。関連付けられている場合、同調回路は、エラーが存在しないと判定することができ、一意のコードによって指定されたモードを選択し、このモードにしたがって、モーダル・アンテナを制御することができる。フレーム（１つまたは複数）における１つ以上のビットが、複数のモードの中の１つに割り当てられた一意のコードの１つと関連付けられていないと、同調回路が判定した場合、同調回路は、エラーが存在すると判定することができる。多数のビット（例えば、６ビット以上、１１ビット以上、２１ビット以上）を使用して複数のモードの各モードをエンコードすることによって、一意のコードは、複数のモードに対して、十分な距離だけ分離し、フレーム（１つまたは複数）におけるビットの内１つまたは２つだけにエラーがあるときでも、エラーを容易に検出することができる。
【0016】
[0033] エラーの検出時に、同調回路は、他の制御信号を受け取るまで、モーダル・アンテナをその現在のモードに維持するように構成することができる。あるいは、同調回路は、フレーム（１つまたは複数）において受け取った複数のビットに基づいて、最も近い一意のコードを決定することができる。同調回路は、最も近い一意のコードと関連付けられたモードにしたがって、モーダル・アンテナを制御することができる。
【0017】
[0034] ある実施形態では、システムのロバスト性を更に高めるために、ＲＦ回路は、異なるサイズのフレームを交互に使用して、制御信号（１つまたは複数）を伝達するように構成することができる。実例をあげると、ＲＦ回路は、第１フレーム・サイズ（例えば、１１ビット）および第２フレーム・サイズ（例えば、２１ビット）のフレームを交互に伝達することができる。第１フレームは、第１コード化方式にしたがって一意のコードがエンコードされた複数のビットを含むことができる。第１コード化方式は、複数のモードの中の各モードに、第１フレーム・サイズのビット数（例えば、１１ビット）を有する一意のコードを割り当てることができる。第２フレームは、第２コード化方式にしたがって一意のコードがエンコードされた複数のビットを含むことができる。第２コード化方式は、複数のモードの中の各モードに、第２フレーム・サイズのビット数（例えば、２１ビット）を有する一意のコードを割り当てることができる。
【0018】
[0035] 同調回路は、異なるサイズのフレームを交互に処理するように構成することができる。実例をあげると、同調回路は、第１コード化方式を使用して、第１フレーム・サイズと関連付けられた第１フレームを処理して、第１選択モードを抽出することができる。次いで、同調回路は、第２コード化方式を使用して、第２フレーム・サイズを有する第２フレームを処理して、第２選択モードを抽出することができる。フレームが、抽出されたコード化方式による一意のコードと一致しないとき、同調回路はエラーを検出するように構成することができる。
【0019】
[0036] 本開示の実施形態例によるシステムおよび方法は、多数の技術的効果および利点が得られる。実例をあげると、本開示の態様例にしたがって制御信号を伝達することによって、エラー検出を増やすことができ、実例をあげると、ノイズおよび／または干渉に起因する可能性がある動作エラーの低減に至る。加えて、ある実施形態では、フレームから正しいモードを識別できることの結果として、制御信号から正しいアンテナ・モードを抽出する頻度を高めることができ、一層ロバストで、効率的で、信頼性が高いアンテナ・システムが得られる。
【0020】
[0037] 図１Ａは、本開示の態様によるモーダル・アンテナ１０の実施形態例を示す。モーダル・アンテナ１０は、回路ボード１２（例えば、接地面を含む）と、回路ボード１２上に配置された被駆動アンテナ・エレメント１４とを含むことができる。回路ボード（例えば、そして接地面）と被駆動アンテナ・エレメントとの間に、アンテナ空間(volume)を定めることができる。少なくとも部分的にこのアンテナ空間内に、第１寄生エレメント１５を位置付けることができる。第１能動同調エレメント１６を寄生エレメント１５と結合することができる。第１能動同調エレメント１６は、受動または能動コンポーネント、もしくは一連のコンポーネントであってもよく、可変リアクタンスによって、または接地への短絡によってのいずれかで、第１寄生エレメント１４上のリアクタンスを変化させ、その結果アンテナの周波数偏移を生じさせるように構成することができる。
【0021】
[0038] ある実施形態では、第２寄生エレメント１８を回路ボード１２に近接して配置することができ、アンテナ空間の外側に位置付けることができる。第２寄生エレメント１８は、更に、第２能動同調エレメント２０を含むことができる。第２能動同調エレメント２０は、個別に１つ以上の能動および／または受動コンポーネントを含むことができる。第２寄生エレメント１８は、被駆動エレメント１４に隣接して位置付けることができ、アンテナ空間の外側に位置付けることもできる。
【0022】
[0039] 説明した構成は、リアクタンスを変化させることによって、被駆動アンテナ・エレメントの放射パターン特性を偏移させる機能を設けることができる。アンテナ放射パターンを偏移させることを「ビーム・ステアリング」(beam steering)と呼ぶことができる。アンテナ放射パターンがヌルを含む場合、同様の動作を「ヌル・ステアリング」(null steering)と呼ぶことができる。何故なら、アンテナ周囲における代わりの位置にヌルを偏移させることができるからである（例えば、干渉を低減するため）。ある実施形態では、第２能動同調エレメント２０は、「オン」のときに第２寄生を接地に接続し、「オフ」のときに短絡を終わらせる(terminating the short)スイッチを含むことができる。しかしながら、例えば、第１または第２寄生エレメントのいずれかにおいて、可変キャパシタまたは他の可変同調コンポーネントを使用することによって、可変リアクタンスが、更に、アンテナ・パターンまたは周波数応答の可変偏移(variable shifting)にも対応できることは注記してしかるべきである。例えば、 第１能動同調エレメント１６および／または第２能動同調エレメント１８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、またはダイオードの内少なくとも１つを含むことができる。
【0023】
[0040] 図１Ｂは、図１Ａのモーダル・アンテナに伴う二次元アンテナ放射パターンを示す。モーダル・アンテナ１０の第１および第２寄生エレメント１６、１８の少なくとも１つに伴う電気特性を制御することによって、放射パターンを偏移させることができる。例えば、ある実施形態では、放射パターンを第１モード２２から第２モード２４に、または第３モード２６に移行させることもできる。
【0024】
[0041] 図１Ｃは、本開示のある態様による、図１Ａのモーダル・アンテナの周波数プロット例を示す。アンテナの周波数は、モーダル・アンテナ１０の第１および第２寄生エレメント１６、１８の少なくとも１つに伴う電気特性を制御することによって、偏移させることができる。例えば、アンテナの第１周波数（ｆ０）は、第１および第２寄生エレメントを「オフ」に切り替えたときに達することができ、周波数（ｆＬ）および（ｆＨ）は、第２寄生を接地に短絡させたときに生成することができ、周波数（ｆ４、ｆ０）は、第１および第２寄生エレメントを各々接地に短絡させたときに生成することができる。尚、本開示の範囲内において、他の構成も可能であることは理解されてしかるべきである。例えば、もっと多いまたは少ない寄生エレメントを採用してもよい。寄生エレメントの位置付けを変更することによって、異なる周波数および／または周波数の組み合わせを得ることができる更に別のモードを達成することもできる。
【0025】
[0042] 図１Ａ～図１Ｃは、例示および論述の目的に限って、複数のモードを有するモーダル・アンテナの一例を示す。本明細書において提供する開示を使用する当業者であれば、他のモーダル・アンテナおよび／またはアンテナ構成も、本開示の範囲から逸脱することなく、使用できることが理解できるであろう。本明細書において使用する場合、「モーダル・アンテナ」(modal antenna)とは、複数のモードで動作することができるアンテナを意味し、各モードが別個の放射パターンと関連付けられる。
【0026】
[0043] 図２は、本開示の態様例によるアンテナ・システム１００の実施形態の模式図を示す。アンテナ・システム１００は、モーダル・アンテナ１０２を含むことができる。モーダル・アンテナ１０２は、被駆動エレメント１０４と、被駆動エレメント１０４に近接して位置付けられた寄生エレメント１０６とを含むことができる。モーダル・アンテナ１０２は、複数の異なるモードで動作可能にすることができ、各モードは、例えば、図１Ａから図１Ｃを参照して先に説明したように、異なる放射パターンおよび／または偏波特性と関連付けることができる。
【0027】
[0044] 同調回路１０８は、モーダル・アンテナ１０２を複数の異なるモードで動作させるために、寄生エレメント１０６に伴う電気特性を制御するように構成することができる。本開示の態様例によれば、同調回路１０８は、送信信号から制御信号を復調し、例えば、図４および図５を参照して更に詳しく説明するように、制御信号と関連付けられた制御命令に基づいて、寄生エレメント１０６の電気特性を制御するように構成することができる。
【0028】
[0045] 可変同調コンポーネント(tunable component)１１０を寄生エレメント１０６と結合することができ、同調回路１０８は、可変同調コンポーネント１１０を制御して、寄生エレメント１０６を接地と接続するというようにして、寄生エレメント１０６の電気接続状態(electrical connectivity)を、電圧ソースまたは電流ソースあるいは電圧シンクまたは電流シンクによって変化させるように構成することができる。
【0029】
[0046] 無線周波数回路１１２は、ＲＦ信号をモーダル・アンテナ１０２の被駆動エレメント１０４に送信するように構成することができる。例えば、送信線１１４が無線周波数回路１１２をモーダル・アンテナ１０２に結合してもよい。ある実施形態では、送信線１１４は単線同軸ケーブルでもよい。無線周波数回路１１２は、ＲＦ信号を増幅するまたそうでなければ生成するように構成することができ、ＲＦ信号（送信信号の成分として）は送信線１１４を通じてモーダル・アンテナ１０２の被駆動エレメント１０４に送信される。
【0030】
[0047] ある実施形態では、無線周波数回路１１２は、フロント・エンド・モジュール１１６および／または制御回路１１８を含むことができる。フロント・エンド・モジュール１１６は、ＲＦ信号を生成および／または増幅するように構成することができ、ＲＦ信号は、被駆動エレメント１０４に送信される、および／または非駆動エレメント１０４から受信される。フロント・エンド・モジュール１１６は、実例をあげると、１つ以上の電力増幅器、低ノイズ増幅器、インピーダンス整合回路等を含むことができる。制御回路１１８は、例えば、図４を参照して以下で更に詳しく説明するように、振幅－偏移変調を使用して制御信号をＲＦ信号上に変調し、送信信号を生成するように構成することができる。
【0031】
[0048] 送信線１１４は、種々の周波数帯域を占める信号の合体(combination)および／または分離を補助するように構成された種々のコンポーネントと結合することができる（例えば、バイアスＴ回路を使用して）。例えば、第１バイアスＴ回路１２０は、フロント・エンド・モジュール１１６および制御回路１１８を送信線１１４と結合することができる。第１バイアスＴ回路１２０は、送信線１１４をフロント・エンド・モジュール１１６と結合するキャパシタ１２２と、制御ユニット１１８を送信線１１４と結合するインダクタ１２４とを含むことができる。第２バイアスＴ回路１２６は、被駆動エレメント１０４および同調回路１０８を送信線１１４と結合することができる。第２バイアスＴ回路１２６は、送信線１１４を被駆動エレメント１０４と結合するキャパシタ１２８と、送信線１１４を同調回路１０８と結合するインダクタ１３０とを含むことができる。
【0032】
[0049] フロント・エンド・モジュール１１６は、第１バイアスＴ回路１２０のキャパシタ１２２を介して、ＲＦ信号を送信することができる。制御回路１１８は、第１バイアスＴ回路１２０のインダクタ１２４を介して、制御信号をＲＦ信号上に変調し、送信線１１４内に制御信号を生成することができる。同調回路１０８は、第２バイアスＴ回路１２６のインダクタ１３０を介して、送信信号から制御信号を復調することができる。送信信号のＲＦ信号成分は、第２バイアスＴ回路１２６のキャパシタ１２８を介して、モーダル・アンテナ１０２の被駆動エレメント１０４に送信することができる。
【0033】
[0050] ある実施形態では、アンテナ・システム１００が、第１回路ボード１２９と、第１回路ボード１２９から物理的に分離した第２回路ボード１３１とを含むことができる。第１回路ボード１２９上には、無線周波数回路１１２が配置されてもよい。第２回路ボード１３１上には、同調回路１０８またはモーダル・アンテナ１０２の内少なくとも１つが配置されてもよい。これによって、複数の送信線を採用することなく、またアンテナ・システム１００の動作に悪影響を及ぼすことなく、無線周波数回路１１２を同調回路および／またはモーダル・アンテナ１０２から物理的に分離させることができる。
【0034】
[0051] ある実施形態では、ＲＦ信号を第１周波数帯域内に定めてもよい。制御信号は、第１周波数帯域とは別個の第２周波数帯域内に定めてもよい。例えば、第１周波数帯域は、約５００ＭＨｚから約５０ＧＨｚまでの範囲に及んでもよく、ある実施形態では約１ＧＨｚから約２５ＧＨｚまでの範囲、ある実施形態では約２ＧＨｚから約７ＧＨｚ、例えば、約５ＧＨｚまでの範囲に及んでもよい。第２周波数帯域は、約１０ＭＨｚから約１ＧＨｚまでの範囲に及んでもよく、ある実施形態では約２０ＭＨｚから約８００ＭＨｚまでの範囲、ある実施形態では約３０ＭＨｚから約５００ＭＨｚまでの範囲、ある実施形態では約５０ＭＨｚから約２５０ＭＨｚ、例えば、約１００ＭＨｚまでの範囲に及んでもよい。
【0035】
[0052] 図３は、図２に示したアンテナ・システム１００の制御回路１１８の一実施形態の模式図を示す。制御回路１１８は、プロセッサ１３２を含むことができる。プロセッサ１３２は、モーダル・アンテナ１０２のモードを変更するための制御命令（図２に示す）、またそうでなければモーダル・アンテナ１０２の放射パターンの方位または周波数を調節するための制御命令を生成もしくは受信するように構成することができる。例えば、プロセッサ１３２は、他のプロセッサ（図３においてＨＯＳＴで表される）から制御命令を受信することもでき、命令を記述するデータ（図３においてＤＡＴＡＮで表される）を含む出力を生成することもできる。データは、任意の適したビット深度を有することができる。例えば、ある実施形態では、データは二進フォーマットでもよい。他の実施形態では、データは、１６進フォーマット、１０進フォーマット等でもよい。 以下で詳しく論ずるが、データは、本開示の実施形態例にしたがって、エラー検出を増やすコード化方式でエンコードすることができる。
【0036】
[0053] また、制御回路１１８は搬送波信号ソース１３４も含むことができる。ある実施形態では、搬送波信号ソース１３４は、全体的に一定の周波数を有することができる正弦波を含む搬送波信号を生成するように構成することができる。他の実施形態では、搬送波信号は、任意の適した信号であればよく、または任意の適した信号を含んでもよい。例えば、ある実施形態では、搬送波信号は、任意の適した反復パターンであってもまたはそれを含んでもよく、正弦波であることや、全体的に一定の周波数を有することに限定されない。
【0037】
[0054] また、制御回路１１８は変調器１３６も含むことができる。変調器１３６は、搬送波信号上にプロセッサの出力を変調して、制御信号（図３においてＴＸＣＨＮで表される）を生成するように構成されている。変調器１３６は、マルチプレクサ１３８を含むことができる。マルチプレクサ１３８は、制御命令を記述することができるデータ（図３においてＤＡＴＡＮで表される）を含む出力を、搬送波信号ソース１３４からの搬送波信号と合体するように構成されている。例えば、変調器１３６は、例えば、図４を参照して以下で更に詳しく説明するように、搬送波信号ソース１３４からの搬送波信号の振幅を調整し(scale)、例えば、振幅偏移変調（例えば、オン－オフ・キーイング変調）を実行することによって、制御信号を生成するように構成することができる。また、変調器１３６は、増幅器１４０とバイアスＴ回路１４２とを含むことができる。
【0038】
[0055] 図４は、振幅偏移変調およびオン－オフ・キーイング変調の簡略化した例を表す一連の時間整列チャート４００を示す。 二進信号４０１は、二進データ集合を記述するように、第１電圧レベル４０２と第２電圧レベル４０４との間で交互してもよい。二進信号４０１は、プロセッサ１３２の出力を簡略化した例に対応することもでき、この出力は、例えば、図３を参照して先に説明したような、制御命令を記述するデータを含むこともできる。振幅－偏移変調は、第１電圧レベル４０２を、可変振幅を有する正弦波信号４０６として表すことによって、二進信号４０１を表す動作を含むことができる。例えば、正弦波信号４０６は、二進信号４０１の第１電圧４０２を表す第１振幅４０８を有することができ、更に、二進信号４０１の第２電圧レベル４０４を表す第２振幅４１０を有することができる。
【0039】
[0056] オン－オフ・キーイング変調は、一種の振幅－偏移変調である。オン－オフ・キーイング変調では、可変振幅を有する正弦波信号４１１によって、二進信号４０１を表すことができる。正弦波信号４１１は、二進信号４０１の第１電圧レベル４０２を表す第１振幅４１２を有することができる。しかしながら、第２電圧レベル４０４は、正弦波信号４１０の欠如によって表すことができる。言い換えると、正弦波信号４１０は、二進信号４０１の第２電圧４０４を表すために、約ゼロの振幅を有することができる。
【0040】
[0057] 図５は、例えば、図２を参照して先に論じた同調回路１０８に対応する、本開示の態様による同調回路５００の一実施形態の模式図を示す。同調回路５００は、復調器５０２およびバイアス５０４を含むことができる。復調器５０２は、バイアス５０４と結合されたバイアスＴ回路５０６と、通信線１１４（図２に示す）と結合されたマルチプレクサ５０７とを含むことができる。
【0041】
[0058] また、同調回路５００は、少なくとも１つの周波数帯域を濾波するように構成されたロー・パス・フィルタ５０８も含むことができる。例えば、ロー・パス・フィルタ５０８は、搬送波信号周波数の周波数よりも高い少なくとも１つの周波数帯域を濾波するように構成されてもよい。したがって、ロー・パス・フィルタ５０８は、搬送波信号周波数を分離する、またはその強度を相対的に高めることができる。また、復調器５０２は、ツェナー・ダイオードのような、ダイオード５１０を含むことができる。ダイオード５１０は、制御信号と関連付けられた（例えば、内部に収容された）制御命令を解釈するように構成された論理回路５１２と結合することができる。
【0042】
[0059] また、論理回路５１２（例えば、論理演算を実施するためにコンピュータ読み取り可能命令を実行するように構成されたプロセッサ、ＡＳＩＣ等）は、制御信号と関連付けられた（例えば、内部に収容された）制御命令に基づいて、スイッチ５１４の動作を制御するように構成することもできる。スイッチ５１４は、接地と接続され、複数の状態間で切り替えるように構成することができる。例えば、寄生エレメント１０６（図２に示す）に伴う電気特性を制御し、モーダル・アンテナを複数の異なるモードで動作させるために、スイッチ５１４の出力５１６を接地と選択的に接続するように、またそうでなければ出力５１６の電気接続状態を変化させるように、スイッチ５１４を構成することができる。例えば、スイッチ５１４は、可変同調コンポーネント１１０（図２に示す）の動作を調節して、寄生エレメント１０６のソースまたはシンクとの電気接続状態を変化させる（例えば、電圧ソース／シンクまたは電流ソース／シンク）ように構成することができる。例えば、スイッチ５１４は、寄生エレメント１０６を接地と選択的に接続するように構成することができる。
【0043】
[0060] 同調回路５００（例えば、論理回路５１２）は、同調回路５００と関連付けられたローカル・クロック周波数を供給するように構成された、ローカル同調高調波局部発振器（例えば、リング発振器）のような、同調可能な周波数ソースを含むことができる。論理回路５１２は、論理回路５１２が（例えば、ダイオード５１０から）受け取った信号をサンプリングし、この信号に関して周波数検索動作を実行するように構成することができる。周波数検索動作は、該当するサンプリング周波数を決定することができる。例えば、論理回路５１２は、予測フレーズ(phrase)に対応する時間期間にわたって、制御信号（またはダイオード５１０によって出力された、その調整バージョン）をサンプリングすることができる。予測フレーズは、制御信号内に存在すると予測される信号パターンを含むことができる。一例として、予測フレーズは、１つ以上の送信データ「フレーム」の先頭および／または終端に、「プリアンブル」または「ポストアンブル」として存在してもよい。論理回路５１２は、予測フレーズを認識または検出し、フレーム（１つまたは複数）の先頭または終端を突き止めるように構成することができる。次いで、論理回路５１２は、サンプル内に存在する局部発振器の「クロック・エッジ」数を、予測フレーズに基づいてサンプル内に存在することが予測される局部発振器の「クロック・エッジ」数と比較して、「クロック・エッジ」数に関して位相誤差を測定し判定することができる。
【0044】
[0061] 次いで、論理回路５１２は、周波数検索動作を実行することができる。例えば、周波数検索動作は、（１）予測フレーズの長さに対応する時間期間にわたってサンプリングするステップと、（２）サンプル内に存在するクロック・エッジの数を、クロック・エッジの予測数と比較することによって、位相誤差を判定するステップと、（３）ローカル・クロック周波数が、制御回路１１８と関連付けられたマスタ・クロック周波数と十分に同期されるまで、ローカル・クロック周波数（例えば、局部発振器の周波数）を調節するステップとを繰り返すステップとを含むことができる。例えば、ローカル・クロック周波数が十分に同期されたと判定できるのは、位相誤差が閾値（例えば、所定の閾値）未満になったときである。
【0045】
[0062] ある実施形態では、同調回路は、数値制御発振器を採用してもよい。数値制御発振器は、同調回路が受け取った信号のデータ・エッジ遷移を計数するように構成される。データ・エッジ遷移の数が、予測範囲（例えば、所定の範囲）から外れた場合、同調回路は、関連するデータ・フレームを拒否または無視することができる。データ・エッジ遷移のカウントが予測範囲内に納まる場合、同調回路は、この同調回路の内部発振器と関連付けられた周波数（例えば、ローカル・クロック周波数）を調節することができる。例えば、同調回路は、内部発振器の周波数を上昇または低下させて、同調回路の内部発振器周波数の周波数(the frequency of the internal oscillator frequency)と、ＲＦ回路および／または制御回路と関連付けられたクロックもしくは発振器周波数との間において、通常動作の間に発生する可能性がある、ドリフトを補償するように、構成することができる。
【0046】
【0047】
[0064] 図６は、本開示の態様によるアンテナ・システム６００の他の実施形態の模式図を示す。アンテナ・システム６００は、全体的に、図２を参照して先に説明したアンテナ・システム１００と同様に構成することができる。例えば、アンテナ・システム６００は、被駆動エレメント６０４と寄生エレメント６０６とを含むモーダル・アンテナ６０２、同調回路６０８、ＲＦ回路６１２、送信線６１４、フロント・エンド・モジュール６１６、制御回路６１８、キャパシタ６２２とインダクタ６２４とを含む第１バイアスＴ回路６２０、およびキャパシタ６２８とインダクタ６３０とを含む第２バイアスＴ回路６２６を含むことができる。
【0048】
[0065] また、アンテナ・システム６００は、被駆動エレメント６３４と寄生エレメント６３６とを含む第２モーダル・アンテナ６３２も含んでもよい。第２同調回路６３８は、モーダル６３２を複数の異なるモードで動作させるために、寄生エレメント６３６に伴う電気特性を制御するように構成することができる。例えば、第２可変同調コンポーネント６４０を寄生エレメント６３６と結合してもよく、同調回路６３８は、第２可変同調コンポーネント６４０を制御して、寄生エレメント１０６を接地と接続するというようにして、第２モーダル・アンテナ６３２の寄生エレメント６３６と電圧ソースまたは電流ソースあるいは電圧シンクまたは電流シンクとの電気接続状態を変更するように構成することができる。
【0049】
[0066] 無線周波数回路６１２は、第２フロント・エンド・モジュール６４２と第２送信線６４４とを含むことができる。第２フロント・エンド・モジュール６４２は、第２ＲＦ信号を生成および／または増幅するように構成することができる。制御回路６１８は、第２制御信号を第２ＲＦ信号上に変調し、第２送信信号を生成するように構成することができる。ある実施形態では、制御回路６１８は、例えば、図３および図４を参照して先に説明したように、振幅－偏移変調を使用して第２制御信号を第２ＲＦ信号上に変調することもできる。
【0050】
[0067] 第２送信線６４４は、 種々の周波数帯域を占める信号の合体および／または分離を補助するように構成されたバイアスＴを使用して、種々のコンポーネントと結合することができる。例えば、第３バイアスＴ回路６４６は、第２フロント・エンド・モジュール６４２および制御回路６１８を第２送信線６４４と結合することができる。第３バイアスＴ回路６４６は、第２フロント・エンド・モジュール６４２を第２送信線６４４と結合するキャパシタ６４８と、制御ユニット６１８を第２送信線６４４と結合するインダクタ６５０とを含むことができる。
【0051】
[0068] 第４バイアスＴ回路６５２は、第２送信線６４４を第２モーダル・アンテナ６３２の被駆動エレメント６３４および同調回路１０８と結合することができる。第４バイアスＴ回路６５２は、第２送信線６４４を第２モーダル・アンテナ６３２の被駆動エレメント６３４と結合するキャパシタ６５４と、第２送信線６４４を第２同調回路６３８と結合するインダクタ６５６とを含むことができる。
【0052】
[0069] 第２フロント・エンド・モジュール６４２は、第３バイアスＴ回路６４６のキャパシタ６４８を介して、第２ＲＦ信号を送信することができる。制御回路６１８は、第３バイアスＴ回路６４６のインダクタ６５０を介して、第２制御信号を第２ＲＦ信号上に変調し、第２送信信号を生成することができる。第２同調回路６３８は、第４バイアスＴ回路６５２のインダクタ６５６を介して、第２送信信号から制御信号を復調することができる。第２送信信号のＲＦ信号成分は、第４バイアスＴ回路６５２のキャパシタ６５４を介して、第２モーダル・アンテナ６３２の被駆動エレメント６３４に送信することができる。
【0053】
[0070] この実施形態では、制御回路６１８は、送信線６１４、６４４の各々と関連付けられた別個の出力を有することができる。制御回路６１８は、図３を参照して先に説明した制御回路１１８と同様に構成することができ、更に、第２送信線６４４に別個の出力を供給するように構成された追加のコンポーネントを含むことができる。例えば、制御回路６１８は、第２出力を供給するように、第２プロセッサ１３２、正弦波ソース１３４、変調器１３６、マルチプレクサ１３８、増幅器１４０，および／またはバイアスＴ回路１４２を含むこともできる。
【0054】
[0071] ある実施形態では、アンテナ・システムは、多入力－多出力（ＭＩＭＯ： multiple-in-multiple-out）構成とした複数のアンテナを含んでもよい。複数対の制御回路および同調回路は、複数のモーダル・アンテナだけでなく、複数の受動アンテナも制御するように構成することができる。例えば、アンテナ・システムは、Ｍ個のモーダル・アンテナおよび（Ｎ－Ｍ）個の受動アンテナの動作を制御するように構成されたＮ個の同調回路（各々、それぞれの制御回路と対をなす）を含むことができる。ここで、ＮおよびＭは各々正の整数であり、ＮはＭ以上である。加えて、ある実施形態では、例えば、図６を参照して説明したように、１つの制御回路が複数の出力を含み、複数の同調回路と対をなすこともできる。いずれにしても、同調回路の数Ｎは、任意の適した数までに及んでもよい。例えば、ある実施形態では、Ｎは２から２０までの範囲、またはそれ以上でもよく、Ｍも、２から２０までの範囲、またはそれ以上でもよい。
【0055】
[0072] 尚、本開示の範囲内で種々の変形が可能であることは理解されてしかるべきである。例えば、他の実施形態では、別々の制御回路を各送信線６１４、６４４と関連付けてもよい。加えて、他の実施形態では、１つのフロント・エンド・モジュールが、それぞれのＲＦ信号を生成するように構成することもできる。ある実施形態では、１つの同調回路が、システムの各モーダル・アンテナの寄生エレメントに伴う電気特性を制御するように構成することもできる。更にまた、ある実施形態では、システムが２つよりも多いモーダル・アンテナを含んでもよい。加えて、ある実施形態では、システムが１つ以上のモーダル・アンテナと、複数のモードで動作するように構成されていない１つ以上の非モーダル・アンテナ、即ち、受動アンテナとの組み合わせを含んでもよい。ある実施形態では、１つ以上のモーダル・アンテナが１つよりも多い寄生エレメントを含んでもよい。１つの制御回路が、寄生エレメントに伴うそれぞれの可変同調エレメントを調節し、寄生エレメントに伴う電気特性を制御し、モーダル・アンテナを複数の異なるモードで動作させるように構成することもできる。他の実施形態では、可変同調エレメントをそれぞれ調節するために、複数の制御回路を使用してもよい。尚、他の変形、変更、組み合わせ等も本開示の範囲内で可能であることは理解されてしかるべきである。
【0056】
[0073] 図７は、本開示の実施形態例による方法例７００の流れ図を示す。図７は、例示および論述の目的に限って、特定の順序で実行されるステップを示す。尚、本明細書において提示した開示を使用すれば、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書において説明する方法はいずれも、その種々のステップを省略すること、拡大すること、同時に実行すること、並び替えること、および／または変更することが様々な手段で可能であることは、当業者には理解されよう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、種々のステップ（図示せず）を実行することもできる。加えて、方法７００について、全体的に、図２および図６を参照して先に説明したアンテナ・システム２００、６００を参照しながら論ずることにする。しかしながら、本方法７００の態様は、モーダル・アンテナを含む任意の適したアンテナ・システムにも応用できることは、理解されてしかるべきである。
【0057】
[0074] 方法７００は、（７０２）において、制御信号をＲＦ信号上に変調して送信信号を生成するステップを含むことができる。例えば、制御信号は、モーダル・アンテナのモードを変更するため、またはそうでなければモーダル・アンテナの放射パターンの向きもしくは周波数を調節するための制御命令を含むことができる。例えば、無線周波数回路１１２は、例えば、図３および図４を参照して先に説明したように、制御信号をＲＦ信号上に変調して送信信号を生成するように構成された制御回路１１８を含むことができる。
【0058】
[0075] 制御信号は、１つ以上のフレームに実装することができる。各フレームは複数のビットを含むことができる。フレーム（１つまたは複数）は、複数のモードから、モーダル・アンテナの動作に対して選択されるモードを指定することができる。制御信号（例えば、命令）は、同調回路によってエラー検出を増やすコード化方式によってエンコードすることができる。実例をあげると、コード化方式は、一意のコードを複数のモードの中の各モードに割り当てることができる。
【0059】
[0076] ある実施形態では、１１ビット以上（例えば、１１ビット、２１ビット）を使用して、一意のコードをエンコードすることができる。各モードの一意のコードは、複数のモードにおける他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも３ビットだけというように、少なくとも４ビットだけというように、少なくとも５ビットだけというように、少なくとも６ビットだけというように、少なくとも７ビットだけというように、少なくとも８ビットだけというように等、少なくとも２ビットだけ異なることができる。その結果、複数のモードの中の各モードの一意のコードは、他のアンテナ・コードの各々の一意のコードから、有意な距離だけ（例えば、ビット数に関して）分離されることになる。
【0060】
[0077] 実例をあげると、図８は、本開示の実施形態例によるコード化方式例８１０を示す。コード化方式８１０は、一意の１１ビット・コードを４つの異なるアンテナ・モード、モード０、モード１、モード２、およびモード３の各々に割り当てる。更に特定すると、コード８０２はモード０に割り当てられる。コード８０４はモード１に割り当てられる。コード８０６はモード２に割り当てられる。コード８０８はモード３に割り当てられる。
【0061】
[0078] 例示および論述の目的に限って、４つのモードを参照しながら本開示の態様について論ずる。尚、本開示の範囲から逸脱することなく、８モード、１６モード、３２モード等のような、任意の数のモードを使用できることは、本明細書において提供する開示を使用すれば、当業者には理解できよう。加えて、二進フォーマットで実装する一意のコードを参照しながら、本開示の態様について論ずる。尚、本開示の範囲から逸脱することなく、他の数値表（例えば、十進、十六進）も使用できることは、本明細書において提供する開示を使用すれば、当業者には理解できよう。
【0062】
[0079] 図８を参照すると、コード化方式８０６におけるコード８０２、８０４、８０６、および８０８は、互いと比較して、少なくとも５ビットだけというように、少なくとも２ビットだけ異なる。その結果、コード８０２、８０４、８０６、および８０８は、互いに有意な距離だけ分離される。これによって、以下で論ずるように、エラー検出がし易くなる。
【0063】
[0080] 図７を参照すると、方法７００は、（７０４）において、単線同軸送信線を通じて、送信信号を同調回路に伝達するステップを含むことができる。例えば、無線周波数回路１１２を参照して先に説明したように、フロント・エンド・モジュール１１６を含むことができる。フロント・エンド・モジュール１１６は、第１バイアスＴ１２０のキャパシタ１２２を介して、送信線１１４を通じて、そして第２バイアスＴ１２８のキャパシタ１２８を介して、モーダル・アンテナ１０２の被駆動エレメント１０４にＲＦ信号を伝達することができる。制御回路１１８は、第１バイアスＴ１２０のインダクタ１２４を介して、制御信号をＲＦ信号上に変調することができ、送信線１１４を通じて、そして第２バイアスＴ１２８のインダクタ１３０を介して、同調回路１０８に伝達することができる。
【0064】
[0081] 方法７００は、（７０６）において、同調回路において制御信号を復調するステップを含むことができる。例えば、図２および図５を参照して先に説明したように、同調回路１０８、５００は、第２バイアスＴ１２６のインダクタ１３０を介して、送信信号から制御信号を復調するように構成することができる。また、同調回路１０８、５００は、搬送波信号と関連付けられた搬送波信号周波数を分離するまたはその強度を相対的に高めるために、制御信号を濾波および／または増幅するように構成することができる。論理回路５１２は、制御信号と関連付けられた（例えば、その中に含まれる）制御命令を解釈するように構成することができる。
【0065】
[0082] 実例をあげると、（７０８）において、この方法は、エラー検出のために制御信号（例えば、制御信号におけるビット）のフレーム（１つまたは複数）を処理するステップを含むことができる。実例をあげると、論理回路５１２がフレーム（１つまたは複数）における複数のビットを処理して、一意のコードが、コード化方式においてモードに割り当てられた一意のコードと一致するか否か判定することができる。
【0066】
[0083] 説明に役立つ実例として、図９は、送信線を通じて受信したフレーム（１つまたは複数）における複数のビットを処理する同調回路例の論理回路５１２を示す。論理回路５１２は、ビットを処理し、これらのビットが一意のコード８０６と一致すると判定することができる。その結果、論理回路５１２は、制御信号が、モーダル・アンテナをモード２で動作させるための制御命令を有すると判定することができる。
【0067】
[0084] 図１０は、複数のビット８１２を処理する同調回路例の論理回路５１２を示す。複数のビット８１２は、１ビットだけ一意のコード８０６とは異なる。しかしながら、複数のビット８１２はコード化方式８１０における一意のコードと一致しないので、論理回路５１２は、１つのビットだけが正しくないのであっても、エラーを容易に検出することができる。このエラー検出は、コード化方式における一意のコードが有意な距離だけ分離されていることによって、やり易くなり、他の一意のコードと一致するエラーが減少する。
【0068】
[0085] 図７を参照すると、（７１０）において、エラーがない場合、この方法は（７１２）に進み、一意のコードによって指定されたモードを選択し、このモードにしたがってモーダル・アンテナを制御することができる。実例をあげると、方法７００は、少なくとも部分的に、選択されたモードでモーダル・アンテナを制御するための制御信号に基づいて、モーダル・アンテナの寄生エレメントに伴う電気特性を制御するステップを含むことができる。
【0069】
[0086] 図７を参照すると、（７１０）において、エラーが検出された場合、この方法は（７１４）に進み、ここで同調回路はアンテナの現在のモードを維持する。言い換えると、同調回路は、エラーを含む制御信号に応答せず、モーダル・アンテナをその現在のモードに維持する。
【0070】
[0087] 図１１は、本開示の実施形態例によるコード化方式例８３０を示す。コード化方式８３０は、一意の２１ビット・コードを４つの異なるモード、即ち、モード０、モード１、モード２、およびモード３の各々に割り当てる。更に特定すると、コード８２２はモード０に割り当てられる。コード８２４はモード１に割り当てられる。コード８２６はモード２に割り当てられる。コード８２８はモード３に割り当てられる。コード化方式８０６におけるコード８２２、８２４、８２６、および８２８は、互いと比較して少なくとも５ビットだけというように、少なくとも８ビットだけというように、少なくとも２ビットだけ異なる。その結果、コード８２２、８２４、８２６、および８２８は、互いから有意な距離だけ分離される。これによってエラー検出がし易くなる。
【0071】
[0088] 説明に役立つ実例として、図１２は、送信線を通じて受信したフレーム（１つまたは複数）における複数のビットを処理する同調回路例の論理回路５１２を示す。論理回路５１２は、ビットを処理し、これらのビットが一意のコード８２４と一致すると判定することができる。その結果、論理回路５１２は、制御信号が、モーダル・アンテナをモード１で動作させる制御命令を有すると判定することができる。
【0072】
[0089] 図１０は、複数のビット８３２を処理する同調回路例の論理回路５１２を示す。複数のビット８３２は、一意のコード８２４とは２ビットだけ異なる。しかしながら、複数のビット８３２はコード化方式８１０における一意のコードと一致しないので、論理回路５１２は、２つのビットだけが正しくないのであっても、エラーを容易に検出することができる。このエラー検出は、コード化方式における一意のコードが有意な距離だけ分離されていることによって、やり易くなり、他の一意のコードと一致するエラーが減少する。
【0073】
[0090] ある実施形態では、システムのロバスト性を更に高めるために、異なるサイズの交互フレームを使用する制御信号（１つまたは複数）を伝達するように、ＲＦ回路を構成することができる。実例をあげると、このＲＦ回路は、第１フレーム・サイズ（例えば、１１ビット）および第２フレーム・サイズ（例えば、２１ビット）のフレームを交互に伝達することができる。第１フレームは、図８に示したコード化方式８１０のような、第１コード化方式にしたがって、一意のコードをエンコードされた複数のビットを含むことができる。第１コード化方式は、複数のモードの中にある各モードに、第１フレーム・サイズ（例えば、１１ビット）のビット数を有する一意のコードを割り当てることができる。
【0074】
[0091] 第２フレームは、図１１に示したコード化方式８３０のような、第２コード化方式にしたがって、一意のコードをエンコードされた複数のビットを含むことができる。第２コード化方式は、複数のモードの中にある各モードに、第２フレーム・サイズ（例えば、２１ビット）のビット数を有する一意のコードを割り当てることができる。
【0075】
[0092] 同調回路は、異なるサイズのフレームを交互に処理するように構成することができる。説明に役立つ実例として、図１５は、送信線を通じて受信した１１ビットの第１フレーム・サイズを有する第１フレームにおける複数のビットを処理する同調回路例の論理回路５１２を示す。論理回路５１２は、これらのビットを処理し、これらのビットが一意のコード８０２と一致すると判定することができる。その結果、論理回路５１２は、制御信号が、モーダル・アンテナをモード０で動作させる制御命令を有すると判定することができる。
【0076】
[0093] 同調回路例の論理回路５１２は、送信線を通じて受信した２１ビットの第２フレーム・サイズを有する第２フレームにおける複数のビットを処理することができる。論理回路５１２は、これらのビットを処理し、これらのビットが一意のコード８２４と一致すると判定することができる。その結果、論理回路５１２は、制御信号が、モーダル・アンテナをモード１で動作させる制御命令を有すると判定することができる。
【0077】
[0094] 同調回路例の論理回路５１２は、送信線を通じて受信した１１ビットの第１フレーム・サイズを有する第３フレームにおける複数のビットを処理する。論理回路５１２は、これらのビットを処理し、これらのビットが一意のコード８０８と一致すると判定することができる。その結果、論理回路５１２は、制御信号が、モーダル・アンテナをモード３で動作させる制御命令を有すると判定することができる。
【0078】
[0095] 同調回路例の論理回路５１２は、送信線を通じて受信した２１ビットの第２フレーム・サイズを有する第２フレームにおける複数のビットを処理することができる。論理回路５１２は、ビット８３４を処理し、これらのビットがコード化方式８３０における一意のコードと一致しないと判定することができる。その結果、論理回路５１２はエラーを検出することができる。
【0079】
[0096] 図１５は、本開示の実施形態例による方法例９００の流れ図を示す。図１５は、例示および論述の目的に限って、特定の順序で実行されるステップを示す。尚、本明細書において提示した開示を使用すれば、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書において説明する方法はいずれも、その種々のステップを省略すること、拡大すること、同時に実行すること、並び替えること、および／または変更することが様々な手段で可能であることは、当業者には理解されよう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、種々のステップ（図示せず）を実行することもできる。加えて、方法９００について、全体的に、図２および図６を参照して先に説明したアンテナ・システム２００、６００を参照しながら論ずることにする。しかしながら、本方法９００の態様は、モーダル・アンテナを含む任意の適したアンテナ・システムにも応用できることは、理解されてしかるべきである。
【0080】
[0097] 方法９００は、（９０２）において、制御信号をＲＦ信号上に変調して、送信信号を生成するステップを含むことができる。例えば、制御信号は、モーダル・アンテナのモードを変更する、またそうでなければモーダル・アンテナの放射パターンの向きもしくは周波数を調節するための制御命令を含むことができる。例えば、無線周波数回路１１２は、例えば、図３および図４を参照して先に説明したように、制御信号をＲＦ信号上に変調して送信信号を生成するように構成された制御回路１１８を含むことができる。
【0081】
[0098] 制御信号は、１つ以上のフレームに実装することができる。各フレームは複数のビットを含む。フレーム（１つまたは複数）は、複数のモードから、モーダル・アンテナの動作に対して選択されるモードを指定することができる。制御信号（例えば、命令）は、同調回路によってエラー検出を増やすコード化方式によってエンコードすることができる。実例をあげると、コード化方式は、一意のコードを複数のモードの中の各モードに割り当てることができる。
【0082】
[0099] ある実施形態では、１１ビット以上（例えば、１１ビット、２１ビット）を使用して、一意のコードをエンコードすることができる。各モードの一意のコードは、複数のモードにおける他の各モードの一意のコードと比較して、少なくとも３ビットだけというように、少なくとも４ビットだけというように、少なくとも５ビットだけというように、少なくとも６ビットだけというように、少なくとも７ビットだけというように、少なくとも８ビットだけというように等、少なくとも２ビットだけ異なることができる。その結果、複数のモードの中の各モードの一意のコードは、他のアンテナ・モードの各々の一意のコードから、有意な距離だけ（例えば、二進コードに関して）分離されることになる。
【0083】
[00100] 方法９００は、（９０４）において、単線同軸送信線を通じて送信信号を同調回路に伝達するステップを含むことができる。例えば、無線周波数回路１１２を参照して先に説明したように、無線周波数回路１１２はフロント・エンド・モジュール１１６を含むことができる。フロント・エンド・モジュール１１６は、第１バイアスＴ１２０のキャパシタ１２２を介して、送信線１１４を通じて、そして第２バイアスＴ１２８のキャパシタ１２８を介して、ＲＦ信号をモーダル・アンテナ１０２の被駆動エレメント１０４に伝達することができる。制御回路１１８は、第１バイアスＴ１２０のインダクタ１２４を介して、制御信号をＲＦ信号上に変調し、送信線１１４を通じて、そして第２バイアスＴ１２８のインダクタ１３０を介して同調回路１０８に伝達することができる。
【0084】
[00101] 方法９００は、（９０６）において、同調回路において制御信号を復調するステップを含むことができる。例えば、図２および図５を参照して先に説明したように、同調回路１０８、５００は、第２バイアスＴ１２６のインダクタ１３０を介して、送信信号から制御信号を復調するように構成することができる。また、同調回路１０８、５００は、搬送波信号と関連付けられた搬送波信号周波数を分離するまたはその強度を相対的に高めるために、制御信号を濾波および／または増幅するように構成することができる。論理回路５１２は、制御信号と関連付けられた（例えば、その中に含まれる）制御命令を解釈するように構成することができる。
【0085】
[00102] 実例をあげると、（９０８）において、この方法は、エラー検出のために、制御信号（例えば、制御信号におけるビット）のフレーム（１つまたは複数）を処理するステップを含むことができる。実例をあげると、論理回路５１２は、フレーム（１つまたは複数）における複数のビットを処理して、一意のコードが、コード化方式においてモードに割り当てられた一意のコードと一致するか否か判定することができる。
【0086】
[00103] （９１０）において、エラーがない場合、この方法は（９１２）に進み、一意のコードによって指定されたモードを選択し、このモードにしたがってモーダル・アンテナを制御することができる。実例をあげると、方法７００は、少なくとも部分的に、選択されたモードにおいてモーダル・アンテナを制御する制御信号に基づいて、モーダル・アンテナの寄生エレメントに伴う電気特性を制御するステップを含むことができる。
【0087】
[00104] （９１０）において、エラーが検出された場合、この方法は（９１４）に進み、同調回路は最も近い一意のコードを決定する。実例をあげると、同調回路は、ビットが、コード化方式における特定の一意のコードと１ビットまたは２ビットだけ異なることを判定することができる。同調回路は、コード化方式において指定された一意のコードと一致するように、エラー・ビットを訂正することができる。この方法は（９１６）に進み、最も近い一意のコードによって指定されたモードを選択し、このモードにしたがってモーダル・アンテナを制御することができる。
【0088】
[00105] 説明に役立つ実例として、図１６は、複数のビット８１５を処理する同調回路例の論理回路５１２を示す。複数のビット８３２は、一意のコード８０６とは１ビットだけ異なる。したがって、論理回路５１２は、２つのビットだけが正しくないのであっても、エラーを検出することができる。論理回路５１２は、ビットを訂正して最も近い一意のコード８０６と一致させることができる。次いで、論理回路５１２は、制御信号は、モーダル・アンテナをモード２で動作させる制御命令を有すると判定することができる。このように、本アンテナ・システムは、送信線を通じた制御信号の伝達においてエラーが生じたとしても、指定されたモードにしたがってモーダル・アンテナを制御することができる。
【0089】
[00106] 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、当業者が、以上のことの理解が得られれば、このような実施形態に対する変更、変形、および等価物は容易に生み出すことができ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1A】
【図1B】
【図1C】
【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】
【国際調査報告】