(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】2023-03-23
(54)【発明の名称】偏波電磁デバイス
(51)【国際特許分類】
H01Q 9/04 20060101AFI20230315BHJP
【FI】
H01Q9/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2022546356
(86)(22)【出願日】2021-01-29
(85)【翻訳文提出日】2022-08-30
(86)【国際出願番号】 US2021015690
(87)【国際公開番号】W WO2021155133
(87)【国際公開日】2021-08-05
(32)【優先日】2020-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2021-01-28
(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】596024851
【氏名又は名称】ロジャーズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】パンディ、シャイレッシュ
(72)【発明者】
【氏名】パンセ、クリスティ
(72)【発明者】
【氏名】ジョージ、ロシン ローズ
(72)【発明者】
【氏名】タラスキー、ジャンニ
(57)【要約】
電磁デバイスは、デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口を有する、基板であって、L>Wである、基板と、開口を実質的に覆って、基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を有する、誘電体媒体であって、誘電体媒体は、デバイスの平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、断面境界は、断面境界に部分的に接する接線から、開口に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体とを含み、長さLは、接線に垂直ではない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁デバイスであって、
前記デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口を含む、基板であって、L>Wである、基板と、
前記開口を実質的に覆って、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記デバイスの前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記開口に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体と
を備え、
前記全長Lが、前記接線に垂直ではない、
電磁デバイス。
【請求項2】
前記誘電体媒体が、誘電体共振器アンテナDRAの少なくとも一部分を形成する、請求項1に記載のデバイス。
【請求項3】
前記断面境界が、断面外側境界である、請求項1または2に記載のデバイス。
【請求項4】
前記開口が、前記基板の導電層における空所である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項5】
前記開口が、基板に一体化された導波路における開口である、請求項4に記載のデバイス。
【請求項6】
前記開口が、ストリップラインまたはマイクロストリップ上の開口である、請求項4に記載のデバイス。
【請求項7】
前記開口が、前記基板の導電層における少なくとも2つの互いに別個の空所を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項8】
前記少なくとも2つの空所が、互いに長さ方向に直線的に整列する、請求項7に記載のデバイス。
【請求項9】
前記開口が、互いに長さ方向に直線的に整列する2つの空所だけを有する、二分された開口である、請求項7に記載のデバイス。
【請求項10】
前記開口が、コプレーナ導波路の少なくとも一部分によって、形成される、請求項7乃至9のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項11】
前記全長Lが、前記接線に平行ではない、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項12】
前記全長Lが、前記接線に対して角度Aを成す向きに向けられ、Aは、10度以上、80度以下である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項13】
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定める、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項14】
前記少なくとも1つの凹部が、第1の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記誘電体媒体の前記第1の部分が、第2の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記誘電体媒体の前記第2の部分が、第3の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記第1の誘電定数が、前記第2の誘電定数よりも小さく、また前記第3の誘電定数よりも小さい、
請求項13に記載のデバイス。
【請求項15】
前記第2の誘電定数は、前記第3の誘電定数に実質的に等しい、
請求項14に記載のデバイス。
【請求項16】
前記少なくとも1つの凹部が、2つの凹部を含む、請求項1乃至15のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項17】
前記2つの凹部が、前記誘電体媒体において、頸部またはくびれた領域を形成するよう、前記開口の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、請求項16に記載のデバイス。
【請求項18】
前記2つの凹部が、互いの実質的な鏡像である、請求項17に記載のデバイス。
【請求項19】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記幅Wに平行な方向において前記誘電体媒体を通るとともに前記開口の中心点を通る、直線経路が、前記誘電体媒体の前記第1の部分および前記第2の部分を通って延びており、前記少なくとも1つの凹部を通って延びてはいない、請求項13乃至15のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項20】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分が、第1の最大全体外形寸法を有し、前記第2の部分が、第2の最大全体外形寸法を有し、前記第1の部分と前記第2の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分との間において頸部を定め、前記頸部が、前記第1の最大全体外形寸法および前記第2の最大全体外形寸法よりも小さい、最小全体外形寸法を有する、請求項13乃至15、または19のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項21】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記開口の前記全長Lに垂直でも平行でもない方向にある、請求項20に記載のデバイス。
【請求項22】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、外側にカーブした外側境界を有する、請求項13乃至15、または19乃至21のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項23】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、少なくとも1つの直線的な外側境界を有する、請求項13乃至15、または19乃至21のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項24】
前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、部分的に長方形の外側境界を有する、請求項13乃至15、19乃至21、または23のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項25】
前記第1の部分、前記第2の部分、および前記頸部が、鏡映の面内軸に関して対称である、組み合わされた外側境界を有する、請求項20に記載のデバイス。
【請求項26】
鏡映の前記面内軸が、前記頸部の前記最小全体外形寸法に実質的に直交する、請求項25に記載のデバイス。
【請求項27】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記細長い開口の一方の側から他方まで、前記細長い開口を横切って延びる、横断経路に沿って、前記細長い開口を横断し、前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記横断経路の直線長よりも大きい、請求項20に記載のデバイス。
【請求項28】
前記横断経路が、前記開口の前記全長Lに垂直でも平行でもない方向に、前記細長い開口を横切って延びる、請求項27に記載のデバイス。
【請求項29】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記横断経路の前記直線長よりも大きく、前記細長い開口の2つの側の各々に、前記誘電体媒体の誘電体材料の最小長が定められる、請求項27に記載のデバイス。
【請求項30】
前記誘電体媒体の誘電体材料の定められた前記最小長が、前記頸部の前記最小全体外形寸法の1/3以下である、請求項29に記載のデバイス。
【請求項31】
前記誘電体媒体の誘電体材料の定められた前記最小長が、前記頸部の前記最小全体外形寸法の1/5以下である、請求項29に記載のデバイス。
【請求項32】
前記誘電体媒体の誘電体材料の定められた前記最小長が、前記頸部の前記最小全体外形寸法の1/10以下である、請求項29に記載のデバイス。
【請求項33】
前記誘電体媒体の前記第1の部分と前記第2の部分が、互いに対して、鏡映の第1の面内軸に沿った方向に延び、前記誘電体媒体の前記少なくとも1つの凹部が、鏡映の前記第1の面内軸に関する互いの鏡像である、第1の凹部および第2の凹部を含み、さらに、
前記誘電体媒体が、鏡映の前記第1の面内軸に沿った前記方向に、前記誘電体媒体の前記第1の部分および前記第2の部分のそれぞれ一方から延びる、第1の突起および第2の突起をさらに備える、
請求項13乃至32のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項34】
前記誘電体媒体の前記第1の部分、前記第2の部分、前記第1の突起、および前記第2の突起が、すべて、モノリシック構造物として一体形成される、
請求項33に記載のデバイス。
【請求項35】
前記誘電体媒体が、前記細長い開口の中心点に関して一様な半径方向誘電定数を有する、
請求項33または34に記載のデバイス。
【請求項36】
前記誘電体媒体が、前記細長い開口の中心点に関して非一様な半径方向誘電定数を有する、
請求項33または34に記載のデバイス。
【請求項37】
誘電体媒体が、以下の式に従った、誘電定数(Dk)を有する、すなわち、
Dk(r)は、Dk(-r)に等しく、ここで、
変数rは、前記細長い開口の中心点からの半径であり
変数Dk(r)は、半径rにおける誘電定数を定め、
変数Dk(-r)は、半径rを直径方向において反対向きにした、半径-rにおける誘電定数を定める、
請求項33乃至36のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項38】
前記誘電体媒体が、前記細長い開口の中心点に関して反転対称性を有する、
請求項33乃至36のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項39】
前記誘電体媒体が、垂直なz軸に沿った押し出しの形態の3次元構造物を有する、
請求項33乃至38のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項40】
電磁デバイスであって、
前記デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口を備える、基板であって、L>Wである、基板と、
前記開口を実質的に覆って、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記デバイスの前記平面図において眺められた場合に、前記誘電体媒体の鏡映の面内軸に関して対称である、断面境界を有する、誘電体媒体と
を備え、
前記デバイスは、前記細長い開口の前記全長Lに垂直であるとともに前記細長い開口の中心点を通過する線が、鏡映のいずれの面内軸でもないように構成される、
電磁デバイス。
【請求項41】
前記誘電体媒体が、誘電体共振器アンテナDRAの少なくとも一部分を形成する、請求項40に記載のデバイス。
【請求項42】
前記断面境界が、断面外側境界である、請求項40または41に記載のデバイス。
【請求項43】
前記開口が、前記基板の導電層における空所である、請求項40乃至42のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項44】
前記開口が、基板に一体化された導波路における開口である、請求項40乃至43のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項45】
前記開口が、ストリップラインまたはマイクロストリップ上の開口である、請求項40乃至43のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項46】
前記開口が、前記基板の導電層における少なくとも2つの互いに別個の空所を含む、請求項40乃至42のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項47】
前記開口が、コプレーナ導波路の少なくとも一部分によって、形成される、請求項46に記載のデバイス。
【請求項48】
前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記開口に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、請求項40乃至47のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項49】
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分が、第1の最大全体外形寸法を有し、前記第2の部分が、第2の最大全体外形寸法を有し、前記第1の部分と前記第2の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分との間において頸部を定め、前記頸部が、前記第1の最大全体外形寸法および前記第2の最大全体外形寸法よりも小さい、最小全体外形寸法を有する、
請求項48に記載のデバイス。
【請求項50】
前記誘電体媒体が、空気の誘電定数よりも大きい誘電定数を有する、単一の統一3次元3D誘電体媒体を含む、
請求項1乃至12のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項51】
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記第1の部分および前記第2の部分の各々が、前記デバイスの少なくとも等角図において観察された場合に、前記基板の上側面から上方に延びる垂直外壁を伴う、断面輪郭を有する、
請求項50に記載のデバイス。
【請求項52】
前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、傾斜した平面的な、またはカーブした上面を有する、
請求項51に記載のデバイス。
【請求項53】
前記第1の部分および前記第2の部分の両方が、傾斜した平面的な、またはカーブした上面を有する、
請求項51に記載のデバイス。
【請求項54】
前記傾斜した平面的な、またはカーブした上面が、前記少なくとも1つの凹部から、各それぞれの第1の部分および第2の部分の最外縁に向かって、下向きに傾斜またはカーブさせられる、
請求項53に記載のデバイス。
【請求項55】
前記誘電体媒体が、第1の誘電定数を有する、第1の誘電体媒体であり、さらに、
前記第1の誘電定数と異なる、第2の誘電定数を有する、第2の誘電体媒体であって、前記第2の誘電体媒体が、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体の外に配置され、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体を取り囲む、第2の誘電体媒体
を備える、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項56】
前記第2の誘電定数は、前記第1の誘電定数よりも低い、請求項55に記載のデバイス。
【請求項57】
前記細長い開口の縁が、前記第1の誘電体媒体の外側境界を越えて、前記第2の誘電体媒体の中に延びる、請求項55または56に記載のデバイス。
【請求項58】
前記第1の誘電体媒体の前記外側境界を越えて延びる、前記細長い開口の前記縁が、前記少なくとも1つの凹部に近接して、延びる、
請求項57に記載のデバイス。
【請求項59】
前記第1の誘電体媒体の前記外側境界を越えて延びる、前記細長い開口の前記縁が、前記細長い開口の互いに対向する側それぞれにおいて、延びる、
請求項58に記載のデバイス。
【請求項60】
前記少なくとも1つの凹部が、前記第1の誘電体媒体において頸部を形成するよう、前記開口の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、2つの凹部を含み、
前記第1の誘電体媒体の前記外側境界を越えて延びる、前記細長い開口の前記縁が、前記第1の誘電体媒体の前記頸部の両側に近接して、延びる、
請求項58または59に記載のデバイス。
【請求項61】
前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体が、互いに直接的に密接に接触する、
請求項55乃至60のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項62】
前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体が、少なくとも部分的に互いから分離される、
請求項55乃至60のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項63】
前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体が、前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体との間に定められたギャップを伴って、互いから完全に分離される、
請求項62に記載のデバイス。
【請求項64】
前記第1の誘電体媒体が、前記基板に近接した第1の近位端と、前記第1の近位端から距離を置いた第1の遠位端とを有し、
前記第2の誘電体媒体が、前記基板に近接した第2の近位端と、前記第2の近位端から距離を置くとともに前記第1の遠位端から距離を置いた第2の遠位端と、前記第2の近位端と前記第2の遠位端との間の中間領域とを有する、
請求項55乃至63のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項65】
前記第1の誘電体媒体の前記断面境界が、第1の断面外側境界であり、
前記デバイスの前記平面図において眺められた場合に、前記第2の誘電体媒体の前記第2の近位端が、第2の断面外側境界を有し、前記第2の誘電体媒体の前記中間領域が、第3の断面外側境界を有し、前記第2の誘電体媒体の前記第2の遠位端が、第4の断面外側境界を有し、
前記第2の断面外側境界が、前記第1の断面外側境界の外にあり、前記第4の断面外側境界が、前記第2の断面外側境界よりも大きい、
請求項64に記載のデバイス。
【請求項66】
前記第3の断面外側境界が、前記第2の断面外側境界と実質的に同じである、
請求項65に記載のデバイス。
【請求項67】
前記第2の断面外側境界、前記第3の断面外側境界、および前記第4の断面外側境界が、すべて、実質的に円形または楕円形である、
請求項65に記載のデバイス。
【請求項68】
前記第2の誘電体媒体が、前記第3の断面外側境界から、逆円錐台に類似した構造を伴う前記第4の断面外側境界に推移する、
請求項65乃至67のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項69】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記少なくとも1つの凹部が、前記第1の誘電体媒体において、頸部を形成するよう、前記開口の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、2つの凹部を含み、前記頸部が、前記開口の各側において、互いに平行な直線部分を有する、
請求項55乃至68のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項70】
前記頸部の前記直線部分が、前記開口の前記全長Lに垂直でも平行でもない、
請求項69に記載のデバイス。
【請求項71】
前記第2の誘電体媒体が、前記頸部の近傍において、前記頸部の前記直線部分の輪郭に倣う、
請求項69または70に記載のデバイス。
【請求項72】
請求項1乃至12、40乃至48、50、または55乃至71のいずれか一項に記載の前記電磁デバイスのアレイであって、
前記基板に対応する複数の基板どうしが、平面的な布置において、互いに構造的および電気的に接続され、
前記誘電体媒体の対応する1つの前記少なくとも1つの凹部の各1つが、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記対応する誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記対応する誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記アレイの平面図において観察された場合に、前記誘電体媒体の第1のセットが、前記アレイのx-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記誘電体媒体の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なる、
アレイ。
【請求項73】
前記第1の方向と前記第2の方向が、互いに垂直でも平行でもない、請求項72に記載のアレイ。
【請求項74】
前記第1の方向と前記第2の方向が、互いに垂直である、請求項72に記載のアレイ。
【請求項75】
前記誘電体媒体の前記第1のセットが、前記第1の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの最も近く隣接する前記誘電体媒体の第1のペアを含み、
前記誘電体媒体の前記第2のセットが、前記第2の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの最も近く隣接する前記誘電体媒体の第2のペアを含む、
請求項72または73に記載のアレイ。
【請求項76】
前記誘電体媒体の前記第1のセットが、前記第1の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの対角線方向で最も近い前記誘電体媒体の第1のペアを含み、
前記誘電体媒体の前記第2のセットが、前記第2の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの対角線方向で最も近い前記誘電体媒体の第2のペアを含む、
請求項72または74に記載のアレイ。
【請求項77】
前記誘電体媒体の前記第1のセットおよび前記第2のセットのうちの各誘電体媒体が、前記第1の方向に向けられる、
請求項74に記載のアレイ。
【請求項78】
前記誘電体媒体の前記第1のセットおよび前記第2のセットのうちの各誘電体媒体が、前記第2の方向に向けられる、
請求項74に記載のアレイ。
【請求項79】
対応する誘電体媒体の各第1の部分および第2の部分が、外側にカーブした外側境界を有し、前記第1の部分と前記第2の部分との間に頸部領域が配置されている、
請求項72乃至77のいずれか一項に記載のアレイ。
【請求項80】
各対応する頸部領域が、前記対応する誘電体媒体の前記外側にカーブした外側境界の続きによって形成される、
請求項79に記載のアレイ。
【請求項81】
各対応する頸部領域が、前記対応する誘電体媒体の内側にカーブした外側境界によって形成される、
請求項79に記載のアレイ。
【請求項82】
各対応する内側にカーブした外側境界が、前記対応する誘電体媒体の対応する外側にカーブした境界の続きである、
請求項81に記載のアレイ。
【請求項83】
請求項55乃至71のいずれか一項に記載の前記電磁デバイスのアレイであって、
前記基板に対応する複数の基板どうしが、平面的な布置において、互いに構造的および電気的に接続され、
前記誘電体媒体の対応する1つの前記少なくとも1つの凹部の各1つが、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記対応する誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記対応する誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記アレイの平面図において観察された場合に、前記誘電体媒体の第1のセットが、前記アレイのx-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記誘電体媒体の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なり、
前記第2の誘電体媒体に対応する複数の第2の誘電体媒体どうしが、相対的に薄い接続構造によって、互いに相互接続される、
アレイ。
【請求項84】
前記相対的に薄い接続構造が、前記基板から離れた距離を置いて、前記第2の誘電体媒体に対応する複数の第2の誘電体媒体の遠位端に配置される、
請求項83に記載のアレイ。
【請求項85】
前記相対的に薄い接続構造が、電磁的に励起されたときの前記アレイの動作波長λ未満である、厚さtを有する、
請求項84に記載のアレイ。
【請求項86】
前記誘電体媒体が、誘電体共振器部分を形成し、さらに、
空気以外の誘電体材料を含む、ベース部分であって、前記共振器部分と一体形成され、前記少なくとも1つの凹部を欠き、前記ベース部分と共振器部分が、統一構造を形成する、ベース部分
を備える、請求項1乃至32のいずれか一項に記載の電磁デバイス。
【請求項87】
前記ベース部分が、前記共振器部分の高さに対して、相対的に薄い、
請求項86に記載の電磁デバイス。
【請求項88】
前記ベース部分が、厚さt2を有し、前記共振器部分が、高さHを有し、t2が、Hの1/5倍未満である、
請求項87に記載の電磁デバイス。
【請求項89】
前記ベース部分が、前記電磁デバイスが電磁的に励起されたときの前記電磁デバイスの動作波長λ2未満である、厚さt2を有する、
請求項87に記載の電磁デバイス。
【請求項90】
複数の隣接する電磁信号チャネルを備える基板であって、各チャネルが、1つまたは複数の誘電体共振器アンテナDRAと、前記1つまたは複数のDRAに向かう伝搬方向Y
-の電磁場を有するように構成された関連付けられた電磁供給構造と、を備える、基板
を備え、
前記1つまたは複数のDRAのうちの各DRAが、対応する電磁供給構造上における電磁信号に応じて、円偏波電磁放射および楕円偏波電磁放射のうちの少なくとも一方を発生させるように、または円偏波電磁放射および楕円偏波電磁放射のうちの少なくとも一方の衝突に応じて、対応する電磁供給構造上において、電磁信号を発生させるように構成された誘電体構造を備える、
装置。
【請求項91】
前記装置が、レーダ・システムである、請求項90に記載の装置。
【請求項92】
前記複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数が、前記レーダ・システムの送信チャネルとして構成される、請求項91に記載の装置。
【請求項93】
前記送信チャネルが、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える、請求項92に記載の装置。
【請求項94】
前記複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数が、前記レーダ・システムの受信チャネルとして構成される、請求項91に記載の装置。
【請求項95】
前記受信チャネルが、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を受信するように構成された構造を備える、請求項94に記載の装置。
【請求項96】
前記複数の隣接する信号チャネルの各々が、RFフロントエンド・チップに電磁的に結合される、
請求項91乃至95のいずれか一項に記載の装置。
【請求項97】
前記RFフロントエンド・チップが、前記複数の隣接するチャネルのうちの少なくともいくつかからの信号に少なくとも部分的に基づいて、ターゲットから反射された信号の到来方向を決定するように構成される、請求項96に記載の装置。
【請求項98】
前記RFフロントエンド・チップが、位相シフトまたは時間遅延を介して、電磁的に操縦可能である、
請求項96に記載の装置。
【請求項99】
前記複数の隣接する電磁信号チャネルが、第1の長さ方向の向きに配置された、前記信号チャネルの第1のセットと、前記第1の長さ方向の向きとは異なる向きにある、第2の長さ方向の向きに配置された、前記信号チャネルの第2のセットとを備える、
請求項91乃至98のいずれか一項に記載の装置。
【請求項100】
前記複数の隣接する電磁信号チャネルが、第1の長さ方向の向きに配置された、前記信号チャネルの第1のセットと、前記第1の長さ方向の向きに直交する、第2の長さ方向の向きに配置された、前記信号チャネルの第2のセットとを備える、
請求項91乃至99のいずれか一項に記載の装置。
【請求項101】
信号チャネルの前記第1のセットが、送信信号チャネルの第1のセットと、受信信号チャネルの第1のセットとを備え、
信号チャネルの前記第2のセットが、送信信号チャネルの第2のセットと、受信信号チャネルの第2のセットとを備える、
請求項99または100に記載の装置。
【請求項102】
送信信号チャネルの前記第2のセットが、送信信号チャネルの前記第1のセットに直交する、長さ方向の向きに配置され、受信信号チャネルの前記第2のセットが、受信信号チャネルの前記第1のセットに直交する、長さ方向の向きに配置される、
請求項101に記載の装置。
【請求項103】
前記装置が、通信システムである、請求項90に記載の装置。
【請求項104】
前記複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数が、前記通信システムの送信チャネルとして構成される、請求項103に記載の装置。
【請求項105】
前記送信チャネルが、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える、請求項104に記載の装置。
【請求項106】
前記複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数が、前記通信システムの受信チャネルとして構成される、請求項103に記載の装置。
【請求項107】
前記受信チャネルが、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える、請求項106に記載の装置。
【請求項108】
前記複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数が、前記通信システムの送信チャネルおよび受信チャネルの両方として構成される、
請求項103に記載の装置。
【請求項109】
前記信号チャネルの各々が、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える、請求項108に記載の装置。
【請求項110】
前記複数の隣接する信号チャネルの各々が、少なくとも1つのRFフロントエンド・チップによって、電磁的に駆動される、
請求項103乃至109のいずれか一項に記載の装置。
【請求項111】
前記少なくとも1つのRFフロントエンド・チップが、位相シフトまたは時間遅延を介して、電磁的に操縦可能である、
請求項110に記載の装置。
【請求項112】
前記複数の隣接する信号チャネルが、前記信号チャネルの第1のセットと、前記信号チャネルの第2のセットとを少なくとも備え、
前記信号チャネルの前記第1のセットが、第1の専用RFフロントエンド・チップによって、電磁的に駆動され、
前記信号チャネルの前記第2のセットが、第2の専用RFフロントエンド・チップによって、電磁的に駆動される、
請求項110または111に記載の装置。
【請求項113】
前記装置が、プリント回路基板PCB、または電子パッケージ・アセンブリの形態で、構成および配置される、
請求項110乃至112のいずれか一項に記載の装置。
【請求項114】
前記少なくとも1つのRFフロントエンド・チップが、前記PCBまたは前記電子パッケージ・アセンブリの裏面に取り付けられる、
請求項113に記載の装置。
【請求項115】
前記少なくとも1つのRFフロントエンド・チップが、前記PCBまたは前記電子パッケージ・アセンブリの裏側からの導電性ビアを経由して、前記DRAのうちの対応するDRAと電磁信号通信する、
請求項114に記載の装置。
【請求項116】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記誘電体媒体の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体
を備え、
前記伝搬方向Y
-が、前記接線に垂直ではなく、かつ、前記接線に平行ではない、
請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【請求項117】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記誘電体媒体の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体
を備え、
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記装置の前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分が、第1の最大全体外形寸法を有し、前記第2の部分が、第2の最大全体外形寸法を有し、前記第1の部分と前記第2の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分との間において頸部を定め、前記頸部が、前記第1の最大全体外形寸法および前記第2の最大全体外形寸法よりも小さい、最小全体外形寸法を有する、
請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【請求項118】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記伝搬方向Y
-に垂直でも平行でもない方向にある、
請求項117に記載の装置。
【請求項119】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、前記誘電体媒体の鏡映の面内軸に関して対称である、断面境界を有する、誘電体媒体
を備え、
前記装置は、前記伝搬方向Y
-に垂直であるとともに前記誘電体媒体の中心点を通過する線が、鏡映のいずれの面内軸でもないように構成される、
請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【請求項120】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気の誘電定数以外の第1の誘電定数を有する誘電体材料を含む、第1の誘電体媒体であって、前記第1の誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記第1の誘電体媒体の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、第1の誘電体媒体と、
前記第1の誘電定数よりも低い第2の誘電定数を有する、第2の誘電体媒体であって、前記第2の誘電体媒体が、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体の外に配置され、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体を取り囲む、第2の誘電体媒体と
を備える、請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【請求項121】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記誘電体媒体の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体
を備え、
前記誘電体媒体の前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記装置の平面図において観察された場合に、前記誘電体媒体の第1のセットが、前記装置のx-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記誘電体媒体の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なる、
請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【請求項122】
前記第1の方向と前記第2の方向が、互いに垂直でも平行でもなく
前記第1の方向および前記第2の方向が、前記伝搬方向Y
-に垂直でも平行でもない、
請求項121に記載の装置。
【請求項123】
前記第1の方向と前記第2の方向が、互いに垂直であり、
前記第1の方向および前記第2の方向が、前記伝搬方向Y
-に垂直でも平行でもない、
請求項121に記載の装置。
【請求項124】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気の誘電定数以外の第1の誘電定数を有する誘電体材料を含む、第1の誘電体媒体であって、前記第1の誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記第1の誘電体媒体の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、第1の誘電体媒体と、
前記第1の誘電定数よりも低い第2の誘電定数を有する、第2の誘電体媒体であって、前記第2の誘電体媒体が、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体の外に配置され、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体を取り囲む、第2の誘電体媒体と
を備え、
前記第1の誘電体媒体の前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記第1の誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記第1の誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記装置の平面図において観察された場合に、前記第1の誘電体媒体の第1のセットが、前記装置のx-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第1の誘電体媒体の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なり、
前記第2の誘電体媒体のうちの対応する前記第2の誘電体媒体どうしが、相対的に薄い接続構造によって、互いに相互接続される、
請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【請求項125】
前記誘電体構造が、
前記電磁供給構造と電磁信号通信する、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記装置の前記平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線から、前記誘電体媒体の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体
を備え、
前記誘電体媒体が、前記DRAの誘電体共振器部分を形成し、前記誘電体構造が、
前記誘電体媒体の前記誘電体材料を含む、前記DRAのベース部分であって、前記共振器部分と一体形成され、前記少なくとも1つの凹部を欠き、前記ベース部分と前記共振器部分が、統一構造を形成する、ベース部分
をさらに備える、
請求項90乃至106のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、電磁EMデバイスに関し、詳細には、共振器アンテナに関し、より詳細には、誘電体共振器アンテナDRAに関し、さらに詳細には、楕円または円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された、誘電体共振器アンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
例となるDRAは、ともに譲渡された米国特許(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)において説明されている。
既存のDRAは、それらの意図された目的に適し得るが、DRAに関連する技術は、楕円または円偏波遠方界電磁放射を発生させるDRA構成を用いて、進歩させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第10355361号明細書
【特許文献2】米国特許第10374315号明細書
【特許文献3】米国特許第10476164号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、一般に、電磁EMデバイスに関し、詳細には、共振器アンテナに関し、より詳細には、誘電体共振器アンテナDRAに関し、さらに詳細には、楕円または円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された、誘電体共振器アンテナに関する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態においては、電磁デバイスは、デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口を有する、基板であって、L>Wである、基板と、開口を実質的に覆って、基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を有する、誘電体媒体であって、誘電体媒体は、デバイスの平面図において眺められた場合に、断面境界を有し、断面境界は、断面境界に部分的に接する接線から、開口に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部を有する、誘電体媒体とを含み、長さLは、接線に垂直ではない。
【0006】
実施形態においては、電磁デバイスは、デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口を有する、基板であって、L>Wである、基板と、開口を実質的に覆って、基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を有する、誘電体媒体であって、誘電体媒体は、デバイスの平面図において眺められた場合に、誘電体媒体の鏡映の面内軸に関して対称である、断面境界を有する、誘電体媒体とを含み、デバイスは、細長い開口の全長Lに垂直であり、細長い開口の中心点を通過する線が、鏡映のいずれの面内軸でもないように構成される。
【0007】
実施形態においては、装置は、複数の隣接する電磁信号チャネルを有する、基板であって、各チャネルは、1つまたは複数の誘電体共振器アンテナDRAであって、1つまたは複数のDRAに向かう、電磁場の伝搬方向Y-(「Y-」は「Y」にオーバーラインを付した記号。以下同様)を有するように構成された、関連付けられた電磁供給構造を伴う、1つまたは複数の誘電体共振器アンテナDRAを有する、基板を含み、1つまたは複数のDRAのうちの各DRAは、対応する電磁供給構造上における電磁信号に応じて、円偏波電磁放射および楕円偏波電磁放射のうちの少なくとも一方を発生させるように、または円偏波電磁放射および楕円偏波電磁放射のうちの少なくとも一方の衝突に応じて、対応する電磁供給構造上において、電磁信号を発生させるように構成された、誘電体構造を有する。
【0008】
本発明の上述の特徴および利点、ならびに他の特徴および利点は、添付の図面との関連において解釈されたときの、本発明の以下の詳細な説明から容易に明らかである。
例示的で非限定的な図面を参照するが、添付の図においては、同じような要素は、同じように番号を付けられる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1A】実施形態に従った、例となるEMデバイスを平面図で描画した図。
【
図1B】実施形態に従った、例となるEMデバイスを平面図で描画した図。
【
図1C】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するのに適した、様々な信号供給布置の上面図および断面図。
【
図1D】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するのに適した、様々な信号供給布置の上面図および断面図。
【
図1E】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するのに適した、様々な信号供給布置の上面図および断面図。
【
図1F】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するのに適した、様々な信号供給布置の上面図および断面図。
【
図1G】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するのに適した、様々な信号供給布置の上面図および断面図。
【
図1H】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するのに適した、様々な信号供給布置の上面図および断面図。
【
図2A】実施形態に従った、誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図2B】実施形態に従った、誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図2C】実施形態に従った、誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図2D】実施形態に従った、誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図2E】実施形態に従った、誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図2F】実施形態に従った、誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図3A】実施形態に従った、細長い開口を伴う
図2A~
図2Fの誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図3B】実施形態に従った、細長い開口を伴う
図2A~
図2Fの誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図3C】実施形態に従った、細長い開口を伴う
図2A~
図2Fの誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図3D】実施形態に従った、細長い開口を伴う
図2A~
図2Fの誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図3E】実施形態に従った、細長い開口を伴う
図2A~
図2Fの誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図3F】実施形態に従った、細長い開口を伴う
図2A~
図2Fの誘電体媒体の例となる輪郭を平面図で描画した図。
【
図4】実施形態に従った、
図3Aの拡大図を平面図で描画した図。
【
図5A】実施形態に従った、他の例となるEMデバイスを平面図で描画した図。
【
図5B】実施形態に従った、他の例となるEMデバイスを平面図で描画した図。
【
図5C】実施形態に従った、他の例となるEMデバイスを平面図で描画した図。
【
図5D】実施形態に従った、他の例となるEMデバイスを平面図で描画した図。
【
図6A】実施形態に従った、
図3Aの例となるEMデバイスと関連付けられた電場ベクトルの絵的描写を平面図で描画した図。
【
図6B】実施形態に従った、
図3Aの例となるEMデバイスと関連付けられた電場ベクトルの絵的描写を平面図で描画した図。
【
図6C】実施形態に従った、
図3Aの例となるEMデバイスと関連付けられた電場ベクトルの絵的描写を平面図で描画した図。
【
図7A】実施形態に従った、電場ベクトルの絵的描写を平面図で描画した図。
【
図7B】実施形態に従った、電場ベクトルの絵的描写を平面図で描画した図。
【
図8】実施形態に従った、例となるEMデバイスを透明な回転された等角図で描画した図。
【
図9A】実施形態に従った、例となるEMデバイスを透明な回転された等角図で描画した図。
【
図9B】実施形態に従った、
図9Aの例となるEMデバイスを透明な平面図で描画した図。
【
図9C】実施形態に従った、
図9Aおよび
図9Bのものと類似しているが異なる、例となるEMデバイスの透明な回転された等角図および対応する透明な平面図を描画した図。
【
図10A】実施形態に従った、例となるEMデバイスの電磁的な数値モデリング結果を描画した図。
【
図10B】実施形態に従った、例となるEMデバイスの電磁的な数値モデリング結果を描画した図。
【
図10C】実施形態に従った、例となるEMデバイスの電磁的な数値モデリング結果を描画した図。
【
図11A】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイを透明な平面図で描画した図。
【
図11B】実施形態に従った、
図11AのEMデバイスの例となるアレイを透明な回転された等角図で描画した図。
【
図12A】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイの電磁的な数値モデリング結果を描画した図。
【
図12B】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイの電磁的な数値モデリング結果を描画した図。
【
図13A】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイを透明な平面図で描画した図。
【
図13B】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイを透明な平面図で描画した図。
【
図13C】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイを透明な平面図で描画した図。
【
図13D】実施形態に従った、
図13A~
図13Cのうちの1つまたは複数のEMデバイスの例となるアレイを半透明な回転された等角図で描画した図。
【
図14A】実施形態に従った、EMデバイスの例となるアレイを透明な平面図で描画した図。
【
図14B】実施形態に従った、
図14AのEMデバイスの例となるアレイを塗りつぶしの回転された等角図で描画した図。
【
図15】実施形態に従った、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するための、例となるEM装置を描画した図。
【
図16A】実施形態に従った、反対の偏波センスの送信(Tx)チャネルおよび受信(Rx)チャネルを伴う、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するための、例となるEM装置のレーダ・アセンブリ装置を描画した図。
【
図16B】実施形態に従った、
図16Aのものと類似しているが、同じ偏波センスのTxチャネルおよびRxチャネルを伴う、レーダ・アセンブリ装置を描画した図。
【
図16C】実施形態に従った、
図16Aおよび
図16Bのものと類似しているが、追加の直交するように布置されたTxチャネルおよびRxチャネルを伴う、レーダ・アセンブリ装置を描画した図。
【
図17A】実施形態に従った、反対の偏波センスのTxアンテナ要素およびRxアンテナ要素を伴う、本明細書において開示されるEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するための、例となるEM装置の通信アセンブリ装置を描画した図。
【
図17B】実施形態に従った、
図17Aのものと類似しているが、同じ偏波センスのTxアンテナ要素およびRxアンテナ要素を伴う、通信アセンブリ装置を描画した図。
【
図17C】実施形態に従った、
図17Bのものと類似しているが、共通のTxアンテナ要素およびRxアンテナ要素を伴う、通信アセンブリ装置を描画した図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下の詳細な説明は、例示の目的で、多くの具体例を含んでいるが、当業者は、以下の詳細に対する多くの変形および改変が、添付の特許請求の範囲内にあることを認識する。したがって、以下の例となる実施形態は、本明細書において開示される特許請求される発明に対して、一般性を少しも失うことなく、また制限を課すことなく、陳述される。
【0011】
実施形態は、様々な図および添付の文章によって示され、説明されるように、細長い開口を含む、電磁信号供給を有する、基板上に配置された、DRAを有する、EMデバイスおよびEMデバイスのアレイを提供し、DRAは、DRAが楕円または円偏波遠方界電磁放射を発生させるように、細長い開口に対して、そのように構造および構成される。
【0012】
今から、
図1Aおよび
図1Bに対する参照が行われ、それらは、EMデバイス1100の代替的なx-y断面平面図を描画している。実施形態においては、EMデバイス1100は、EMデバイス1100の平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口1202を含む、基板1200であって、L>Wである、基板1200と、細長い開口1202を実質的に覆って、基板1200上に配置された、空気以外のDk材料を有する、誘電体Dk媒体1300であって、Dk媒体は、EMデバイス1100の平面図において眺められた場合に、断面境界1302を有し、断面境界1302は、断面境界1302に部分的に接する対応する接線1104、1106から離れて、開口1202に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部1304、1306を有する、誘電体媒体とを含み、長さL(代替的に、長さLの方向として解釈される)は、接線1104、1106に垂直ではない。実施形態においては、長さLは、接線1104に平行ではない。実施形態においては、長さLは、接線1104に対して、角度Aを成す向きに向けられ、Aは、10度以上、80度以下である。本明細書において使用される場合、「実質的に覆う」というフレーズは、本明細書において開示される目的のための、対応するEMデバイスの電磁的な性能に悪影響を与えない、100%の(すなわち、完全な)覆いからの微小な偏差を包含することが意図されている。
【0013】
本明細書において使用される場合、「空気以外のDk材料を有する」というフレーズは、空気ではないDk材料を必ず含むが、空気も含んでよく、実施形態においては、発泡体を含んでもよい。本明細書において使用される場合、「空気を備える」というフレーズは、空気を必ず含むが、空気ではないDk材料も排除せず、実施形態においては、発泡体を含んでもよい。また、「空気」という用語は、より一般的に、本明細書において開示される目的に適したDk定数を有する気体であると言われ、そう見なされることがあり、実施形態においては、空気であってよい。
【0014】
2次元2Dの断面境界1302を有する、Dk媒体1300が、描画されているが、Dk媒体1300は、全体として、z軸に沿って外側に延びる3次元3D構造であることが認識され、それは、本明細書において提供される開示全体を読むことから、明白になるだろう。実施形態においては、Dk媒体1300は、DRAの少なくとも一部分を形成する。実施形態においては、Dk媒体1300の断面境界1302は、Dk媒体1300の断面外側境界である。
【0015】
実施形態においては、細長い開口1202は、コプレーナ導波路(CPWG)信号供給、基板集積導波路(SIW)、ストリップライン、マイクロストリップ、または本明細書において開示される目的に適した他の任意の信号供給によって形成され得る。例えば、実施形態においては、細長い開口1202は、基板1200の導電層における空所であり、細長い開口1202は、(本明細書において以下でさらに論じられる)
図1C、
図8、
図9A~
図9C、
図11A~
図11B、
図13A~
図13B、
図14A~
図14B、および
図15において例示されるような、(一般に参照番号1200によって指される)基板集積導波路SIWにおける開口であり、細長い開口1202は、(本明細書において以下でさらに論じられる)
図1Dにおいて例示されるような、マイクロストリップ上の、または(本明細書において以下でさらに論じられる)
図1Eにおいて例示されるような、ストリップライン上の開口である。細長い開口1202は、(本明細書において以下でさらに論じられる)
図1Fにおいて例示されるような、基板1200の導電層における、二分された細長い開口1202’とまとめて言われる、少なくとも2つの互いに別個の開口1202.1、1202.2を含み、細長い開口1202は、(本明細書において以下でさらに論じられる)
図1Gおよび
図1Hにおいて例示されるような、コプレーナ導波路の少なくとも一部分によって形成される。基板1200が、本明細書において以下で論じられる、他の構造(例えば、本明細書において以下で論じられる、導電性EM反射器1270など)を含む、実施形態においては、信号供給を提供する基板1200のその部分は、本明細書においては、より特定的に信号供給基板1250と言われる。
【0016】
【0017】
図1Cは、SIW1200.1の形態で信号供給を形成する、基板1200を描画しており、基板1200は、導電性ビア1224を経由して、互いに電気的に接続された、誘電体媒体1220に接着または積層された、下側導電層1221と、上側導電層1222とを有する、誘電体媒体1220を含む。上側導電層1222は、本明細書において説明されるように配置および構成された、細長い開口1202を有する。本明細書において開示されるように構成されたDk媒体1300は、細長い開口1202に被さって、上側導電層1222上に配置される。実施形態においては、Dk媒体1300は、細長い開口1202を完全に覆う。
【0018】
図1Dは、マイクロストリップ1200.2の形態で信号供給を形成する、基板1200を描画しており、基板1200は、誘電体媒体1220に接着または積層された上側導電層1222と、誘電体媒体1220の反対側に、上側導電層1222に対向して配置された、誘電体媒体1220に接着または積層された導電性信号線1230とを伴う、誘電体媒体1220を含む。上側導電層1222は、本明細書において説明されるように配置および構成された、細長い開口1202を有する。信号線1230は、細長い開口1202の長さ方向に垂直に、中央に配置され、細長い開口1202の下方に延びて、横断し、細長い開口1202と信号通信する。本明細書において開示されるように構成されたDk媒体1300は、細長い開口1202に被さって、上側導電層1222上に配置される。実施形態においては、Dk媒体1300は、細長い開口1202を完全に覆う。
【0019】
図1Eは、ストリップライン1200.3の形態で信号供給を形成する、基板1200を描画しており、基板1200は、誘電体媒体1220に接着または積層された、下側導電層1221および上側導電層1222と、下側導電層1221と上側導電層1222との間の誘電体媒体1220内に埋め込まれた、導電性信号線1230とを伴う、誘電体媒体1220を含む。上側導電層1222は、本明細書において説明されるように配置および構成された、細長い開口1202を有する。信号線1230は、細長い開口1202の長さ方向に垂直に、中央に配置され、細長い開口1202の下方に延びて、横断し、細長い開口1202と信号通信する。本明細書において開示されるように構成されたDk媒体1300は、細長い開口1202に被さって、上側導電層1222上に配置される。実施形態においては、Dk媒体1300は、細長い開口1202を完全に覆う。
【0020】
図1Fは、ストリップライン1200.4の形態で信号供給を形成する、基板1200を伴う、
図1Dの変更されたバージョンを描画しており、細長い開口1202(
図1Dを見られたい)は、互いに長さ方向に直線的に整列した、少なくとも2つの互いに別個の空所1202.1、1202.2を有する、(
図1Fに描画されるような)二分された細長い開口1202’である。基板1200は、誘電体媒体1220に接着または積層された上側導電層1222と、誘電体媒体1220の反対側に、上側導電層1222に対向して配置された、誘電体媒体1220に接着または積層された導電性信号線1230とを伴う、誘電体媒体1220を含む(
図1Dを参照すると、最も良く見える)。上側導電層1222は、本明細書において説明されるように、細長い開口1202のそれに類似して配置および構成された(すなわち、Dk媒体1300に対する全長方向布置の)、二分された細長い開口1202’を有する。信号線1230は、二分された細長い開口1202’の全長方向に垂直に、中央に配置され、二分された細長い開口1202’の下方に延びて、横断し、二分された細長い開口1202’と信号通信する。本明細書において開示されるように構成されたDk媒体1300は、二分された細長い開口1202’に被さって、上側導電層1222上に配置される。実施形態においては、Dk媒体1300は、二分された細長い開口1202’を完全に覆う。
【0021】
図1Gは、コプレーナ導波路(CPWG)1200.5の形態で信号供給を形成する、基板1200を描画しており、基板1200は、導電性ビア1224(例えば、
図1Cも見られたい)を経由して、互いに電気的に接続された、誘電体媒体1220に接着または積層された、下側導電層1221と、上側導電層1222とを伴う、誘電体媒体1220を含む。下側導電層1221は、CPWG1200.5の導電性グランドを形成する。上側導電層1222は、CPWG1200.5の導電性信号線1230を含む。上側導電層1222は、
図1Fのものに類似した、互いに長さ方向に直線的に整列した、少なくとも2つの互いに別個の空所1202.1、1202.2を有する、二分された細長い開口1202’も含むが、上側導電層1222における空所1202.1、1202.2は、信号線1230に平行に配置され、信号線1230を形成する、サイド・チャネル1231、1232と一体形成される。信号線1230は、二分された細長い開口1202’の全長方向に垂直に、中心に配置され、二分された細長い開口1202’と同一平面上を延びて、横断し、二分された細長い開口1202’と信号通信する。本明細書において開示されるように構成されたDk媒体1300は、二分された細長い開口1202’に被さって、上側導電層1222上に配置される。実施形態においては、Dk媒体1300は、二分された細長い開口1202’を完全に覆う。
【0022】
図1Hは、
図1Gのものに類似しているが、細長い開口1202が、二分されていない、CPWG1200.6の別の形態で信号給電を形成する、基板1200を描画している。
図1Gと同様に、基板1200は、導電性ビア1224(例えば、
図1Cも参照)を経由して、互いに電気的に接続された、誘電体媒体1220に接着または積層された、下側導電層1221と、上側導電層1222とを伴う、誘電体媒体1220を含む。下側導電層1221は、CPWG1200.6の導電性グランドを形成する。上側導電層1222は、CPWG1200.6の導電性信号線1230を含む。上側導電層1222は、
図1C~
図1Eのものに類似した、細長い開口1202も含むが、上側導電層1222における細長い開口1202は、信号線1230に平行に配置され、信号線1230を形成する、サイド・チャネル1231、1232と一体形成される。信号線1230は、細長い開口1202の全長方向に垂直に、中央に配置され、細長い開口1202と同一平面上を延び、細長い開口1202と信号通信する。本明細書において開示されるように構成されたDk媒体1300は、細長い開口1202に被さって、上側導電層1222上に配置される。実施形態においては、Dk媒体1300は、細長い開口1202を完全に覆う。
【0023】
実施形態においては、少なくとも1つの凹部1304、1306は、少なくとも1つの凹部1304、1306の一方の側における誘電体媒体1300の第1の部分1330と、少なくとも1つの凹部1304、1306の反対側における誘電体媒体1300の第2の部分1350との位置を定める。実施形態においては、第1の部分1330と第2の部分1350は、Dk媒体1300を中央で二分する、z軸と平行な垂直分割平面によって、互いに対して明確に定められ得、これは、本明細書において、以下でさらに説明される。
図1Aおよび
図1Bに描画されるように、対応する接線1104、1106は、第1の部分1330と第2の部分1350との間において、接線方向に延びる。
【0024】
実施形態においては、少なくとも1つの凹部1304、1306は、第1のDk定数を有する、Dk材料を含み、Dk媒体1300の第1の部分1330は、第2のDk定数を有する、Dk材料を含み、Dk媒体1300の第2の部分1350は、第3のDk定数を有する、Dk材料を含み、第1のDk定数は、第2のDk定数よりも小さく、また第3のDk定数よりも小さい。実施形態においては、第1の部分1330の第2のDk定数は、第2の部分1350の第3のDk定数に実質的に等しい。実施形態においては、
図1Bに描画されるように、少なくとも1つの凹部1304、1306は、2つの凹部1304、1306を含む。実施形態においては、Dk媒体1300において、頸部1314、または代替的に、本明細書において、くびれた領域と言われるものを形成するよう、2つの凹部1304、1306は、細長い開口1202の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向し、頸部1314は、第1および第2の部分1330、1350の外形寸法に対してくびれた全寸法L2を有する。実施形態においては、2つの対向する凹部1304、1306は、z軸に平行であり、2つの接線1104、1106から等距離にある、対称面1120に関して、実質的に互いの鏡像である。実施形態においては、第1の部分1330および第2の部分1350は、z軸に平行であり、頸部1314のくびれた寸法L2を通過する、対称面1108に関して、実質的に互いの鏡像である。実施形態においては、対称面1108は、
図1Bにおいて破線1108’によって表現されるように、細長い開口1202の幾何学的中心1204を通過する。本明細書において使用される場合、「~に実質的に等しい」というフレーズは、公差がゼロである場合は、「~に実質的に等しい」というフレーズが、「~に等しい」を意味するように、製造または製作公差を許容することが意図される。
【0025】
本明細書において提供される、書かれた説明のいたるところで、様々な言及が、別のDk定数と比較して、1つのDk定数についてなされ、一方が、他方よりも高いことがあり、または他方よりも低いことがあり、または他方と等しいことがある。本明細書において使用される場合、Dk定数の範囲は、本明細書において開示される目的に適したものであることが意図され、相対的により高いDk定数は、例えば、9から15など、9以上のオーダにあり、相対的により低いDk定数は、例えば、3から8など、9未満のオーダにある、上述のことに鑑みて、本明細書において具体的に指摘されないDk定数の他の範囲は、それにもかかわらず、本明細書において本質的に開示されていることが企図され、そう見なされることが認識される。例えば、発泡体を含み得る、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体の相対的により低いDk定数は、空気のそれよりも大きいが、1に近い、Dk定数を有し得る。そのため、本明細書において開示される目的のための、本明細書において開示される範囲内に入る、Dk定数の任意の範囲が、企図される。
【0026】
実施形態においては、EMデバイス1100の平面図において観察された場合に、幅Wに平行な方向において誘電体媒体1300を通り、また細長い開口1202の中心点(幾何学的中心)1204を通る、直線経路1316は、特に
図1Bを参照して観察されるように、誘電体媒体1300の第1の部分1330と第2の部分1350の両方を通って延び、少なくとも1つの凹部1304、1306のどちらを通っても延びない。
【0027】
今から、
図1A~
図1Bと組み合わせて、
図2A~
図2Fに対する参照が行われ、各図は、今から個別に説明される、Dk媒体1300の第1の部分1330および第2の部分1350の代替的な布置を描画している。
【0028】
一般に、
図2Aは、2つの部分1330、1350であって、各々が、頸部1314において接合される、凸状の(外側にカーブした)外側境界を伴う、2つの部分1330、1350を有する、Dk媒体1300を描画しており、
図2Bは、
図2Aのものに類似した、2つの部分1330、1350であるが、それらが頸部1314において接合される領域において、凹状の(内側にカーブした)外側境界を伴う、2つの部分1330、1350を有する、Dk媒体1300を描画しており、
図2Cは、
図2Aのものに類似した、2つの部分1330、1350であるが、それらが頸部1314において接合される領域において、両側に直線の外側境界を伴う、2つの部分1330、1350を有する、Dk媒体1300を描画しており、
図2Dは、
図2Aのものに類似した、2つの部分1330、1350であるが、それらが頸部1314において接合される領域において、両側に直線の外側境界を伴い、頸部1314の各側における直線の境界が、2つの部分1330、1350の対応する方の外側境界に、接線方向を向いて推移する、2つの部分1330、1350を有する、Dk媒体1300を描画しており、
図2Eは、
図2Aのものに類似した、2つの部分1330、1350であるが、それらが頸部1314において接合される領域において、両側に直線の外側境界を伴い、頸部1314の各側における直線の境界が、第1の部分1330の外側境界には、一方の側だけで、接線方向を向いて推移し、第2の部分1350の外側境界には、両側で、接線方向を向いて推移する、2つの部分1330、1350を有する、Dk媒体1300を描画しており、
図2Fは、2つの部分1330、1350であって、各々が、頸部1314において接合された、長方形または正方形の形状の縁がまっすぐな外側境界を伴う、2つの部分1330、1350を有する、Dk媒体1300を描画している。
【0029】
実施形態においては、EMデバイス1100の平面図において観察された場合に、第1の部分1330は、第1の最大全体外形寸法1332を有し、第2の部分1350は、第2の最大全体外形寸法1352を有し、第1の部分1330と第2の部分1350は、それらの間に頸部1314を定め、頸部1314は、第1の最大全体外形寸法1332および第2の最大全体外形寸法1352の両方よりも小さい、最小全体外形寸法L2を有する(例えば、代表的な
図1Aおよび
図2Fを見られたい)。実施形態においては、頸部1314の最小全体外形寸法L2は、開口1202の長さLに垂直でも平行でもない方向にある(例えば、代表的な
図1Bおよび
図2Fを見られたい)。
図2A~
図2Fに描画されるように、第1の最大全体外形寸法1332、第2の最大全体外形寸法1352、および最小全体外形寸法L2は、すべて、互いに平行な方向にある。
【0030】
実施形態においては、EMデバイス1100の平面図において観察された場合に、第1の部分1330および第2の部分1350のうちの少なくとも一方は、外側にカーブした外側境界1334、1354を有する(例えば、代表的な
図2Cおよび
図2Eを見られたい)。実施形態においては、EMデバイス1100の平面図において観察された場合に、第1の部分1330および第2の部分1350のうちの少なくとも一方は、少なくとも1つの直線の外側境界1336、1356を有する(例えば、代表的な
図2Dおよび
図2Fを見られたい)。実施形態においては、第1の部分1330および第2の部分1350のうちの少なくとも一方は、部分的に長方形の外側境界1336’、1356’を有する(例えば、代表的な
図2Fを見られたい)。実施形態においては、第1の部分1330、第2の部分1350、および頸部1314は、鏡映の面内軸1120に関して対称である、組み合わされた外側境界1334、1354を有する(例えば、代表的な
図2Aを見られたい)。本明細書において使用される場合、「鏡映の面内軸」というフレーズは、対称性の面内軸と同義であり、対称軸の一方の側にあるオブジェクト(Dk媒体1300などの3D構造の境界)は、対称軸の反対側にある対応するオブジェクトの鏡像である。実施形態においては、鏡映の面内軸1120は、頸部1314の最小全体外形寸法L2に実質的に直交する(
図1Bおよび
図2Aを見られたい)。実施形態においては、鏡映の面内軸1120は、Dk媒体1300の最大全長L3に沿って延びる(
図2Aを見られたい)。実施形態においては、頸部1314の最小全体外形寸法L2は、細長い開口1202を横切って延び、細長い開口1202の反対側において終了する、横断経路L4に沿って、細長い開口1202を横断する(例えば、
図2Fを見られたい)、横断線を有し、頸部1314の最小全体外形寸法L2は、横断経路の直線長L4よりも大きい(横断経路および対応する直線長の両方が、本明細書においては、L4を参照して、参照される)。実施形態においては、横断経路L4は、開口1202の長さLの方向に垂直でも平行でもない方向に、細長い開口1202を横切って延びる(例えば、
図2Fを見られたい)。
【0031】
【0032】
実施形態においては、頸部1314の最小全体外形寸法L2は、細長い開口1202を横断する、横断経路L4の直線長よりも大きく、Dk媒体1300のDk材料の定められた最小長L5、L6が、細長い開口1202の両側に配置される。寸法L2、L4は、例示を明瞭にするために、
図3A~
図3Fの各々においては、複写されていないが、そのような寸法L2、L4が、
図3A~
図3Fのすべてに容易に適用可能であることが当業者によって認識される。
図4は、細長い開口1202の両側に配置される、Dk媒体1300のDk材料の定められた最小長L5、L6をより詳細に例示するために、
図3Aの実施形態の拡大されたバージョンを描画している。
図3B~
図3Fの実施形態の拡大されたバージョンは、
図4のものとそれほど類似して描画されていないが、細長い開口1202の両側に配置される、Dk媒体1300のDk材料のそのような定められた最小長L5、L6が、
図3B~
図3Fの例示された実施形態に等しく適用可能であることが当業者によって認識される。実施形態においては、Dk媒体1300のDk材料の定められた最小長L5、L6のうちの一方または両方は、頸部1314の最小全体外形寸法L2の1/3以下である。実施形態においては、Dk媒体1300のDk材料の定められた最小長L5、L6のうちの一方または両方は、頸部1314の最小全体外形寸法L2の1/5以下である。実施形態においては、Dk媒体1300のDk材料の定められた最小長L5、L6のうちの一方または両方は、頸部1314の最小全体外形寸法L2の1/10以下である。
【0033】
今から、同じような参照番号に関して、本明細書において上で説明されたすべての先行する図と組み合わせて、
図5A、
図5B、
図5C、および
図5Dに対する参照が行われる。
【0034】
実施形態においては、
図5Aを特に参照すると、EMデバイス1100の実施形態は、EMデバイス1100の平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有する、細長い開口1202を有する、基板1200であって、L>Wである、基板1200と、開口1202を実質的に覆って、基板1200上に配置された、空気以外の誘電体材料を有する、Dk媒体1300であって、Dk媒体1300は、EMデバイス1100の平面図において眺められた場合に、Dk媒体1300の鏡映の少なくとも1つの面内軸1122に関して(
図5B)、または鏡映の第1および第2の面内軸1124、1126それぞれに関して(
図5Cおよび5D)対称である、断面境界1338を有する(本明細書において上で説明された、1334、1354、1336、1356も見られたい)、Dk媒体1300とを含み、EMデバイス1100は、細長い開口1202の全長Lの方向に垂直であり、細長い開口1202の中心点1206を通過する、線L6が、鏡映のいずれの面内軸1122、1124、1126でもないように構成される。本明細書において使用される場合、鏡映の第1の面内軸1124は、Dk媒体1300の両方の部分1330、1350を通過し、鏡映の第2の面内軸1126は、Dk媒体1300の二つの部分1330、1350の間の分割線を通過する。実施形態においては、断面境界1338は、Dk媒体1300の断面外側境界である。実施形態においては、Dk媒体1300は、DRAの少なくとも一部分を形成する。
【0035】
本明細書において開示される実施形態は、鏡映のある面内軸1120、1122、1124、1126を描画しているが、鏡映の他の面内軸(代替的に、対称軸)が、可能であり、故に、本明細書において企図されることが当業者によって認識され、「鏡映のいかなる面内軸にもない」というフレーズは、細長い開口1202の全長Lの方向に垂直であり、細長い開口1202の中心点1206を通過する、線L6が、必ず鏡映の面内軸以外であることを意味することが、本明細書の開示から、当業者によってさらに認識される。
【0036】
今から、(少なくとも
図1A、
図1B、および
図5A~
図5Cと組み合わせて)特に
図5Dに対する参照が行われ、
図5Dは、本明細書において上で説明されたようなEMデバイス1100の実施形態を描画しているが、今から説明される追加の特徴を伴う。本明細書において開示されるDk媒体1300の他の実施形態と同様に、
図5DのDk媒体1300は、少なくとも1つの凹部1304、1306(本明細書においては、は2つの凹部)を伴う、2つの部分1330、1350を含み、
図5CのDk媒体1300と同様に、
図5DのDk媒体1300は、鏡映の第1の面内軸1124と平行な方向に、または鏡映の第1の面内軸1124に沿った方向に、第1の部分1330および第2の部分1350のそれぞれ一方から延びる、第1の突起1342および第2の突起1344を含む。実施形態においては、誘電体媒体1300の第1の部分1330、第2の部分1350、第1の突起1342、および第2の突起1344は、すべて、隣接する部分または突起の間にいかなる製作継ぎ目もないモノリシック構造物として、一体形成される。
図5Dと
図1Bとを区別するポイントは、
図5Dにおける、第1の凹部1304および第2の凹部1306の両方の存在、ならびに第1の突起1342および第2の突起1344の両方の存在である。同様に、
図5Dと
図5Cとを区別するポイントは、
図5Dにおける、第1の凹部1304および第2の凹部1306の両方の存在、ならびに第1の突起1342および第2の突起1344の両方の存在である。実施形態においては、第1の突起1342および第2の突起1344は、本明細書において以下で論じられるように、この事例においては、右旋楕円/円偏波(RH-E/C-P)である、所望の電磁的な楕円/円偏波を確立するために、Dk媒体1300の軸率を電磁的に調整するのに役立つ、追加の誘電負荷を提供する。Dk媒体1300の誘電負荷の所望の軸率を確立するために、実施形態は、Dk(r)が、Dk(-r)に等しく、r(0)は、細長い開口1202の中心点1206にあり、変数「r」および「-r」は、r(0)に関して直径方向において反対向きの半径を参照する、Dk負荷布置を含む。本明細書において使用される場合、Dk(r)がDk(-r)に等しい状態は、本明細書においては、反転対称性と言われる。実施形態においては、反転対称性の状態は、Dk媒体1300のDk負荷が一様である場合、またはDk媒体1300のDk負荷が非一様である場合に、当てはまる。
図5Dは、所望の反転対称性を有する、Dk媒体1300についての特定の構造を描画しているが、本明細書において開示される発明と矛盾しない、反転対称性を伴う他の形状が、可能であり、そのため、本明細書における本開示と矛盾しない、反転対称性を有するDk媒体1300のすべてのそのような形状が、企図されることが認識される。実施形態においては、
図5DのDk媒体1300は、垂直なz軸(x-y-z軸の原点は、中心点1206に位置付けられる)に沿った押し出しの形態の3D構造物を有する。
【0037】
実施形態においては、基板1200は、SIWの形態の信号供給基板1250を含み(
図9A、
図9B、および
図9Cも見られたい)、信号供給基板1250の導電性上部層1222と電気的に接触して、導電性EM反射器1270が、配置される(
図1C~
図1Hを参照すると、最も良く見える)。実施形態においては、導電性EM反射器1270は、誘電体媒体1300を実質的に取り囲む、反射壁1272を含む。実施形態においては、単一の誘電体媒体1300は、単一の導電性EM反射器1270と1対1に対応する。
【0038】
今から、
図1A~
図5Cと関連付けられた上述の説明のすべてに鑑みて、
図6A、
図6B、および
図6Cに対する参照が行われる。
図6Aは、基板1200であって、その中に配置された細長い開口1202を有する、基板1200と、開口1202を実質的に覆って、基板1200の上に配置された、Dk媒体1360とを伴う、EMデバイス1100の完全な共振器1130のフットプリントの表現を描画している。
図6Aに描画された例となる実施形態においては、Dk媒体1360は、x-y平面において円形の断面を有する、ドーム形状の3D構造である。完全な共振器1130は、EMデバイス1100の電磁的に励起されたモードによって定められる電場のための主経路1132と、EMデバイス1100の電磁的に励起されないモードによって定められる電場のための潜在的な2次経路1134とを有するように、描画されている。描画されるように、電場のための主経路1132は、細長い開口1202に直交し、2次経路1134は、主経路1132に直交する。
図6Bは、本明細書において開示される実施形態(例えば、
図1Bを見られたい)に従った、基板1200であって、その中に配置された細長い開口1202を有する、基板1200と、開口1202を実質的に覆って、基板1200の上に配置された、Dk媒体1300(例えば、
図1Bにおける1300を見られたい)とを伴う、EMデバイス1100の変更された共振器1140のフットプリントの表現を描画している。描画されるように、変更された共振器1140は、細長い開口1202の長さ方向L(長さ方向Lは、例えば、
図1B、
図2F、
図5Aに描画されている)に平行でも直交でもない、EMデバイス1100の電磁的に励起されたモードによって定められる電場のための主経路1142を有する。
図6Cは、水平電場成分Eh1144と垂直電場成分Ev1146とにそれぞれ分解された、関連付けられた電場の主経路1142を伴う、
図6Bのフットプリントの表現を描画している。
図6AのDk媒体1360の構造、およびそれの関連付けられた主電場経路1132を、
図6Bおよび
図6CのDk媒体1300、ならびにそれの関連付けられた主電場経路1142と比較すると、Eh1144成分およびEv1146成分の2つの方向に沿った、Dk媒体1300の異なるDk分布は、x方向およびy方向において、Dk媒体1360の一様なDk分布を有する、Dk媒体1360から放射された、発せられた電磁放射のものと比較した場合、Dk媒体1300から放射された、発せられた電磁放射の楕円または円偏波を結果としてもたらす、異なる伝搬位相遅延を生みだす際に、効果的であることが認識される。
【0039】
図6Aに描画された完全な共振器のバージョン(完全なドーム)1130においては、ただ1つの電磁モードが、結合した細長いスロット1202を通して、励起される。他の潜在的なモードと関連付けられた磁場は、細長いスロット1202に直交し、故に、脱結合され、電磁的に励起されない。励起されたモードは、細長いスロット1202に沿った向きを向いた磁場と、それと直角に交わる向きを向いた電場とを有する。結果としてもたらされる放射場は、直線偏波させられる。
図6Bおよび
図6Cと比較し、
図6Bおよび
図6Cを参照すると、変更された共振器1140は、細長いスロット1202の長さ方向と一致しない、合成された電場1142の方向を定める、対称軸を有する。変更された共振器1140の分解された電場は、それぞれの方向に沿った、Dk媒体1300のDk分布によって、異なるやり方で影響される、Eh1144成分およびEv1146成分を有する。特に、Eh144成分は、(Dk媒体1300の高いDkよりも小さく、空気よりも大きい)より低いDk経路に沿って伝搬し、Ev1146成分は、より高いDk経路に沿って伝搬し、結果としてもたらされる効果は、
図6Cの平面図において観察された場合に、反時計回りの楕円または円偏波である。本明細書において定められるように、
図7Aおよび
図7Bは、右旋楕円または円偏波(RH-E/C-P)放射(
図7A)、および左旋楕円または円偏波(LH-E/C-P)放射(
図7B)の表現を描画している。
【0040】
今から、基板1200上に配置された、Dk媒体1300を有する、EMデバイス2100を描画した、
図8に対する参照が行われ、Dk媒体1300は、空気のそれよりも大きい平均誘電定数を有する、単一の統一3D Dk媒体であり、空気は、実施形態においては、空気を含む発泡体であってよい。
図8に描画されるように、また本明細書において上でも説明されたように、少なくとも1つの凹部1304、1306は、少なくとも1つの凹部1304、1306の一方の側における誘電体媒体1300の第1の部分1330と、少なくとも1つの凹部1304、1306の反対側における誘電体媒体1300の第2の部分1350との位置を定め、第1の部分1330および第2の部分1350の各々は、
図8の回転された等角図において観察された場合に、基板1202の上側面1208から上方に延びる、垂直外壁1320を伴う、断面輪郭を有する。実施形態においては、第1の部分1330および第2の部分1350のうちの少なくとも一方は、傾斜した平面的な、またはカーブした上面1358を有する。
図8は、傾斜した平面的な面として、面1358を描画しているが、さらなる例示の必要なしに、面1358は、代替的に、凸方式または凹方式でカーブさせられ得ることが、本明細書において提供される説明から、認識される。実施形態においては、第1の部分1330および第2の部分1350の両方は、傾斜した平面的な、またはカーブした上面1358を有する。実施形態においては、傾斜した平面的な、またはカーブした上面1358は、少なくとも1つの凹部1304、1306から、各それぞれの第1の部分1330および第2の部分1350の最外縁に向かって、下向きに傾斜またはカーブさせられる。実施形態においては、第1の部分1330と第2の部分1350は、Dk媒体1300を中央で二分し、z軸と平行な(
図8においては、垂直線として描画され、関連付けられた面が大体において紙面の中に延びる)垂直分割面1340によって、互いに対して明確に定められ得る。
【0041】
今から、
図9Aおよび
図9Bに対する参照が行われる。
図9Aは、EMデバイス2100に類似しているが、今から説明されるいくつかの相違を伴う、EMデバイス3100を、透明な回転された等角図で描画している。描画されるように、EMデバイス3100は、基板1200上に配置された、Dk媒体1300を有し、Dk媒体1300は、
図8を参照して説明された、単一の統一3D Dk媒体である。実施形態においては、Dk媒体1300は、第1のDk定数を有する、第1のDk媒体であり、EMデバイス3100は、第1のDk定数とは異なる第2のDk定数を有する、第2のDk媒体1400をさらに含み、第2のDk媒体1400は、少なくとも部分的に第1のDk媒体1300の外に配置され、少なくとも部分的に第1のDk媒体1300を取り囲む。実施形態においては、第2のDk媒体1400は、完全に第1のDk媒体1300の外に配置され、完全に第1のDk媒体1300を取り囲む。実施形態においては、第2のDk定数は、第1のDk定数よりも低い。
【0042】
図9Bは、
図9AのEMデバイス3100のトップダウン平面図を描画しており、細長い開口1202の縁1210は、矢印1212、1214によって描画されるように、第1のDk媒体1300の外側境界1334、1354を超えて、第2のDk媒体1400の中に延びている。描画されるように、第1のDk媒体1300の外側境界1334、1354を超えて延びる、細長い開口1202の縁1210は、少なくとも1つの凹部1304、1306に近接して、そうする。実施形態においては、第1のDk媒体1300の外側境界1334、1354を超えて延びる、細長い開口1202の縁1210は、矢印1212、1214によって描画されるように、細長い開口1202の両側において、そうする。実施形態においては、描画されるように、少なくとも1つの凹部1304、1306は、第1のDk媒体1300において、頸部1314(
図1Bおよび
図3Aも見られたい)を形成するよう、細長い開口1202の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、2つの凹部1304、1306を含み、第1のDk媒体1300の外側境界1334、1354を超えて延びる、細長い開口1200の縁1202は、第1のDk媒体1300の頸部1314の両側1212、1214に近接して、そうする。実施形態においては、第1のDk媒体1300と第2のDk媒体1400は、互いに直接的に密接に接触する。
【0043】
今から、
図9Aおよび9Bに描画されたEMデバイス3100に類似しているが、今から説明されるいくつかの相違を伴う、EMデバイス4100を描画した、
図9Cに対する参照が行われる。描画されるように、EMデバイス3100と同様に、EMデバイス4100は、基板1200上に配置され、基板1200内の細長い開口1202を完全に覆う、単一の統一3D Dk媒体である、第1のDk媒体1300を有する。EMデバイス4100の第1のDk媒体1300は、第1のDk媒体1300が、頸部1314の領域において、細長い開口1202を完全に覆う(すなわち、細長い開口1202の縁1210が、EMデバイス3100のそれに反して、第1のDk媒体1300の外側境界1334、1354を超えて、第2のDk媒体1400の中に延びない)点において、EMデバイス3100のそれと異なる(
図9Cを
図9Bと比較されたい)。
【0044】
実施形態においては、
図9Cにおいてさらに描画されるように、第1のDk媒体1300と第2のDk媒体1400は、少なくとも部分的に互いから分離され、実施形態においては、第1のDk媒体1300と第2のDk媒体1400は、エア・ギャップであってよい、それらの間の定められたギャップ1150を伴って、互いから完全に分離される。実施形態においては、デバイスの平面図において観察されるように、少なくとも1つの凹部1304、1306は、第1のDk媒体1300において頸部1314を形成するよう、細長い開口1202の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、2つの凹部1304、1306(例えば、
図9Bを見られたい)を含み、頸部1314は、細長い開口1202の各側において、互いに平行な直線部分1318を有する。実施形態においては、頸部1314の直線部分1318は、細長い開口1202の長さLの方向(例えば、少なくとも
図1Bに描画された長さLを見られたい)に垂直でも平行でもない。実施形態においては、第2のDk媒体1400は、頸部1314の近傍において、頸部1314の直線部分1318の輪郭に倣う(例えば、ギャップ1150における輪郭を見られたい)。
【0045】
今から、
図9Aおよび
図9Bに戻ってまとめて参照が行われ、第1のDk媒体1300は、基板1200に近接した、第1の近位端1370と、第1の近位端1370から垂直に離れた距離を置いた、第1の遠位端1372とを有し、第2のDk媒体1400は、基板1200に近接した、第2の近位端1380と、第2の近位端1380から垂直に離れた距離を置き、また第1の遠位端1372から垂直に離れた距離を置いた、第2の遠位端1382と、第2の近位端1380と第2の遠位端1382との間の中間領域1375とを有する。実施形態においては、第1のDk媒体1300の断面外側境界1334、1354(
図9Bに描画された項目1334、1354)は、本明細書においては、第1の断面外側境界と言われ、第2のDk媒体1400の第2の近位端1380は、第2の断面外側境界1402を有し、第2のDk媒体1400の中間領域1375は、第3の断面外側境界1404を有し、第2のDk媒体1400の第2の遠位端1382は、第4の断面外側境界1406を有し、第2の断面外側境界1402は、第1の断面外側境界1334、1354の外に半径方向に配置され、第4の断面外側境界1406は、第2の断面外側境界1402よりも大きく、第2の断面外側境界1402の外に半径方向に配置される(
図9Bを参照すると、最も良く見える)。実施形態においては、第3の断面外側境界1404は、成形または他の製作方法のための抜き勾配を除いて、第2の断面外側境界1402と実質的に同じである。実施形態においては、第2の断面外側境界1402、第3の断面外側境界1404、および第4の断面外側境界1406は、すべて、実質的に円形または楕円形である。実施形態においては、第2のDk媒体1400は、第3の断面外側境界1404から、第4の断面外側境界1406に垂直に推移し、逆円錐台1377のそれに類似した構造を伴う(
図9Aと組み合わせて
図9Bを参照すると、最も良く見える)。本明細書において使用される場合、「~と実質的に同じ」というフレーズは、公差がゼロである場合は、「~と実質的に同じ」というフレーズが、「~と同じ」を意味するように、製造もしくは製作公差、または成形抜きしろ公差を許容することが意図される。本明細書において使用される場合、「実質的に円形または楕円形」というフレーズは、公差がゼロである場合は、「実質的に円形または楕円形」というフレーズが、「円形または楕円形」を意味するように、製造もしくは製作公差、または成形抜きしろ公差を許容することが意図される。
【0046】
図5Aに戻って参照するとともに、
図9Aを参照すると、基板1200の実施形態は、信号供給基板1250の導電性上部層1222と電気的に接触して配置された、導電性EM反射器1270を伴う、SIWの形態の信号供給基板1250を含む(
図1C~
図1Hを参照すると、最も良く見える)。実施形態においては、導電性EM反射器1270は、誘電体媒体1300を実質的に取り囲む、反射壁1272を含む。実施形態においては、単一の誘電体媒体1300は、単一の導電性EM反射器1270と1対1に対応する。
【0047】
図10A、
図10B、および
図10Cは、
図9A~
図9Bに描画されたものと相関する、実施形態の電磁的な数値モデリング結果を描画しており、
図10Aは、S11反射損失および利得(dBi)対動作周波数を描画しており、
図10Bは、左旋円偏波(LHCP)および右旋円偏波(RHCP)の利得(dBi)対角度シータを描画しており、
図10Cは、dBi単位の軸率AR対動作周波数を描画している。ARの値は、直交する電場成分Ex、Eyの比に比例し、ARαEx/Eyである(記号αは、本明細書においては、比例のための記号として使用される)。例として、Ex=Eyのとき、AR=1、dBi=0である。
図10A~
図10Cに関して、本明細書における開示と矛盾しない実施形態は、7dBiよりも大きい広帯域遠方界放射パターンと、0度の角度シータにおける高利得RHCPおよび低利得LHCPと、約78.8GHzにおける最小ARとを有することが認識される。
【0048】
本明細書において開示される実施形態は、特定のレーダ周波数における性能のために、設計および/またはモデル化され得るが、本明細書において開示される実施形態は、一般に、例えば、約1GHzから約300GHzなど、レーダ周波数の範囲、代替的に、1GHzから3GHz、3GHzから6GHz、6GHzから16GHz、8GHzから12GHz、10GHzから20GHz、20GHzから30GHz、30GHzから50GHz、50GHzから75GHz、55GHzから65GHz、70GHzから85GHz、76GHzから81GHz、85GHzから100GHz、100GHzから200GHz、および200GHzから300GHzの範囲にわたる使用に適用可能であり得ることが認識される。
【0049】
今から、
図11Aおよび
図11Bに対する参照が行われ、
図11Aは、アレイ5100の平面図を描画しており、
図11Bは、アレイ5100の透明な回転された等角図を描画しており、実施形態においては、アレイ5100は、
図9A~
図9Bに描画された、複数のEMデバイス3100を含む。
図11Aおよび
図11Bは、複数の特定のEMデバイス、例えば、EMデバイス3100を有する、アレイ5100を描画しているが、本明細書における開示と矛盾しない他のEMデバイスも、
図11Aおよび
図11Bによって表現され得ることが認識される。そのため、本明細書における開示と矛盾しない、いずれのアレイ5100も、本明細書において開示される発明の区域内に入ることが企図され、そう見なされる。実施形態においては、基板1200の対応するものどうしは、当技術分野において知られた方式で、適切な信号供給を提供するために、平面的布置5200において、互いに構造的および電気的に接続される。実施形態においては、上述の説明と矛盾せずに、Dk媒体1300の対応する1つの少なくとも1つの凹部1304、1306の各1つは、少なくとも1つの凹部1304、1306の一方の側における対応するDk媒体1300の第1の部分1330と、少なくとも1つの凹部1304、1306の反対側における対応するDk媒体1300の第2の部分1350との位置を定め(
図9Bを参照すると、最も良く見える)、アレイ5100の平面図において観察された場合に、Dk媒体1300の第1のセット5110は、アレイ5100のx-y座標系に関して第1の方向5130または第2の方向5140に向けられた、それらの対応する第1の部分および第2の部分を有し、Dk媒体1300の第2のセット5120は、x-y座標系に関して第1の方向5130または第2の方向5140に向けられた、それらの対応する第1の部分および第2の部分を有し、第2の方向5140は、第1の方向5130と異なる。実施形態においては、
図11Aに描画されるように、第1の方向5130と第2の方向5140は、互いに垂直でも平行でもない。実施形態においては、第1の方向5130と第2の方向5140は、互いに垂直である(本明細書において以下で論じられる
図13Cに描画された第1の方向6130および第2の方向6150を参照すると、最も良く見える)。
【0050】
図11A、
図11Bの上述の説明から、実施形態は、Dk媒体1300の第1のセット5110が、第1の方向5130に向けられた、Dk媒体1300のうちの最も近く隣接するものの第1のペアを含み、Dk媒体1300の第2のセット5120が、第2の方向5140に向けられた、Dk媒体1300のうちの最も近く隣接するものの第2のペアを含む、布置を含むことが認識される。第1のセット5110と第2のセット5120の互いに対する近接性は、例えば、第1の位置5112および第2の位置5122における、第2のDk媒体1400のうちの対応するものどうしの交わりによって、見られることができる。
【0051】
図12Aおよび12Bは、
図11Aおよび11Bに描画されたアレイ5100の電磁的な数値モデリング結果を描画しており、
図12Aは、アレイ5100を成さなければ、
図10Aと相関し、
図12Bは、アレイ5100を成さなければ、
図10Bと相関する。
図12A、12Bを、
図10A、10Bと比較することによって、利得における改善が、見られることができる。
【0052】
今から、
図13A~
図13Dに対する参照がまとめて行われ、各図は、本明細書における開示と矛盾しないが、今から説明されるいくつかの相違を伴う、EMデバイスの2×2のアレイ6100を描画している。
【0053】
アレイ5100と同様に、アレイ6100は、細長い開口1202の対応するものを実質的に覆う、その上に配置された複数のDk媒体1390を有する、基板1200の平面的布置5200を含む。本明細書において開示される他の実施形態におけるように、Dk媒体1390の対応する1つの少なくとも1つの凹部1304、1306の各1つは、少なくとも1つの凹部1304、1306の一方の側における対応するDk媒体1390の第1の部分1330と、少なくとも1つの凹部1304、1306の反対側における対応するDk媒体1390の第2の部分1350との位置を定める。アレイ6100の平面図において観察された場合に、Dk媒体1390の第1のセットは、アレイのx-y座標系に関して第1の方向6130または第2の方向6150に向けられた、それらの対応する第1の部分1330および第2の部分1350を有し、Dk媒体1390の第2のセットは、x-y座標系に関して第1の方向6130または第2の方向6150に向けられた、それらの対応する第1の部分1330および第2の部分1350を有し、第2の方向6150は、第1の方向6130と異なる。
【0054】
実施形態においては、特に
図13Aを参照すると、Dk媒体1390.1、1390.2、1390.3、1390.4の第1のセットおよび第2のセットのうちの各Dk媒体1390は、第1の方向6130に向けられている。
【0055】
実施形態においては、特に
図13Bを参照すると、Dk媒体1390.1、1390.2、1390.3、1390.4の第1のセットおよび第2のセットのうちの各Dk媒体1390は、第2の方向6150に向けられている。
【0056】
実施形態においては、特に
図13Cを参照すると、Dk媒体1390の第1のセットは、第1の方向6130に向けられた、Dk媒体1390のうちの対角線方向で最も近いものの第1のペア1390.2、1390.3を含み、Dk媒体1390の第2のセットは、第2の方向6150に向けられた、誘電体媒体のうちの対角線方向で最も近いものの第2のペア1390.1、1390.4を含む。
【0057】
少なくとも
図13Aまたは
図13Bに描画されるように、対応するDk媒体1390の各第1の部分1330および第2の部分1350は、それらの間に配置された頸部領域1314を伴う、外側にカーブした外側境界1334、1354を有する。実施形態においては、各対応する頸部領域1314は、対応するDk媒体1390の外側にカーブした外側境界1334、1354の続きによって形成される。実施形態においては、各対応する頸部領域1314は、対応する誘電体媒体の内側にカーブした外側境界1392によって形成される。実施形態においては、各対応する内側にカーブした外側境界1392は、対応するDk媒体1390の対応する外側にカーブした境界1334、1354の続きである。
【0058】
今から、
図13A~
図13Cに描画されたアレイ6100のうちのいずれか1つを含む、EMデバイス7100を描画した、
図13Dに対する参照が行われ、(第1の)Dk媒体1390の対応する各1つは、対応する第1のDk媒体1390の少なくとも遠位端に構造的に結合され、それから垂直に延びる、第2のDk媒体1400を有し(例えば、
図9A~
図9Cを見られたい)、各第2のDk媒体1400は、厚さtを有する、相対的に薄い接続構造1450によって、第2のDk媒体1400のうちの隣接するものと相互接続され、厚さtは、EMデバイス7100が電磁的に励起されたときの、EMデバイス7100の動作波長λ未満である。実施形態においては、tは、λの1/2倍未満であり、代替的に、λの1/5倍未満であり、さらに代替的に、λの1/10倍未満である。実施形態においては、相対的に薄い接続構造1450は、基板1200から垂直に離れた距離を置いた、第2のDk媒体1400のうちの対応するものの遠位端に配置される。実施形態においては、相対的に薄い接続構造1450は、モノリシックの形態で、複数の第2のDk媒体1400と統一され、一体である。
【0059】
今から、
図14Aおよび
図14Bに対する参照がまとめて行われ、
図14Aは、細長い開口1202のうちの対応するものを実質的に覆って、基板1200上に配置された、透明な図で描画された、複数のDk媒体1500を伴う、アレイ8100の透明な平面図を描画しており、
図14Bは、塗りつぶし図で描画された、Dk媒体1500を伴う、
図14Aのアレイ8100の塗りつぶしの回転された等角図を描画している。描画されるように、Dk媒体1500は、ベース部分1510と、(本明細書においては、DRAとも言われる)電磁共振器部分1520とを有し、両部分1510、1520は、空気以外の誘電体材料から形成され、互いと一体形成される。共振器部分1520は、上述の少なくとも1つの凹部1304、1306を含み、一方、ベース部分1510は、同じ少なくとも1つの凹部1304、1306を欠いている。ベース部分1510と共振器部分1520は、統一的なモノリシック構造を形成する。実施形態においては、ベース部分1510は、共振器部分1520の高さに対して相対的に薄い。実施形態においては、ベース部分1510は、厚さt2を有し、共振器部分1520は、高さHを有し、t2は、Hの1/5倍未満であり、代替的に、t2は、Hの1/10倍未満であり、代替的に、t2は、アレイ8100が電磁的に励起されたときの、アレイ8100の動作波長λ2未満である。実施形態においては、t2は、λ2の1/2倍未満であり、代替的に、λ2の1/5倍未満であり、さらに代替的に、λ2の1/10倍未満である。
【0060】
上述のすべてに鑑みて、本明細書において開示される任意の実施形態のDk媒体または第1のDk媒体であって、Dk媒体が、対応する細長い開口を実質的に覆って、対応する基板上に配置される、Dk媒体または第1のDk媒体が、対応するEMデバイスの誘電体共振器部分を形成することが認識される。
【0061】
今から、複数の隣接する電磁信号チャネル9200を有する、基板1200を伴う、EM装置9100の平面図を描画した、
図15に対する参照が行われ、各チャネルは、1つまたは複数の誘電体共振器アンテナDRA1520であって、1つまたは複数のDRA1520に向かう、電磁場の伝搬方向Y
-を有するように構成された、関連付けられた電磁供給構造9250を伴う、1つまたは複数の誘電体共振器アンテナDRA1520を備える。1つまたは複数のDRAのうちの各DRA1520は、対応する電磁供給構造9250上における電磁信号に応じて、円偏波電磁放射および楕円偏波電磁放射のうちの少なくとも1つを発生させるように構成された、本明細書において開示される実施形態と矛盾しない、誘電体構造を有する。
図15は、DRA1520のための特定の構造を描画しているが、誘電体共振器として有用であるような、本明細書において説明および例示される他のDk媒体が、本明細書において開示される実施形態と矛盾せずに、
図15に描画されたDRA1520の代わりに、適用され得ることが、上述のすべてから、認識される。
【0062】
実施形態においては、DRA1520は、電磁供給構造9250と電磁信号通信する、基板1200上に配置された、空気以外のDk媒体1500を含み、Dk媒体1500は、装置9100の平面図において眺められた場合に、断面境界1334、1354を有し、断面境界1334、1354は、断面境界1334、1354に部分的に接する、接線1104、1106から離れて、Dk媒体1500の中心に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部1304、1306を有し、伝搬方向Y-は、接線1104、1106に垂直ではなく、また接線1104、1106に平行ではない。
【0063】
実施形態においては、装置9100は、レーダ・システムとして構成される。実施形態においては、複数の隣接する電磁信号チャネル9200のうちの1つまたは複数は、レーダ・システムの受信チャネルである。実施形態においては、複数の隣接する電磁信号チャネル9200のうちの1つまたは複数は、レーダ・システムの送信チャネルである。実施形態においては、装置9100は、通信システムである。実施形態においては、複数の隣接する電磁信号チャネル9200のうちの1つまたは複数は、通信システムの受信チャネルである。実施形態においては、複数の隣接する電磁信号チャネル9200のうちの1つまたは複数は、通信システムの送信チャネルである。
【0064】
今から、EM装置9100のそれと類似しており、(一般に、EMデバイス1100と言われるが、本明細書において構成および開示されるような任意のEMデバイスを含むと理解される)本明細書において開示されるように構成された、任意のEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するための、レーダ・アセンブリ装置として構成された、例となるEM装置10100の平面図を描画した、
図16A~
図16Bに対する参照が行われる。同じような要素は、同じように描画され、例示される。
図16Aおよび
図16Bに描画されるように、EM装置10100は、(本明細書において開示されるように構成される)EMデバイス1100の送信(Tx)チャネル10202のアレイと、(本明細書において開示されるように構成される)EMデバイス1100の受信(Rx)チャネル10204のアレイとを含む。
図16Aおよび
図16Bの各々において、Txチャネル10202およびRxチャネル10204は、当技術分野において入手可能であり、知られた、任意のRFフロントエンド・チップまたはレーダ・フロントエンド(例えば、米国、テキサス州のテキサス・インスツルメント社(Texas Instruments, Inc.)において入手可能な、AWR1642、AWR1243、IWR6843などの製品を見られたい)を含む、RF(無線周波数)フロントエンド・チップ10300(例えば、レーダ・フロントエンド)によって、電磁的に駆動される。
図16Aおよび
図16Bの各々において、EM装置10100は、プリント回路基板(PCB)、もしくは電子パッケージ・アセンブリの形態で、または本明細書において開示される目的に適した他の任意の形態で、提供され得る。
【0065】
図16Aに描画されるように、本明細書において開示される実施形態に従って、Txチャネル10202は、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成され、Rxチャネル10204は、左旋センス楕円または円偏波(LH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成される。代替的に述べると、
図16Aに描画された、Txチャネル10202およびRxチャネル10204は、実施形態に従って、それぞれ、RH-E/C-PとLH-E/C-P、またはLH-E/C-PとRH-E/C-Pであり得る、反対の偏波センスを用いるように構成される。
【0066】
図16Bに描画されるように、本明細書において開示される実施形態に従って、Txチャネル10202は、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成され、Rxチャネル10204は、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成される。代替的に述べると、
図16Bに描画された、Txチャネル10202およびRxチャネル10204は、実施形態に従って、それぞれ、RH-E/C-PとRH-E/C-P、またはLH-E/C-PとLH-E/C-Pであり得る、同じ偏波センスを用いるように構成される。
【0067】
図16Aおよび
図16Bは、RH-E/C-PおよびLH-E/C-Pを発生させる、ある布置を描画しているが、これらの描画は、例示を目的にしているだけであり、全体として、本明細書における開示と矛盾しない、RH-E/C-PおよびLH-E/C-Pの他の描画が、それらが添付の特許請求の範囲内に入る限り、企図されることが認識される。
【0068】
図16Aおよび
図16Bは、各々が4つのEMデバイス1100を有する、2つのTxチャネル10202と、各々が4つのEMデバイス1100を有する、4つのRxチャネル10204とを描画しているが、これは、例示を目的にしているだけであり、本明細書において開示される発明の範囲は、各々が、添付の特許請求の範囲内に入る、任意の数のEMデバイスを伴う、任意の数のTxチャネルおよび任意の数のRxチャネルを包含し得ることが認識される。
【0069】
今から、
図16Aおよび
図16Bのものに類似した、EM装置10100’の布置を描画した、
図16Cに対する参照が行われ、Txチャネル10202およびRxチャネル10204のセットは、y軸に平行な(沿った)向きに向けられるが、x軸に平行な(沿った)向きに向けられた、Txチャネル10202’およびRxチャネル10204’の類似のセットもある。当業者によって認識されるように、TxチャネルおよびRxチャネルの向きは、送信および受信されるレーダ・チャネルの伝搬方向を確立し、伝搬方向は、信号方向線10120、10120’によってそれぞれ表示されるように、チャネル・アレイの長さ方向に垂直な向きに向けられる。
図16Cに描画された、TxチャネルおよびRxチャネルの2つのセットは、互いに直交する向きに向けられるが、これは、例示を目的にしているだけであり、広い角度範囲のレーダ・スキャンを提供する、他の角度の向きが、可能であり、企図されることが認識される。
【0070】
他の関連付けられた図と組み合わせた、
図16A~
図16Cの上述の説明から、本明細書において開示される実施形態は、レーダ・システムの形態で構成される、装置を含むことが認識される。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数は、レーダ・システムの送信チャネルとして構成され、実施形態においては、送信チャネルは、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数は、レーダ・システムの受信チャネルとして構成され、実施形態においては、受信チャネルは、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルの各々は、RFフロントエンド・チップによって電磁的に駆動され、実施形態においては、RFフロントエンド・チップは、位相シフトまたは時間遅延を介して、電磁的に操縦可能である。実施形態においては、複数の隣接する電磁信号チャネルは、第1の長さ方向の向きに配置された、信号チャネルの第1のセットと、第1の長さ方向とは異なる向きにある、第2の長さ方向の向きに配置された、信号チャネルの第2のセットとを備える。実施形態においては、複数の隣接する電磁信号チャネルは、第1の長さ方向に配置された、信号チャネルの第1のセットと、第1の長さ方向と直交する、第2の長さ方向に配置された、信号チャネルの第2のセットとを備える。実施形態においては、信号チャネルの第1のセットは、送信信号チャネルの第1のセットと、受信信号チャネルの第1のセットとを備え、信号チャネルの第2のセットは、送信信号チャネルの第2のセットと、受信信号チャネルの第2のセットとを備える。実施形態においては、送信信号チャネルの第2のセットは、送信信号チャネルの第1のセットに直交する、長さ方向の向きに配置され、受信信号チャネルの第2のセットは、受信信号チャネルの第1のセットに直交する、長さ方向の向きに配置される。
【0071】
今から、EM装置10100、9100のそれと類似しており、(一般に、EMデバイス1100と言われるが、本明細書において構成および開示されるような任意のEMデバイスを含むと理解される)本明細書において開示されるように構成された、任意のEMデバイスのうちの1つまたは複数とともに使用するための、通信アセンブリ装置として構成された、例となるEMデバイス11100の平面図を描画した、
図17A、
図17B、および
図17Cに対する参照が行われる。同じような要素は、同じように描画され、例示される。
図17Aおよび
図17Bに描画されるように、EM装置11100は、(本明細書において開示されるように構成される)EMデバイス1100のTxチャネル10202のアレイと、(本明細書において開示されるように構成される)EMデバイス1100のRxチャネル10204の明確に別個のアレイとを含む。
図17Cに描画されるように、EM装置11100は、(本明細書において開示されるように構成される)EMデバイス1100のTxチャネル10202およびRxチャネル10204の両方の組み合わされたアレイを含む。すなわち、
図17Cに描画された、EM装置11100の各EMデバイス1100は、送信機(Tx)および受信機(Rx)の両方として動作する。
図16A~
図16Bに描画された実施形態と同様に、EM装置11100のTxチャネル10202およびRxチャネル10204は、RFフロントエンド・チップ10300によって電磁的に駆動される。
図17A~
図17Cに描画されるように、Txチャネル10202およびRxチャネル10204のセット(例えば、限定されることなく、4つのセットなど)は、専用のRFフロントエンド・チップ10300によって駆動される。実施形態においては、RFフロントエンド・チップ10300は、各EMデバイス1100(すなわち、アンテナ要素)に向かわせられるEM信号に適用される、位相シフトまたは時間遅延などの、EM操縦可能機能を含む。実施形態においては、EM装置11100は、PCBもしくは電子パッケージ・アセンブリの形態で、または本明細書において開示される目的に適した他の任意の形態で、提供され得る。実施形態においては、RFフロントエンド・チップ10300は、RF PCB11200の裏面に取り付けられ得る。実施形態においては、EMデバイス1100(すなわち、アンテナ要素)へのEM信号送信のための構造は、RF PCBの裏側からの導電性ビア11300を含み得る(例えば、
図1C、
図1G、および
図1Hに描画された、ビア1224を見られたい)。
【0072】
図17Aに描画されるように、本明細書において開示される実施形態に従って、Txチャネル10202は、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成され、Rxチャネル10204は、左旋センス楕円または円偏波(LH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成される。代替的に述べると、
図17Aに描画された、Txチャネル10202およびRxチャネル10204は、実施形態に従って、それぞれ、RH-E/C-PとLH-E/C-P、またはLH-E/C-PとRH-E/C-Pであり得る、反対の偏波センスを用いるように構成される。
【0073】
図17Bに描画されるように、本明細書において開示される実施形態に従って、Txチャネル10202は、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成され、Rxチャネル10204は、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるように構成される。代替的に述べると、
図17Bに描画された、Txチャネル10202およびRxチャネル10204は、実施形態に従って、それぞれ、RH-E/C-PとRH-E/C-P、またはLH-E/C-PとLH-E/C-Pであり得る、同じ偏波センスを用いるように構成される。
【0074】
図17Cに描画されるように、共通のTxおよびRxアンテナ要素を有する、Txチャネル10202およびRxチャネル10204の組み合わされたアレイは、本明細書において開示される実施形態に従って、右旋センス楕円または円偏波(RH-E/C-P)EM放射を発生させるようにまとめて構成される。代替的に述べると、
図17Cに描画された、Txチャネル10202およびRxチャネル10204の組み合わされたアレイは、実施形態に従って、それぞれ、RH-E/C-PとRH-E/C-P、またはLH-E/C-PとLH-E/C-Pであり得る、同じ偏波センスを用いるように構成される。
【0075】
図17A~
図17Cは、RH-E/C-PおよびLH-E/C-Pを発生させる、ある布置を描画しているが、これらの描画は、例示を目的にしているだけであり、全体として、本明細書における開示と矛盾しない、RH-E/C-PおよびLH-E/C-Pの他の描画が、それらが添付の特許請求の範囲内に入る限り、企図されることが認識される。
【0076】
図17A~
図17Cは、各々がある数のEMデバイス1100を有する、ある数のTxチャネル10202と、各々がある数のEMデバイス1100を有する、ある数のRxチャネル10204とを描画しているが、これは、例示を目的にしているだけであり、本明細書において開示される発明の範囲は、各々が、添付の特許請求の範囲内に入る、任意の数のEMデバイスを伴う、任意の数のTxチャネルおよび任意の数のRxチャネルを包含し得ることが認識される。
【0077】
他の関連付けられた図と組み合わせた、
図17A~
図17Cの上述の説明から、本明細書において開示される実施形態は、通信システムの形態で構成される、EM装置を含むことが認識される。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数は、通信システムの送信チャネルとして構成され、実施形態においては、送信チャネルは、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数は、通信システムの受信チャネルとして構成され、実施形態においては、受信チャネルは、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルのうちの1つまたは複数は、通信システムの送信および受信チャネルの両方として構成され、実施形態においては、信号チャネルの各々は、左旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射、または右旋楕円もしくは円偏波遠方界電磁放射を発生させるように構成された構造を備える。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルの各々は、少なくとも1つのRFフロントエンド・チップによって電磁的に駆動される。実施形態においては、少なくとも1つのRFフロントエンド・チップは、位相シフトまたは時間遅延を介して、電磁的に操縦可能である。実施形態においては、複数の隣接する信号チャネルは、信号チャネルの第1のセットと、信号チャネルの第2のセットとを少なくとも備え、信号チャネルの第1のセットは、第1の専用RFフロントエンド・チップによって、電磁的に駆動され、信号チャネルの第2のセットは、第2の専用RFフロントエンド・チップによって、電磁的に駆動される。実施形態においては、EM装置は、プリント回路基板PCBまたは電子パッケージ・アセンブリの形態で、構成および配置される。実施形態においては、少なくとも1つのRFフロントエンド・チップは、PCBまたは電子パッケージ・アセンブリの裏面に取り付けられる。実施形態においては、少なくとも1つのRFフロントエンド・チップは、PCBまたは電子パッケージ・アセンブリの裏側からの導電性ビアを経由して、DRAの対応するものと電磁信号通信する。
【0078】
本明細書において使用される場合、「一体形成された」というフレーズは、例えば、プラスチック成形プロセス、3D印刷プロセス、蒸着プロセス、または機械金属加工もしくは鍛造金属加工プロセスから生産される構造など、構造の1つの領域から別の領域までに材料の不連続性がなく、構造の残りの部分と共通した材料を用いて形成された構造を意味する。代替的に、一体形成されたは、統一された1ピースの不可分な構造を意味する。本明細書において使用される場合、「モノリシック」という用語は、単一の材料組成から一体形成された構造を意味する。本明細書において使用される場合、「直接的な密接な接触」というフレーズは、例えば、1つの部品が、別の部品上に直接的に配置、蒸着、印刷、または成形されるときなど、間に介在する物質または要素を伴わない接触を意味する。
【0079】
本明細書において使用される場合、「空気以外の誘電体材料から組成される」というフレーズは、空気、または本明細書において開示される目的に適した他の任意の気体を含んでよいが、非空気の誘電体媒体も含む、誘電体材料を意味する。実施形態においては、空気以外の誘電体材料は、誘電体の発泡体である。
【0080】
本明細書において例示および説明される実施形態は、具体的なアレイ・サイズを有するまたは有することが暗示されるDk EMアレイ構造を描画し得るが、そのようなサイズは、本発明の範囲から逸脱することなく、変更され得ることが認識される。そのため、本明細書における開示の区域内に入り、本明細書において開示される目的に適した、任意のアレイ・サイズは、本明細書において開示される実施形態に対して補完的であることが企図され、そう見なされる。以下の例となる実施形態は、個々に提示されるが、特徴および/またはプロセスの何らかの混じり合いを可能にする類似性が、個々の実施形態の間に存在し得ることが、本明細書において以下で説明される実施形態のすべてを徹底的に読むことから、認識される。そのため、そのような個々の特徴および/またはプロセスのうちのいずれかの組み合わせが、そのような組み合わせが、明示的に例示されるかどうかにかかわらず、本明細書における開示との無矛盾を維持しながら、実施形態に従って、採用されてよい。以下の例となる実施形態のうちの1つまたは複数と関連付けられた、いくつかの図は、対応する特徴どうしの互いに対する構造的関係についての座標系を提供する、x-y-z軸の直交するセットを描画しており、x-y平面は、対応する実施形態の平面図と一致し、x-zまたはy-z平面は、立面図と一致する。本明細書において例示および説明される実施形態は、特定の断面輪郭(x-y、x-z、またはy-z)を有する、DRAを描画しているが、そのような輪郭は、本発明の範囲から逸脱することなく、変更され得ることが認識される。そのため、本明細書における開示の区域内に入り、本明細書において開示される目的に適した、任意の輪郭は、本明細書において開示される実施形態に対して補完的であることが企図され、そう見なされる。
【0081】
個々の特徴のある組み合わせが、本明細書において、説明および例示されたが、特徴のこれらのある組み合わせは、例示を目的にしているだけであり、そのような個々の特徴のうちのいずれかの任意の組み合わせは、そのような組み合わせが、明示的に例示されているかどうかにかかわらず、実施形態に従って、採用されてよく、本明細書における開示と矛盾しないものであり得ることが認識される。本明細書において開示されるような特徴のありとあらゆるそのような組み合わせが、本明細書において企図され、それらは、本出願を全体として考察したときに、当業者の理解内にあると見なされ、当業者によって理解される方式で、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内にそれらが入る限り、本明細書において開示される本発明の範囲内にあると見なされる。
【0082】
本明細書においては、例となる実施形態を参照して、発明が、説明されたが、特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更が施されてよく、その要素の代わりに均等物が用いられてよいことが当業者によって理解される。特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、その本質的な範囲から逸脱することなく、多くの変更が施されてよい。故に、本発明は、本発明を実施するために企図された最良または唯一のモードとして、本明細書において開示された、特定の1つまたは複数の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入る、すべての実施形態を含むことが意図される。図面および説明においては、例となる実施形態が、開示され、具体的な用語および/または寸法が、採用され得たが、それらは、特段に述べられない限り、もっぱら汎用的、例示的、および/または説明的な意味で使用され、限定を目的としておらず、故に、特許請求の範囲は、そのように限定されない。層、薄膜、領域、基板、または他の説明された特徴などの要素が、別の要素「上に」あると言われるとき、それは、他の要素上に直接的にあることができ、または介在する要素が、存在してもよい。対照的に、要素が、別の要素「上に直接的に」あると言われるとき、介在する要素は、存在しない。第1の、第2のなどの用語の使用は、いかなる順序または重要性も表さず、むしろ、第1の、第2のなどの用語の使用は、1つの要素を別の要素から区別するために使用される。a、anなどの用語の使用は、量の制限を表さず、むしろ、参照される項目の少なくとも1つの存在を表す。本明細書において使用される場合の「を備える」という用語は、1つまたは複数の追加の特徴を含む可能性を排除しない。本明細書において提供されるいずれの背景情報も、本明細書において開示される本発明と関連する可能性があると、出願人によって信じられる情報を明かすために提供される。そのような背景情報のうちのいずれかが、本明細書において開示される本発明の実施形態に対立する先行技術の構成要素となると認める意図は、必ずしもなく、そう解釈されるべきでもない。
【0083】
既存の水平または垂直直線偏波レーダ信号は、それらの意図された目的に適することがあるが、本明細書において開示される実施形態は、地面に垂直または平行であり得る、遠方界放射パターンを有する、水平または垂直、楕円または円偏波レーダ信号を提供し、それは、いくつかの実施形態においては、金属オブジェクトからの反射において偏波を反転させる一方で、雨などの水粒子からの反射においては偏波を反転させない利点を提供し、それによって、反射されたレーダ信号において、金属オブジェクトと非金属オブジェクトとの間のより優れた区別を提供する。代替的に述べると、楕円または円遠方界偏波レーダ信号を発生させる、本明細書において開示される実施形態は、(例えば、自動車などの)金属オブジェクトを「見」、(例えば、雨などの)水粒子を「見」ない、またはふるい落とす能力を有し、それによって、雨の中を走行する自動車、または非金属環境における他の金属オブジェクトのより大きい検出精度を提供する。加えて、楕円または円遠方界偏波レーダ信号を発生させる、本明細書において開示される実施形態は、発出レーダ信号が金属オブジェクトの縁に衝突したときに、複雑な反射信号シグネチャを本質的に有する、反射されたレーダ信号を発生させ、それによって、監視下のオブジェクトのより詳細な信号処理のために、反射されたレーダ信号において、情報量のより大きい内容を提供する。さらに加えて、同じ偏波センスを用いるように構成された、TxチャネルおよびRxチャネルを有する、本明細書において開示される実施形態は、雨粒子を検出するのに有用であり得、それは、反転されずに反射されたTxチャネルからのレーダ信号が、Rxチャネルによって検出されるからである。したがって、同じ偏波センスを用いるTxチャネルとRxチャネルの組み合わせ、および同じ偏波センスを用いないTxチャネルとRxチャネルの組み合わせは、複雑で情報量の多い反射されたレーダ・シグネチャを提供するために、組み合わされ得る。さらに、x軸およびy軸の方に向けられたアレイを伴う、またはそれらの間に任意の角度布置を伴う、TxチャネルとRxチャネルの組み合わせは、方向シグネチャ内容を伴う、複雑で情報量の多い反射されたレーダ・シグネチャをさらに提供するために、組み合わされ得る。
【手続補正書】
【提出日】2022-09-30
【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】
電磁デバイス
(3100)のアレイ(5100)であって、
各電磁デバイスは、
基板であって、前記デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有す
る細長い開口
(1202)を
、前記基板の導電層(1222)に含
み、L>Wである、基板
(1200)と、
前記開口を実質的に覆って、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記デバイスの前記平面図において眺められた場合に、断面境界
(1302)を有し、前記断面境界が、
接線であって該接線に垂直な方向において前記断面境界に部分的に接する接線
(1104、1106)から、前記開口に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部
(1304、1306)を有する、誘電体媒体
(1300)と
を備え、
前記全長Lが、前記接線に垂直ではな
く、
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分(1330)と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分(1350)との位置を定めるよう、前記接線に垂直な前記方向で前記誘電体媒体が分割されており、
前記少なくとも1つの凹部が、第1の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記誘電体媒体の前記第1の部分が、第2の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記誘電体媒体の前記第2の部分が、第3の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記第1の誘電定数が、前記第2の誘電定数よりも小さく、また前記第3の誘電定数よりも小さく、
前記基板に対応する複数の基板どうしが、平面的な布置において、互いに構造的および電気的に接続され、
前記アレイの平面図において観察された場合に、前記誘電体媒体の第1のセットが、前記アレイのx-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記誘電体媒体の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向(5130)または第2の方向(5140)に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なる、
電磁デバイス
のアレイ。
【請求項2】
前記誘電体媒体が、誘電体共振器アンテナDRAの少なくとも一部分を形成する、請求項1に記載のデバイス。
【請求項3】
前記断面境界が、断面外側境界である、請求項1または2に記載のデバイス。
【請求項4】
前記開口が、基板に一体化された導波路における開口である、請求項
1に記載のデバイス。
【請求項5】
前記開口が、ストリップラインまたはマイクロストリップ上の開口である、請求項
1に記載のデバイス。
【請求項6】
前記開口が、前記基板の導電層における少なくとも2つの互いに別個の空所を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項7】
前記少なくとも2つの空所が、互いに長さ方向に直線的に整列する、請求項
6に記載のデバイス。
【請求項8】
前記開口が、互いに長さ方向に直線的に整列する2つの空所だけを有する、二分された開口である、請求項
6に記載のデバイス。
【請求項9】
前記開口が、コプレーナ導波路の少なくとも一部分によって、形成される、請求項
6乃至
8のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項10】
前記全長Lが、前記接線に平行ではない、請求項1乃至
9のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項11】
前記全長Lが、前記接線に対して角度Aを成す向きに向けられ、Aは、10度以上、80度以下である、請求項1乃至
10のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項12】
前記第2の誘電定数は、前記第3の誘電定数に実質的に等しい、
請求項
1に記載のデバイス。
【請求項13】
前記少なくとも1つの凹部が、2つの凹部を含む、請求項1乃至
12のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項14】
前記2つの凹部が、前記誘電体媒体において、頸部またはくびれた領域を形成するよう、前記開口の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、請求項
13に記載のデバイス。
【請求項15】
前記2つの凹部が、互いの実質的な鏡像である、請求項
14に記載のデバイス。
【請求項16】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記幅Wに平行な方向において前記誘電体媒体を通るとともに前記開口の中心点を通る、直線経路が、前記誘電体媒体の前記第1の部分および前記第2の部分を通って延びており、前記少なくとも1つの凹部を通って延びてはいない、請求項
1乃至
12のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項17】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分が、第1の最大全体外形寸法を有し、前記第2の部分が、第2の最大全体外形寸法を有し、前記第1の部分と前記第2の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分との間において頸部を定め、前記頸部が、前記第1の最大全体外形寸法および前記第2の最大全体外形寸法よりも小さい、最小全体外形寸法を有する、請求項
1乃至
12、または
16のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項18】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記開口の前記全長Lに垂直でも平行でもない方向にある、請求項
17に記載のデバイス。
【請求項19】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、外側にカーブした外側境界を有する、請求項
1乃至
12、または
16乃至
18のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項20】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、少なくとも1つの直線的な外側境界を有する、請求項
1乃至
12、または
16乃至
18のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項21】
前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、部分的に長方形の外側境界を有する、請求項
1乃至
12、
16乃至
18、または
20のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項22】
前記第1の部分、前記第2の部分、および前記頸部が、鏡映の面内軸に関して対称である、組み合わされた外側境界を有する、請求項
17に記載のデバイス。
【請求項23】
鏡映の前記面内軸が、前記頸部の前記最小全体外形寸法に実質的に直交する、請求項
22に記載のデバイス。
【請求項24】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記細長い開口の一方の側から他方まで、前記細長い開口を横切って延びる、横断経路に沿って、前記細長い開口を横断し、前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記横断経路の直線長よりも大きい、請求項
17に記載のデバイス。
【請求項25】
前記横断経路が、前記開口の前記全長Lに垂直でも平行でもない方向に、前記細長い開口を横切って延びる、請求項
24に記載のデバイス。
【請求項26】
前記頸部の前記最小全体外形寸法が、前記横断経路の前記直線長よりも大きく、前記細長い開口の2つの側の各々に、前記誘電体媒体の誘電体材料の最小長が定められる、請求項
24に記載のデバイス。
【請求項27】
前記誘電体媒体の誘電体材料の定められた前記最小長が、前記頸部の前記最小全体外形寸法の1/3以下である、請求項
26に記載のデバイス。
【請求項28】
前記誘電体媒体の誘電体材料の定められた前記最小長が、前記頸部の前記最小全体外形寸法の1/5以下である、請求項
26に記載のデバイス。
【請求項29】
前記誘電体媒体の誘電体材料の定められた前記最小長が、前記頸部の前記最小全体外形寸法の1/10以下である、請求項
26に記載のデバイス。
【請求項30】
前記誘電体媒体の前記第1の部分と前記第2の部分が、互いに対して、鏡映の第1の面内軸に沿った方向に延び、前記誘電体媒体の前記少なくとも1つの凹部が、鏡映の前記第1の面内軸に関する互いの鏡像である、第1の凹部および第2の凹部を含み、さらに、
前記誘電体媒体が、鏡映の前記第1の面内軸に沿った前記方向に、前記誘電体媒体の前記第1の部分および前記第2の部分のそれぞれ一方から延びる、第1の突起および第2の突起をさらに備える、
請求項
1乃至
29のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項31】
前記誘電体媒体の前記第1の部分、前記第2の部分、前記第1の突起、および前記第2の突起が、すべて、モノリシック構造物として一体形成される、
請求項
30に記載のデバイス。
【請求項32】
前記誘電体媒体が、前記細長い開口の中心点に関して一様な半径方向誘電定数を有する、
請求項
30または
31に記載のデバイス。
【請求項33】
前記誘電体媒体が、前記細長い開口の中心点に関して非一様な半径方向誘電定数を有する、
請求項
30または
31に記載のデバイス。
【請求項34】
誘電体媒体が、以下の式に従った、誘電定数(Dk)を有する、すなわち、
Dk(r)は、Dk(-r)に等しく、ここで、
変数rは、前記細長い開口の中心点からの半径であり
変数Dk(r)は、半径rにおける誘電定数を定め、
変数Dk(-r)は、半径rを直径方向において反対向きにした、半径-rにおける誘電定数を定める、
請求項
30乃至
33のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項35】
前記誘電体媒体が、前記細長い開口の中心点に関して反転対称性を有する、
請求項
30乃至
33のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項36】
前記誘電体媒体が、垂直なz軸に沿った押し出しの形態の3次元構造物を有する、
請求項
30乃至
35のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項37】
電磁デバイス
(3100)のアレイ(6100)であって、
各電磁デバイスは、
基板であって、前記デバイスの平面図において観察された場合に、全長Lおよび全幅Wを有す
る細長い開口
(1202)を
前記基板の導電層(1222)に含み、L>Wである、基板
(1200)と、
前記開口を実質的に覆って、前記基板上に配置された、空気以外の誘電体材料を含む、誘電体媒体であって、前記誘電体媒体が、前記デバイスの前記平面図において眺められた場合に、前記誘電体媒体の鏡映の面内軸
(1120)に関して対称である、断面境界
(1302)を有
し、前記断面境界が、前記断面境界に部分的に接する接線(1104、1106)から、前記開口に向かって内側に凹む、少なくとも1つの凹部(1304、1306)を有する、誘電体媒体
(1300)と
を備え、
前記デバイスは、前記細長い開口の前記全長Lに垂直であるとともに前記細長い開口の中心点
(1204)を通過する線が、
前記誘電体媒体の前記断面境界の鏡映のいずれの面内軸でもないように構成され
、
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分(1330)と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分(1350)との位置を定め、
前記少なくとも1つの凹部が、第1の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記誘電体媒体の前記第1の部分が、第2の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記誘電体媒体の前記第2の部分が、第3の誘電定数を有する、誘電体材料を含み、
前記第1の誘電定数が、前記第2の誘電定数よりも小さく、また前記第3の誘電定数よりも小さく、
前記基板に対応する複数の基板どうしが、平面的な布置において、互いに構造的および電気的に接続され、
前記アレイの平面図において観察された場合に、前記誘電体媒体(1390)の第1のセットが、前記アレイのx-y座標系に関して第1の方向(6130)または第2の方向(6150)に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記誘電体媒体(1390)の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向(6130)または第2の方向(6150)に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なる、
電磁デバイス
のアレイ。
【請求項38】
前記誘電体媒体が、誘電体共振器アンテナDRAの少なくとも一部分を形成する、請求項
37に記載のデバイス。
【請求項39】
前記断面境界が、断面外側境界である、請求項
37または
38に記載のデバイス。
【請求項40】
前記開口が、基板に一体化された導波路における開口である、請求項
37乃至
39のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項41】
前記開口が、ストリップラインまたはマイクロストリップ上の開口である、請求項
37乃至
39のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項42】
前記開口が、前記基板の導電層における少なくとも2つの互いに別個の空所を含む、請求項
37乃至
39のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項43】
前記開口が、コプレーナ導波路の少なくとも一部分によって、形成される、請求項
42に記載のデバイス。
【請求項44】
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記第1の部分が、第1の最大全体外形寸法を有し、前記第2の部分が、第2の最大全体外形寸法を有し、前記第1の部分と前記第2の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分との間において頸部を定め、前記頸部が、前記第1の最大全体外形寸法および前記第2の最大全体外形寸法よりも小さい、最小全体外形寸法を有する、
請求項
37に記載のデバイス。
【請求項45】
前記誘電体媒体が、空気の誘電定数よりも大きい誘電定数を有する、単一の統一3次元3D誘電体媒体を含む、
請求項1乃至
11のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項46】
前記少なくとも1つの凹部が、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記第1の部分および前記第2の部分の各々が、前記デバイスの少なくとも等角図において観察された場合に、前記基板の上側面から上方に延びる垂直外壁を伴う、断面輪郭を有する、
請求項
45に記載のデバイス。
【請求項47】
前記第1の部分および前記第2の部分のうちの少なくとも一方が、傾斜した平面的な、またはカーブした上面を有する、
請求項
46に記載のデバイス。
【請求項48】
前記第1の部分および前記第2の部分の両方が、傾斜した平面的な、またはカーブした上面を有する、
請求項
46に記載のデバイス。
【請求項49】
前記傾斜した平面的な、またはカーブした上面が、前記少なくとも1つの凹部から、各それぞれの第1の部分および第2の部分の最外縁に向かって、下向きに傾斜またはカーブさせられる、
請求項
48に記載のデバイス。
【請求項50】
前記誘電体媒体が、第1の誘電定数を有する、第1の誘電体媒体であり、さらに、
前記第1の誘電定数と異なる、第2の誘電定数を有する、第2の誘電体媒体であって、前記第2の誘電体媒体が、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体の外に配置され、少なくとも部分的に前記第1の誘電体媒体を取り囲む、第2の誘電体媒体
を備える、請求項1乃至
11のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項51】
前記第2の誘電定数は、前記第1の誘電定数よりも低い、請求項
50に記載のデバイス。
【請求項52】
前記細長い開口の縁が、前記第1の誘電体媒体の外側境界を越えて、前記第2の誘電体媒体の中に延びる、請求項
50または
51に記載のデバイス。
【請求項53】
前記第1の誘電体媒体の前記外側境界を越えて延びる、前記細長い開口の前記縁が、前記少なくとも1つの凹部に近接して、延びる、
請求項
52に記載のデバイス。
【請求項54】
前記第1の誘電体媒体の前記外側境界を越えて延びる、前記細長い開口の前記縁が、前記細長い開口の互いに対向する側それぞれにおいて、延びる、
請求項
49に記載のデバイス。
【請求項55】
前記少なくとも1つの凹部が、前記第1の誘電体媒体において頸部を形成するよう、前記開口の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、2つの凹部を含み、
前記第1の誘電体媒体の前記外側境界を越えて延びる、前記細長い開口の前記縁が、前記第1の誘電体媒体の前記頸部の両側に近接して、延びる、
請求項
53または
54に記載のデバイス。
【請求項56】
前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体が、互いに直接的に密接に接触する、
請求項
50乃至
55のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項57】
前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体が、少なくとも部分的に互いから分離される、
請求項
50乃至
55のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項58】
前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体が、前記第1の誘電体媒体と前記第2の誘電体媒体との間に定められたギャップを伴って、互いから完全に分離される、
請求項
57に記載のデバイス。
【請求項59】
前記第1の誘電体媒体が、前記基板に近接した第1の近位端と、前記第1の近位端から距離を置いた第1の遠位端とを有し、
前記第2の誘電体媒体が、前記基板に近接した第2の近位端と、前記第2の近位端から距離を置くとともに前記第1の遠位端から距離を置いた第2の遠位端と、前記第2の近位端と前記第2の遠位端との間の中間領域とを有する、
請求項
50乃至
58のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項60】
前記第1の誘電体媒体の前記断面境界が、第1の断面外側境界であり、
前記デバイスの前記平面図において眺められた場合に、前記第2の誘電体媒体の前記第2の近位端が、第2の断面外側境界を有し、前記第2の誘電体媒体の前記中間領域が、第3の断面外側境界を有し、前記第2の誘電体媒体の前記第2の遠位端が、第4の断面外側境界を有し、
前記第2の断面外側境界が、前記第1の断面外側境界の外にあり、前記第4の断面外側境界が、前記第2の断面外側境界よりも大きい、
請求項
59に記載のデバイス。
【請求項61】
前記第3の断面外側境界が、前記第2の断面外側境界と実質的に同じである、
請求項
60に記載のデバイス。
【請求項62】
前記第2の断面外側境界、前記第3の断面外側境界、および前記第4の断面外側境界が、すべて、実質的に円形または楕円形である、
請求項
60に記載のデバイス。
【請求項63】
前記第2の誘電体媒体が、前記第3の断面外側境界から、逆円錐台に類似した構造を伴う前記第4の断面外側境界に推移する、
請求項
60乃至
62のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項64】
前記デバイスの前記平面図において観察された場合に、前記少なくとも1つの凹部が、前記第1の誘電体媒体において、頸部を形成するよう、前記開口の互いに対向する側に対してそれぞれあって、互いに対向する、2つの凹部を含み、前記頸部が、前記開口の各側において、互いに平行な直線部分を有する、
請求項
50乃至
63のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項65】
前記頸部の前記直線部分が、前記開口の前記全長Lに垂直でも平行でもない、
請求項
64に記載のデバイス。
【請求項66】
前記第2の誘電体媒体が、前記頸部の近傍において、前記頸部の前記直線部分の輪郭に倣う、
請求項
64または
65に記載のデバイス。
【請求項67】
前記第1の方向と前記第2の方向が、互いに垂直でも平行でもない、請求項
1または37に記載のアレイ。
【請求項68】
前記第1の方向と前記第2の方向が、互いに垂直である、請求項
1または37に記載のアレイ。
【請求項69】
前記誘電体媒体の前記第1のセットが、前記第1の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの最も近く隣接する前記誘電体媒体の第1のペアを含み、
前記誘電体媒体の前記第2のセットが、前記第2の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの最も近く隣接する前記誘電体媒体の第2のペアを含む、
請求項
67に記載のアレイ。
【請求項70】
前記誘電体媒体の前記第1のセットが、前記第1の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの対角線方向で最も近い前記誘電体媒体の第1のペアを含み、
前記誘電体媒体の前記第2のセットが、前記第2の方向に向けられた、前記誘電体媒体のうちの対角線方向で最も近い前記誘電体媒体の第2のペアを含む、
請求項
68に記載のアレイ。
【請求項71】
前記誘電体媒体の前記第1のセットおよび前記第2のセットのうちの各誘電体媒体が、前記第1の方向に向けられる、
請求項
68に記載のアレイ。
【請求項72】
前記誘電体媒体の前記第1のセットおよび前記第2のセットのうちの各誘電体媒体が、前記第2の方向に向けられる、
請求項
68に記載のアレイ。
【請求項73】
対応する誘電体媒体の各第1の部分および第2の部分が、外側にカーブした外側境界を有し、前記第1の部分と前記第2の部分との間に頸部領域が配置されている、
請求項
37乃至
71のいずれか一項に記載のアレイ。
【請求項74】
各対応する頸部領域が、前記対応する誘電体媒体の前記外側にカーブした外側境界の続きによって形成される、
請求項
73に記載のアレイ。
【請求項75】
各対応する頸部領域が、前記対応する誘電体媒体の内側にカーブした外側境界によって形成される、
請求項
73に記載のアレイ。
【請求項76】
各対応する内側にカーブした外側境界が、前記対応する誘電体媒体の対応する外側にカーブした境界の続きである、
請求項
75に記載のアレイ。
【請求項77】
請求項
50乃至
66のいずれか一項に記載の前記電磁デバイスのアレイであって、
前記基板に対応する複数の基板どうしが、平面的な布置において、互いに構造的および電気的に接続され、
前記誘電体媒体の対応する1つの前記少なくとも1つの凹部の各1つが、前記少なくとも1つの凹部の一方の側における前記対応する誘電体媒体の第1の部分と、前記少なくとも1つの凹部の反対側における前記対応する誘電体媒体の第2の部分との位置を定め、
前記アレイの平面図において観察された場合に、前記誘電体媒体の第1のセットが、前記アレイのx-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記誘電体媒体の第2のセットが、前記x-y座標系に関して第1の方向または第2の方向に向けられた、対応する第1の部分および第2の部分を有し、前記第2の方向が、前記第1の方向と異なり、
前記第2の誘電体媒体に対応する複数の第2の誘電体媒体どうしが、相対的に薄い接続構造によって、互いに相互接続される、
アレイ。
【請求項78】
前記相対的に薄い接続構造が、前記基板から離れた距離を置いて、前記第2の誘電体媒体に対応する複数の第2の誘電体媒体の遠位端に配置される、
請求項
77に記載のアレイ。
【請求項79】
前記相対的に薄い接続構造が、電磁的に励起されたときの前記アレイの動作波長λ未満である、厚さtを有する、
請求項
78に記載のアレイ。
【請求項80】
前記誘電体媒体が、誘電体共振器部分を形成し、さらに、
空気以外の誘電体材料を含む、ベース部分であって、前記共振器部分と一体形成され、前記少なくとも1つの凹部を欠き、前記ベース部分と共振器部分が、統一構造を形成する、ベース部分
を備える、請求項1乃至
29のいずれか一項に記載の電磁デバイス。
【請求項81】
前記ベース部分が、前記共振器部分の高さに対して、相対的に薄い、
請求項
80に記載の電磁デバイス。
【請求項82】
前記ベース部分が、厚さt2を有し、前記共振器部分が、高さHを有し、t2が、Hの1/5倍未満である、
請求項
81に記載の電磁デバイス。
【請求項83】
前記ベース部分が、前記電磁デバイスが電磁的に励起されたときの前記電磁デバイスの動作波長λ2未満である、厚さt2を有する、
請求項
81に記載の電磁デバイス。
【国際調査報告】