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(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】2024-03-22
(54)【発明の名称】ダイオード設計におけるセルの回転及び周波数の補償法
(51)【国際特許分類】
H01Q 3/38 20060101AFI20240314BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20240314BHJP
H01Q 25/00 20060101ALI20240314BHJP
【ＦＩ】
H01Q3/38
H01Q21/06
H01Q25/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023561316
(86)(22)【出願日】2022-04-05
(85)【翻訳文提出日】2023-11-10
(86)【国際出願番号】 US2022023515
(87)【国際公開番号】W WO2022216730
(87)【国際公開日】2022-10-13
(31)【優先権主張番号】63/170,994
(32)【優先日】2021-04-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/713,042
(32)【優先日】2022-04-04
(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】516247177
【氏名又は名称】カイメタ コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(72)【発明者】
【氏名】サゼガー モフセン
(72)【発明者】
【氏名】ヴァレル カグダス
(72)【発明者】
【氏名】エスファーラニ フセイン
(72)【発明者】
【氏名】モメニ ハサン アバディ サイエド モハマド アミン
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021AA05
5J021AA09
5J021AB05
5J021FA02
5J021GA02
5J021HA07
(57)【要約】
固体デバイス（例えば、ダイオード）設計におけるアイリス及び／又はセル回転及び／又は周波数補償を備えたアンテナ、並びにこのアンテナを使用する方法が記載される。一部の実施形態において、アンテナは、アイリスとアイリスにわたって結合された固体デバイスを各々が含む複数のＲＦ放射アンテナ素子を有するアンテナアパーチャであって、複数のアンテナ素子が、リング状に位置付けられて、各リングの少なくとも一部におけるアンテナ素子のアイリスの各々の向きが、各リングの一部における隣接するアイリスに対して回転されており、対応する固体デバイスの向きが均一である、アンテナアパーチャと、ＲＦ放射アンテナ素子のアレイを制御してＲＦ放射アンテナ素子を同調させ、複数のＲＦ放射アンテナ素子を使用して１又は２以上のビームを生成するように結合されたコントローラと、を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンテナであって、アイリスと前記アイリスにわたって結合された固体デバイスと各々が含む複数のＲＦ放射アンテナ素子を有するアンテナアパーチャであって、前記複数のアンテナ素子が、リング状に位置付けられて、前記各リングの少なくとも一部における前記アンテナ素子の前記アイリスの各アイリスの向きが、前記各リングの前記一部における隣接するアイリスに対して回転されており、対応する前記固体デバイスの向きは均一である、アンテナアパーチャと、
前記ＲＦ放射アンテナ素子のアレイを制御して前記ＲＦ放射アンテナ素子を同調させ、前記複数のＲＦ放射アンテナ素子を使用して１又は２以上のビームを生成するように結合されたコントローラと、
を備える、アンテナ。
【請求項2】
前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子は、前記他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトするために前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子からのサイズの修正を含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項3】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を前記他のアンテナ素子のアイリスの外周長と異なるようにする、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項4】
前記修正は、同じリングに隣接して位置付けられたアイリスに対する前記アイリスの向きの変化を補償する、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項5】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの１又は２以上の側部に１又は２以上のノッチを含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項6】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの上部及び底部のうちの１又は２以上に１又は２以上のノッチを含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項7】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの１又は２以上の側部から内部に延びる１又は２以上のバーを含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項8】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスのより長い側部を含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項9】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの１又は２以上のランディングパッドの位置、形状又はサイズを含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項10】
前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子は、前記他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトするためにソフトウェアを介して調整された共振周波数を含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項11】
前記複数のアンテナ素子の各アンテナ素子は更に、前記各アンテナ素子の前記固体デバイスに直列に結合されたキャパシタを含み、前記固体デバイスは、ダイオードを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項12】
前記複数のアンテナ素子の各アンテナ素子は更に、前記アンテナ素子の前記固体デバイスを前記アンテナ素子の対応するアイリスに結合する２又は３以上のランディングパッドを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項13】
前記ランディングパッドは、矩形又は円形の形状である、請求項１２に記載のアンテナ。
【請求項14】
前記ランディングパッドは、３つのランディングパッドを含み、前記３つのランディングパッドのうち２つは、ＲＦランディングパッドであり、前記３つのランディングパッドのうち１つは、前記各アンテナ素子の前記固体デバイスに電圧を伝達するための直流（ＤＣ）ランディングパッドである、請求項１２に記載のアンテナ。
【請求項15】
アンテナであって、アイリスと前記アイリスにわたって結合された固体デバイスとを各々が含む複数のＲＦ放射アンテナ素子を有するアンテナアパーチャであって、前記複数のアンテナ素子が、リング状に位置付けられて、前記各リングの少なくとも一部における前記アンテナ素子の前記アイリスの各アイリスの向きが、前記各リングの前記一部における隣接するアイリスに対して回転されており、対応する前記固体デバイスの向きが均一であり、前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子は、前記他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトさせるために前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子からのサイズの修正を含み、更に前記複数のアンテナ素子の各アンテナ素子は、前記アンテナ素子の固体デバイスを前記アンテナ素子の対応するアイリスに結合する３つのランディングパッドを更に含み、前記３つのランディングパッドのうち２つは、ＲＦランディングパッドであり、前記３つのランディングパッドのうち１つは、前記各アンテナ素子の前記固体デバイスに電圧を伝達するための直流（ＤＣ）ランディングパッドである、アンテナアパーチャと、
前記ＲＦ放射アンテナ素子のアレイを制御して前記ＲＦ放射アンテナ素子を同調させ、前記複数のＲＦ放射アンテナ素子を使用して１又は２以上のビームを生成するように結合されたコントローラと、
を備える、アンテナ。
【請求項16】
前記修正は、前記１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を前記他のアンテナ素子のアイリスの外周長と異なるようにする、請求項１５に記載のアンテナ。
【請求項17】
前記修正は、同じリングに隣接して位置付けられたアイリスに対するアイリスの向きの変化を補償する、請求項１５に記載のアンテナ。
【請求項18】
前記固体デバイスは、ダイオードを含む、請求項１５に記載のアンテナ。
【請求項19】
アンテナアパーチャの複数のＲＦ放射アンテナ素子のアイリスに対する回転を決定するステップであって、前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の各々が、前記アイリスにわたって結合された固体デバイスを含む、ステップと、前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の他のアンテナ素子と比べて前記アンテナ素子の共振周波数をシフトするために前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子の１又は２以上のアイリスを修正するステップと、
前記アンテナアパーチャの基板の表面上に前記複数のアンテナ素子を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項20】
前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子の１又は２以上のアイリスを修正するステップが、前記１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を前記他のアンテナ素子のアイリスの外周長と異なるようにするように修正するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子の１又は２以上のアイリスを修正するステップが、同じリングに隣接して位置付けられたアイリスに対する前記アイリスの向きの変化を補償するステップを含む、請求項１９の方法。
【請求項22】
前記固体デバイスは、ダイオードを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願）
本出願は、名称が「バラクター設計におけるセルの回転及び周波数の補償」である、２０２１年４月５日に出願された米国仮特許出願第６３／１７０，９９４号明細書及び２０２２年４月４日に出願された米国非仮特許出願第１７／７１３，０４２号明細書の本出願及び、これらの利益を主張するものであり、これらの出願は、引用により全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、名称が「バラクター設計におけるセルの回転及び周波数の補償」である、２０２１年４月５日に出願された米国仮特許出願第６３／１７０，９９４号明細書及び２０２２年４月４日に出願された米国非仮特許出願第１７／７１３，０４２号明細書の本出願及び、これらの利益を主張するものであり、これらの出願は、引用により全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
（技術分野）
本明細書で開示される実施形態は、無線通信に関し、より詳細には、本明細書で開示される実施形態は、単位セルの配置及び周波数の補償に関する。
本明細書で開示される実施形態は、無線通信に関し、より詳細には、本明細書で開示される実施形態は、単位セルの配置及び周波数の補償に関する。
【背景技術】
【0003】
平面アンテナは、近年、衛星通信システムにおいて普及するようになってきた。これらの平面アンテナについて、メタサーフェスアンテナなどの電子走査アンテナは、軽量で低コストの平面物理プラットフォームからの誘導指向性ビームを生成する新しい技術として現れてきた。メタサーフェスアンテナは、給電波から選択的にエネルギーを結合して、通信に使用するために制御できるビームを生成することができるメタマテリアルアンテナ素子を含むことができる。これらのアンテナは、安価で製造が容易なハードウェアプラットフォームからフェーズドアレイアンテナに匹敵する性能を達成することができ、また車両内ソリューションにも用いられている。
【0004】
ＲＦ放射単位セルを同調するデバイスを含む無線周波数（ＲＦ）放射単位セルを有する一部のフラットパネル電子誘導メタマテリアルアンテナ。一部の実施において、バラクターダイオードがＲＦ放射単位セルを同調するために用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国仮特許出願第６３／１７０，９９４号明細書
【特許文献2】米国非仮特許出願第１７／７１３，０４２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
固体デバイス（例えば、ダイオード）設計におけるアイリス及び／又はセル回転及び／又は周波数補償を備えたアンテナ、並びにこのアンテナを使用する方法が記載される。一部の実施形態において、アンテナは、アイリス及びアイリスにわたって結合された固体デバイスを各々が含む複数のＲＦ放射アンテナ素子を有するアンテナアパーチャであって、複数のアンテナ素子が、リング状に位置付けられて、各リングの少なくとも一部におけるアンテナ素子のアイリスの各々の向きが、各リングの一部における隣接するアイリスに対して回転されて、対応する固体デバイスの向きが均一であるアンテナアパーチャと、ＲＦ放射アンテナ素子のアレイを制御してＲＦ放射アンテナ素子を同調させ、複数のＲＦ放射アンテナ素子を使用して１又は２以上のビームを生成するように結合されたコントローラと、を含む。
【0007】
記載された実施形態及びその利点は、添付図面を参照しながら以下の説明を参照することによって最もよく理解することができる。これらの図面は、記載された実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に対して当業者が行い得る形態及び詳細の変更をどのようにも制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】円筒状給電ホログラフィック放射アンテナアパーチャの１つの実施形態を示す略図である。
【0009】
【0010】
【図3A】アンテナアパーチャセグメントにおけるタイプＡのＲＦ放射アンテナ素子のダイオード配置の実施例を示す図である。
【0011】
【図3B】アンテナアパーチャセグメントにおけるタイプＢのＲＦ放射アンテナ素子のダイオード配置の実施例を示す図である。
【0012】
【図4A】スロット及び横向きダイオードを備えた４つのアンテナ素子の実施例を示す図である。
【0013】
【0014】
【図5A】ダイオードの均一な向きを備えた３つのセル設計の実施形態を示す図である。
【図5B】ダイオードの均一な向きを備えた３つのセル設計の実施形態を示す図である。
【図5C】ダイオードの均一な向きを備えた３つのセル設計の実施形態を示す図である。
【0015】
【図6A】ダイオードの均一な向きで、ダイオードデバイスの各々が横向きのダイオードを含む３つのセル設計の実施形態を示す図である。
【図6B】ダイオードの均一な向きで、ダイオードデバイスの各々が横向きのダイオードを含む３つのセル設計の実施形態を示す図である。
【図6C】ダイオードの均一な向きで、ダイオードデバイスの各々が横向きのダイオードを含む３つのセル設計の実施形態を示す図である。
【0016】
【図7A】各セルの共振周波数を各セルの回転に応じて同調する様々な方法を示す図である。
【図7B】各セルの共振周波数を各セルの回転に応じて同調する様々な方法を示す図である。
【図7C】各セルの共振周波数を各セルの回転に応じて同調する様々な方法を示す図である。
【図7D】各セルの共振周波数を各セルの回転に応じて同調する様々な方法を示す図である。
【図7E】各セルの共振周波数を各セルの回転に応じて同調する様々な方法を示す図である。
【図7F】各セルの共振周波数を各セルの回転に応じて同調する様々な方法を示す図である。
【0017】
【図8】アンテナアパーチャを製造する処理の一部の実施形態を示す流れ図である。
【0018】
【図9A】グランドプレーン及び再構成可能共振器層を含むアンテナ素子の１つの行を示す斜視図である。
【0019】
【図9B】円筒状給電アンテナ構造の１つの実施形態を示す側面図である。
【0020】
【図10】射出波を備えたアンテナシステムの別の実施形態を示す図である。
【0021】
【図11】アンテナ素子に対するマトリクス駆動回路の配置の１つの実施形態を示す図である。
【0022】
【図12】ＴＦＴパッケージの１つの実施形態を示す図である。
【0023】
【図13】同時送信及び受信経路を有する通信システムの１つの実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下の説明では、本発明の完全な解説を提供するために多数の詳細が示されている。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしに実施できることは当業者には明らかであろう。他の事例では、本発明を曖昧にしないために、公知の構造及びデバイスを詳細にではなくブロック図の形式で示す。
【0025】
本明細書で開示される技術は、アンテナアパーチャにおけるアンテナ素子（例えば、ＲＦ放射単位セル）の一部として用いられるダイオード（例えば、バラクターダイオード、ショットキーダイオード、ピンダイオードなど）が均一の向き（例えば、横向き、縦向きなど）を有することができ、アンテナ素子はそのアンテナ素子の向きを漸次的に変化させる。これは、ダイオードの回転とセルの回転の間のミスアラインメントを生じる。アンテナ素子が均一の向きを有することができると、典型的にはダイオードの向きが変化しないか又は別のステップ（例えば、９０度）しか変化しないことを必要とするダイオード配置に従来のピックアンドプレースを使用するときに製造中に特に有益である。
【0026】
アンテナ素子が回転を変えて配置されたときにダイオードの均一の向きを維持することは、あらゆるアンテナ素子が列状（例えば、リング状）に隣接する他のアンテナ素子と比較したときに僅かな回転の変化を有するので、あらゆるアンテナ素子（例えば、単位セル）に対する周波数シフトを起こすことがある。本明細書で開示される技術は、個々のアンテナ素子の共振周波数を同調させて周波数シフトを補償することができる。
【0027】
以下の開示は、アンテナの実施形態の例を論じ、次に回転されたアンテナ素子（例えば、アイリス）に対して均一の向きを有するダイオード配置の実施形態、及び個々のアンテナ素子に関連付けられる周波数補償方法を論じる。本明細書で開示される技術は、ダイオードの点で記載されるが、本技術は、例えば、限定されないが、トランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ、ＭＯＳ－キャパシタなど）のアンテナ素子に用いられる他の個体デバイス及び／又は同調素子に応用可能である。
【0028】
アンテナ実施形態の実施例
上述の技術は、平面衛星アンテナと共に使用することができる。このような平面アンテナの実施形態が開示される。平面アンテナは、アンテナアパーチャ上にアンテナ素子の１又は２以上のアレイを含む。１つの実施形態において、アンテナアパーチャは、例えば、以下に記載されるアンテナアパーチャなどのメタサーフェスアンテナアパーチャである。１つの実施形態において、アンテナ素子は、上述、及び２０２１年２月１８日に公表された「マス転送技術によって製造されるメタサーフェスアンテナ」という名称の米国特許出願公表第２０２１００５０６７１号に記述されるようなダイオード及びバラクターを備えたバラクターダイオードベースのアンテナ素子を含む。１つの実施形態において、平面アンテナは、行及び列に配置されていないアンテナ素子の各々を一意的にアドレス指定して駆動するためのマトリクス駆動回路を含む円筒状給電アンテナである。１つの実施形態において、素子は、リング状に配置される。
上述の技術は、平面衛星アンテナと共に使用することができる。このような平面アンテナの実施形態が開示される。平面アンテナは、アンテナアパーチャ上にアンテナ素子の１又は２以上のアレイを含む。１つの実施形態において、アンテナアパーチャは、例えば、以下に記載されるアンテナアパーチャなどのメタサーフェスアンテナアパーチャである。１つの実施形態において、アンテナ素子は、上述、及び２０２１年２月１８日に公表された「マス転送技術によって製造されるメタサーフェスアンテナ」という名称の米国特許出願公表第２０２１００５０６７１号に記述されるようなダイオード及びバラクターを備えたバラクターダイオードベースのアンテナ素子を含む。１つの実施形態において、平面アンテナは、行及び列に配置されていないアンテナ素子の各々を一意的にアドレス指定して駆動するためのマトリクス駆動回路を含む円筒状給電アンテナである。１つの実施形態において、素子は、リング状に配置される。
【0029】
１つの実施形態において、アンテナ素子の１又は２以上のアレイを有するアンテナアパーチャは、互に結合された複数のセグメントから構成される。セグメントの組み合わせは、共に結合されたときに、アンテナ素子の閉じた同心リングを形成する。１つの実施形態において、同心リングは、アンテナ給電部に対して同心である。
【0030】
図１は、円筒状給電ホログラフィック放射状アパーチャアンテナの１つの実施形態の略図を示す。図１を参照すると、アンテナアパーチャは、円筒状給電アンテナの入力給電部１０２の周りの同心円リングに配置されたアンテナ素子１０３の１又は２以上のアレイ１０１を有する。１つの実施形態において、アンテナ素子１０３は、ＲＦエネルギーを放射する無線周波数（ＲＦ）共振器である。１つの実施形態において、アンテナ素子１０３は、アンテナアパーチャの表面全体にインターリーブ及び分散されるＲｘ及びＴｘアイリス両方を含む。このようなＲｘ及びＴｘアイリス、又はスロットは、３又は４以上のセットのグループとすることができ、ここで各セットは、別々に及び同時に制御される帯域のためである。アイリスを備えたこのようなアンテナ素子の実施例を以下に詳しく記載する。本明細書に記載されるＲＦ共振器は、円筒状給電を含まないアンテナに用いることができる点に留意されたい。
【0031】
１つの実施形態において、アンテナは、入力給電部１０２を介した円筒状電波給電を提供するために用いられる同軸給電部を含む。１つの実施形態において、円筒状電波給電アーキテクチャは、給電ポイントから円筒状方式で外向きに拡大する励起によって中心ポイントからアンテナに給電する。すなわち、円筒状給電アンテナは、外向きに進行する同心円給電波を生成する。だとしても、円筒状給電部の周りの円筒状給電アンテナの形状は、円形、四角、又は何れの形状にもすることができる。別の実施形態において、円筒状給電アンテナは、内向きに進行する給電波を生成する。このような場合、給電波の多くが、当然ながら円形構造から発生する。
【0032】
１つの実施形態において、アンテナ素子１０３は、アイリス（アイリス開口部）を含み、図１のアパーチャアンテナは、同調型ダイオード、バラクター、及び／又は固体デバイスを介してアイリス開口部に放射する円筒状給電波からの励起を用いることによって形作られるメインビームを生成するために用いられる。１つの実施形態において、アンテナは、所望の走査角度の水平又は垂直偏波電界を放射するために励起することができる。
【0033】
１つの実施形態において、アンテナシステムにおける各散乱素子は、上述のように単位セルの一部である。１つの実施形態において、単位セルは、上述のマトリクス駆動実施形態によって駆動される。１つの実施形態において、各単位セルのダイオード／バラクターは、同調電極（例えばアイリス金属）に関連付けられる上部コンダクタから分離されたアイリススロットに関連付けられる下部コンダクタを有する。ダイオード／バラクターを制御して、アイリス開口部とパッチ電極の間のバイアス電圧を調節することができる。この特性を用いて、１つの実施形態において、ダイオード／バラクターは、導波から単位セルへのエネルギーの伝達のためのオン／オフスイッチを統合する。スイッチオンされた時に、ユニットは、電気的に小さなダイポールアンテナのように電磁波を発する。本明細書の教示は、エネルギー伝達に関して２値的に動作する単位セルを有することに制限されない点に留意されたい。
【0034】
１つの実施形態において、このアンテナシステムの給電幾何形状は、アンテナ素子を給電波における波ベクトルに対して４５度（４５°）の角度に位置決めすることを可能にする。他の位置（例えば、４０°）を利用できる点に留意されたい。この素子の位置により、素子が受け取った又は素子から送信／放射される自由空間波の制御が可能となる。１つの実施形態において、アンテナ素子は、アンテナの動作周波数の自由空間波長よりも小さい素子間隔で配列される。例えば、１つの波長当たりに４つの散乱素子が存在する場合には、３０ＧＨｚの送信アンテナにおける素子は、約２．５ｍｍ（すなわち、３０ＧＨｚの１０ｍｍ自由空間波長の１／４）である。
【0035】
１つの実施形態において、素子の２つのセットは、互いに垂直であり、同じ同調状態に制御された場合に等しい振幅の励起を同時に有する。これら素子のセットを給電波励起に対して＋／－４５度回転させると、両方の所望の特徴を同時に達成する。一方のセットを０度回転させ、他方を９０度回転させると、垂直目標は達成されるが、等振幅励起の目標は達成されないことになる。０度及び９０度は、単一の構造でのアンテナ素子のアレイが２つの側から給電されるときに、分離を達成するのに使用できることに留意されたい。
【0036】
各単位セルからの放射出力の量は、コントローラを使用してバラクターダイオードに電圧を印加することによって制御される。各バラクターダイオードへのトレースは、バラクターダイオードに電圧を供給するのに使用される。この電圧は、静電容量及びひいては個々の素子の共振周波数を同調又は離調させて、ビーム形成を実現するのに使用される。必要な電圧は、使用されるダイオード／バラクターに依存する。
【0037】
ダイオードの配置及び向き
一部の実施形態において、アンテナアパーチャは、各々がアイリスとアイリスの両端に結合されたバラクターダイオードを含むＲＦ放射アンテナ素子を有し、アンテナ素子は、リング（又は行）上に位置付けられる。各リング又は各リングの一部分におけるアンテナ素子の各アイリスの向きは、このリングにおける隣接するアイリスに対して回転され、対応するバラクターダイオードの向きは均一である。
一部の実施形態において、アンテナアパーチャは、各々がアイリスとアイリスの両端に結合されたバラクターダイオードを含むＲＦ放射アンテナ素子を有し、アンテナ素子は、リング（又は行）上に位置付けられる。各リング又は各リングの一部分におけるアンテナ素子の各アイリスの向きは、このリングにおける隣接するアイリスに対して回転され、対応するバラクターダイオードの向きは均一である。
【0038】
一部の実施形態において、アンテナアパーチャにおけるダイオードは、以下の特性を有する。
１）全ての受信（Ｒｘ）ＲＦ放射アンテナ素子の単一アイリス（スロット）設計
２）全ての送信（Ｔｘ）ＲＦ放射アンテナ素子の単一アイリス（スロット）設計
３）ダイオードは、２つの向きに対応する２つのステップで配置され、ダイオードは、配置中は回転されない、これは、ダイオードが均一の向きを有することを結果として生じる。一部の実施形態において、ダイオードは、向きの１５～２０度の範囲内にある限りランディングパッドに接地する。
４）ダイオードは、全て同じ形状を有するボンディングパッド（例えば、矩形ボンディングパッド、円形ボンディングパッドなど）を有する。
アンテナ素子におけるアイリス及びアイリスに対応するダイオードは、様々な構成を有するアパーチャに含めることができる点に留意されたい。
１）全ての受信（Ｒｘ）ＲＦ放射アンテナ素子の単一アイリス（スロット）設計
２）全ての送信（Ｔｘ）ＲＦ放射アンテナ素子の単一アイリス（スロット）設計
３）ダイオードは、２つの向きに対応する２つのステップで配置され、ダイオードは、配置中は回転されない、これは、ダイオードが均一の向きを有することを結果として生じる。一部の実施形態において、ダイオードは、向きの１５～２０度の範囲内にある限りランディングパッドに接地する。
４）ダイオードは、全て同じ形状を有するボンディングパッド（例えば、矩形ボンディングパッド、円形ボンディングパッドなど）を有する。
アンテナ素子におけるアイリス及びアイリスに対応するダイオードは、様々な構成を有するアパーチャに含めることができる点に留意されたい。
【0039】
図２Ａ‐２Ｂは、アンテナ素子のスロット又はアイリスの２つのセットを示す。一部の実施形態において、アンテナ素子、及びこれに対応するスロットは、リング状に位置付けられるか又は配置される。一部の他の実施形態において、アンテナ素子は、リング以外の配列で配置される。
【0040】
図２Ａは、各スロットの中心位置に当たる円筒状給電波に対して＋４５度の角度を有するスロットの１つのセットを示し、図２Ｂは、各スロットの中心位置に当たる円筒状給電波に対して－４５度の角度を有するスロットのもう片方のセットを示している。従って、ＲＦ放射アンテナ素子のアンテナアレイは、円筒状給電波伝播方向に対して＋４５度回転されたスロットの第１セットと、円筒状給電波の伝播方向に対して－４５度回転されたスロットの第２セットとを含むスロット式アレイである。一部の実施形態において、ダイオードの全ては、横向きで構成される。一部の他の実施形態において、ダイオードの全ては、縦向きで構成される。更に他の実施形態において、ダイオードの全ては、横と縦の間の向きで構成される。
【0041】
図２Ａを参照すると、５つのスロット、すなわちスロット２０１Ａ～２０１Ｅが、スロットのリングの一部として示されている。５つのスロットのみが示されているが、一般的には更に多くのスロットが各行に含まれる点に留意されたい（図１を参照のこと）。スロット２０１Ａは、キャパシタ２０３Ａに直列に結合されたダイオード２０２Ａを含み、スロット２０１Ａ両端の直列接続を生成する。一部の実施形態において、図２Ａ（並びに図２Ｂ‐７などの他の図）のダイオードに直列に結合又は接続されたキャパシタは、例えばインターデジタルキャパシタ（ＩＤＣ）などの同調型キャパシタを含む。
【0042】
スロット２０１Ｂは、スロット２０１Ｂ両端のキャパシタ２０３Ｂに直列に結合されたダイオード２０２Ｂを含む。スロット２０１Ｃは、スロット２０１Ｃ両端のキャパシタ２０３Ｃに直列に結合されたダイオード２０２Ｃを含む。スロット２０１Ｄは、スロット２０１Ｄ両端のキャパシタ２０３Ｄに直列に結合されたダイオード２０２Ｄを含み、スロット２０１Ｅは、スロット２０１Ｅ両端のキャパシタ２０３Ｅに直列に結合されたダイオード２０２Ｅを含む。図２Ａに示すように、ダイオード２０２Ａ‐２０２Ｅの全ては、横向きを有し、スロット２０１Ａ‐２０１Ｅの位置は、リング状で隣接するスロットに対して徐々に回転している。すなわち、スロットは、回転しているが、ダイオードは全て、横軸にアラインされている。
【0043】
図２Ｂを参照すると、５つのスロット、すなわちスロット２１１Ａ～２１１Ｅが、スロットのリングの一部として示されている。５つのスロットだけが示されているが、一般的には更に多くのスロットが各行に含まれる点に留意されたい（図１を参照のこと）。スロット２１１Ａは、スロット２１１Ａ両端のキャパシタ２１３Ａに直列に結合されたダイオード２１２Ａを含む。スロット２１１Ｂは、キャパシタ２１３Ｂに直列に結合されたダイオード２１２Ｂを含み、スロット２１１Ｂ両端の直列接続を生成する。スロット２１１Ｃは、スロット２１１Ｃ両端のキャパシタ２１３Ｃに直列に結合されたダイオード２１２Ｃを含む。スロット２１１Ｄは、スロット２１１Ｄ両端のキャパシタ２１３Ｄに直列に結合されたダイオード２１２Ｄを含み、スロット２１１Ｅは、スロット２１１Ｅ両端のキャパシタ２１３Ｅに直列に結合されたダイオード２１２Ｅを含む。ダイオード２１２Ａ‐２１２Ｅは、横向きを有し、スロット２１１Ａ‐２１１Ｅの位置は、リング状で隣接するスロットに対して徐々に回転している。すなわち、スロットは、回転しているが、ダイオードは全て、横軸にアラインされている。
【0044】
図３Ａは、アンテナアパーチャセグメントにおけるタイプＡのＲＦ放射アンテナ素子のダイオード配置の例を示している。アンテナアパーチャセグメントは、他のアンテナアパーチャセグメントに結合された、又はそうでなければ組み合わされたときに、円形アンテナアパーチャを形成するために用いられる。図３Ａでは、素子タイプＡは、１３５度より小さいか又は等しく且つ４５度より大きいか又は等しい回転角度を有する。アンテナアパーチャは、円形でない形状（例えば、四角、楕円など）を有することができる点に留意されたい。セグメント化アンテナアパーチャに関する情報については、２０１８年２月６日に発行された「円筒状給電アンテナのアパーチャセグメンテーション」という名称の米国特許第９，８８７，４５５号を参照されたい。図３Ａでは、ダイオードは、アンテナ素子で横向きである。
【0045】
図３Ａを参照すると、アンテナアパーチャセグメント３０１は、アンテナ素子を含む。セグメント３０１では、タイプＡのアンテナ素子の各々が、横向きのダイオード３０２を含む。すなわち、アンテナアパーチャセグメント３０１では、スロット３０５などのスロットの向きに関わらず、ダイオード３０２は、横向きである。
【0046】
ダイオード３０２は、キャパシタ３０４に直列に結合され、ボンディングパッド３０３を介してアンテナ素子のスロット３０５両端の直列接続を生成する。図のように、ボンディングパッド３０３は円形である。しかしながら、他の実施形態において、ダイオード３０２は、例えば、矩形、四角などの他の形状であるボンディングパッドを有することができる。ボンディングパッド３０３の１つは、ランディングパッド３０６を介してキャパシタ３０４に結合され、別のランディングパッド（図示せず）が下方にあり、ダイオード３０２の他のボンディングパッド３０３に結合される。
【0047】
図３Ｂは、アンテナアパーチャセグメントにおけるタイプＢのＲＦ放射アンテナ素子のダイオード配置の例を示している。図３Ａと同様に、アンテナアパーチャセグメントは、他のアンテナアパーチャセグメントに結合されるか、又はそうでなければ組み合わされたときに円形のアンテナアパーチャを形成するために用いられる。図３Ｂでは、素子タイプＢは、４５度より小さいか又は１３５度より大きいか又は等しい回転角度を有する。アンテナアパーチャは、円形ではない形状（例えば、四角、楕円など）を有することができる点に留意されたい。図３Ｂでは、ダイオードは、アンテナ素子で縦向きである。
【0048】
図３Ｂを参照すると、アンテナアパーチャセグメント３１１は、アンテナ素子を含む。セグメント３１１では、タイプＢのアンテナ素子の各々が、横向きのダイオード３１２を含む。すなわち、アンテナアパーチャセグメント３１１では、スロット３１５などのスロットの向きに関わらず、ダイオード３１２は、横向きである。
【0049】
ダイオード３１２は、キャパシタ３１４に直列に結合され、ボンディングパッド３１３を介してアンテナ素子のスロット３１５両端の直列接続を生成する。図のように、ボンディングパッド３１３は円形である。しかしながら、他の実施形態において、ダイオード３１２は、例えば、矩形、四角などの他の形状であるボンディングパッドを有することができる。ボンディングパッド３１３の一方は、ランディングパッド３１６を介してキャパシタ３１４に結合され、別のランディングパッド（図示せず）が下方にあり、ダイオード３１２の他方のボンディングパッド３１３に結合される。
【0050】
図４Ａは、スロット及び横向きのダイオードを備えた４つのアンテナ素子の例を示している。図４Ａは、横向きダイオードのスロットを備えたアンテナ素子の例を示している。図４Ａを参照すると、スロット４０１は、横向きのダイオード４０２を含む。ダイオード４０２は、キャパシタ４０３に直列に結合され、ボンディングパッド４０４を介してスロット４０１両端の直列接続を生成する。詳細には、ダイオード４０２は、スロットのボンディングパッド４０４を介して１つのスロットに且つボンディングパッド４０４を介してキャパシタ４０３に結合される。ボンディングパッド４０４の各々は、ランディングパッド（図示せず）に結合される。
【0051】
スロット４１１は、横向きのダイオード４１２を含む。ダイオード４１２は、ボンディングパッド４１４を介してスロット４１１両端のキャパシタ４１３に直列に結合される。詳細には、ダイオード４１２は、スロットのボンディングパッド４１４を介して１つのスロットにボンディングパッド４１４を介してキャパシタ４１３に結合される。ボンディングパッド４１４の各々は、ランディングパッド４１５の１つに結合される。
【0052】
スロット４２１は、横向きのダイオード４２２を含む。ダイオード４２２は、キャパシタ４２３に直列に結合されて、ボンディングパッド４２４を介してスロット４２１両端の直列接続を生成する。詳細には、ダイオード４２２は、スロットのボンディングパッド４２４を介して１つのスロットにボンディングパッド４２４を介してキャパシタ４２３に結合される。ボンディングパッド４２４の各々は、ランディングパッド（図示せず）に結合される。
【0053】
スロット４３１は、横向きのダイオード４３２を含む。ダイオード４３２は、キャパシタ４３３に直列に結合され、ボンディングパッド４３４を介してスロット４３１両端の直列接続を生成する。詳細には、ダイオード４３２は、スロットのボンディングパッド４３４を介して１つのスロットに、ボンディングパッド４３４を介してキャパシタ４３３に結合される。ボンディングパッド４３４の各々は、ランディングパッド４３５などのランディングパッドに結合される（他方のランディングパッドは図示せず）。
【0054】
図４Ｂ‐４Ｃは、縦スロットを備え、異なる向きのダイオードを有する他のアンテナ素子の実施例を示している。図４Ｂを参照すると、スロット４５０は、キャパシタ４５３に直列に結合されたダイオード４５５を含み、スロット４５０両端の直列接続を生成する。ダイオード４５５は、スロット４５０の側部に結合されたランディングパッド４５２に結合されたボンディングパッド４５１を介してスロット４５０の側部に結合される。ダイオード４５５のもう片方の側は、ボンディングパッド４５１及びランディングパッド４５２を介してキャパシタ４５３に結合される。キャパシタ４５３は、スロット４５０のもう片方の側に結合される。ボンディングパッド及びランディングパッドは両方とも、図４Ｂの形状の矩形である点に留意されたい。ボンディングパッド及び／又はランディングパッドは、これらが、ダイオードとスロットの片側とキャパシタ４５３の間の電気接続を提供することができる限り他の形状（例えば、円形）にもすることができる。
【0055】
スロット４６０は、キャパシタ４６３と直列に結合されたダイオード４６５を含み、スロット４６０両端の直列接続を生成する。ダイオード４６５は、スロット４６０の側部に結合されたランディングパッド４６２に結合されたボンディングパッド４６１を介してスロット４６０の側部に結合される。ダイオード４６５のもう片方の側は、ボンディングパッド４６１及びランディングパッド４６２を介してキャパシタ４６３に結合される。キャパシタ４６３は、スロット４６０の他方の側に結合される。ボンディングパッド及びランディングパッドは両方とも、図４Ｂの形状の矩形である点に留意されたい。ボンディングパッド及び／又はランディングパッドは、これらがダイオードとスロットの片側とキャパシタ４６３の間の電気接続を提供できる限り他の形状（例えば、円形）にすることができる。
【0056】
スロット４７０は、キャパシタ４７３と直列に結合されたダイオード４７５を含み、スロット４７０両端の一連の接続を生成する。ダイオード４７５は、スロット４７０の側部に結合されたランディングパッド４７２に結合されたボンディングパッド４７１を介して、スロット４７０の側部に結合される。ダイオード４７５の他方の側は、ボンディングパッド４７１及びランディングパッド４７２を介してキャパシタ４７３に結合される。キャパシタ４７３は、スロット４７０の他方の側に結合される。ボンディングパッド及びランディングパッドの両方は図４Ｂの形状の矩形である点に留意されたい。ボンディングパッド及び／又はランディングパッドは、これらが、ダイオードとスロットの片側とキャパシタ４７３の間の電気接続を提供できる限り他の形状（例えば、円形）にすることができる。
【0057】
スロット４８０は、キャパシタ４８３と直列に結合されたダイオード４８５を含み、スロット４８０両端の一連の接続を生成する。ダイオード４８５は、スロット４８０の側部に結合されたランディングパッド４８２に結合されたボンディングパッド４８１を介して、スロット４８０の側部に結合される。ダイオード４８５の他方の側は、ボンディングパッド４８１及びランディングパッド４８２を介してキャパシタ４８３に結合される。キャパシタ４８３は、スロット４８０の他方の側に結合される。ボンディングパッド及びランディングパッドは両方とも、図４Ｂの形状の矩形である点に留意されたい。ボンディングパッド及び／又はランディングパッドは、これらが、ダイオードとスロットの片側とキャパシタ４８３の間の電気接続を提供できる限り他の形状（例えば、円形）にすることができる。
【0058】
図４Ｃは、縦向きのスロットであるアンテナ素子の他の２つの実施例を示す。この場合、ダイオードのボンディングパッドが結合されるランディングパッドは、スロットの端にあり、スロット自体に完全に延長していない。同様に、ダイオードの他方の端のボンディングパッドが結合されるランディングパッドは、キャパシタから延びるランディングパッドにただ取り付けられるのとは対照的に、キャパシタの一部分の上に部分的に乗っている。
【0059】
図４Ｃを参照すると、両方の実施例において、スロット４９０は、キャパシタ４９３と直列に結合されたダイオード４９５を含み、スロット４９０両端の一連の接続を生成する。ダイオード４９５は、スロット４９０の側部に結合されたランディングパッド４９２に結合されたボンディングパッド４９１を介して、スロット４９０の側部に結合される。ダイオード４９５のもう片方の側は、ボンディングパッド４９１及びランディングパッド４９２を介して、キャパシタ４９３の一部分及び一部分の上部に結合される。キャパシタ４９３は、スロット４９０の他方の側に結合される。ボンディングパッド及びランディングパッドは両方とも、図４Ｂの形状の矩形である点に留意されたい。ボンディングパッド及び／又はランディングパッドは、これらが、ダイオードとスロットの片側とキャパシタ４９３の間の電気接続を提供できる限り他の形状（例えば、円形）にすることができる。
【0060】
図５Ａ‐５Ｃは、ダイオードの向きが均一である３つのセル設計の実施形態を示している。これらの例示的実施形態において、ダイオードデバイスの各々は、横向きのダイオードを含み、スロットは、互いに対して異なる回転を有する。更にまた、一部の実施形態において、ダイオードデバイスの各々は、スロットの中央に対称の軸を有する。
【0061】
図５Ａを参照すると、スロット５１０は、キャパシタ５１８に直列のダイオードを包含するダイオードデバイス５１１を含む。ボンディングパッド５１２は、スロット５１０に延びるランディングパッド５１３に結合される。ボンディングパッド５１２はランディングパッド５１３と共にスロット５１０のＲＦ端子を形成する。ダイオードデバイス５１１はまた、ダイオード／キャパシタ５１８のダイオードとキャパシタとの間の接合部に結合された直流（ＤＣ）パッド５１４を含む。ＤＣパッド５１４は、ＤＣトレースの延長部５１５を有する。ＤＣトレースの延長部５１５は、あらゆるセルに対してセルの回転が変わる度に変化する。ＤＣトレースの延長部５１５は、ＩＴＯ／導電トレース５１６に結合される。一部の実施形態において、トレース５１６は、同調電圧をダイオード／直列キャパシタ５１８のダイオードに結合する。
【0062】
図５Ｂを参照すると、スロット５２０は、キャパシタ５２８に直列のダイオードを包含するダイオードデバイス５２１を含む。ボンディングパッド５２２は、スロット５２０に延びるランディングパッド５２３に結合される。ボンディングパッド５２２はランディングパッド５２３と共にスロット５２０のＲＦ端子を形成する。ダイオードデバイス５２１はまた、ダイオード／キャパシタ５２８のダイオードとキャパシタの間の接合部に結合された直流（ＤＣ）パッド５２４を含む。ＤＣパッド５２４は、ＩＴＯ／導電トレース５２６に結合される。一部の実施形態において、トレース５２６は、同調電圧をダイオード／直列キャパシタ５２８のダイオードに結合する。
【0063】
図５Ｃを参照すると、スロット５３０は、キャパシタ５３８に直列のダイオードを包含するダイオードデバイス５３１を含む。ボンディングパッド５３２は、スロット５３０に延びるランディングパッド５３３に結合される。ボンディングパッド５３２はランディングパッド５３３と共にスロット５３０のＲＦ端子を形成する。ダイオードデバイス５３１はまた、ダイオード／キャパシタ５３８のダイオードとキャパシタの間の接合部に結合された直流（ＤＣ）パッド５３４を含む。ＤＣパッド５３４は、ＤＣトレースの延長部５３５を有する。ＤＣトレースの延長部５３５は、あらゆるセルに対してセルの回転が変わる度に変化する。ＤＣトレースの延長部５３５は、ＩＴＯ／導電トレース５３６に結合される。一部の実施形態において、トレース５３６は、同調電圧をダイオード／直列キャパシタ５３８のダイオードに結合する。
【0064】
図５Ａのスロット５１０及び図５Ｃのスロット５３０は、ノッチを含む。例えば、スロット５１０は、ノッチ５１７を含み、スロット５３０は、ノッチ５３７を含む。以下に詳しく説明するように、ノッチ５１７及び５３７は、スロット５１０と５３０の周りの外周長をそれぞれ変えて、アンテナ素子の共振周波数を変える。このようなノッチの代わりに、又はこのようなノッチに加えて、他の特徴をスロットに含めることができる。これらの特徴の実施例を以下に更に詳しく記載する。
【0065】
図６Ａ‐６Ｃは、ダイオードの向きが均一である３つのセル設計の実施形態を示し、ここでは、ダイオードデバイスの各々が、横向きのダイオードを含む（スロットは、互いに対して異なる回転を有する）。更にまた、一部の実施形態において、ダイオードデバイスの各々は、スロットの中央に対称の軸を有する。
【0066】
図６Ａを参照すると、スロット６１０は、キャパシタ６１８に直列のダイオードを包含するダイオードデバイス６１１を含む。ボンディングパッド６１２は、スロット６１０に延びるランディングパッド６１３に結合される。ボンディングパッド６１２は、ランディングパッド６１３と共にスロット６１０のＲＦ端子を形成する。ダイオードデバイス６１１はまた、ダイオード／キャパシタ６１８のダイオードとキャパシタの間の接合部に結合された直流（ＤＣ）パッド６１４を含む。ＤＣパッド６１４は、ＤＣトレースの延長部６１５を有する。ＤＣトレースの延長部６１５は、あらゆるセルに対してセルの回転が変わる度に変化する。ＤＣトレースの延長部６１５は、ＩＴＯ／導電トレース６１６に結合される。一部の実施形態において、トレース６１６は、同調電圧をダイオード／直列キャパシタ６１８のダイオードに結合する。
【0067】
図６Ｂを参照すると、スロット６２０は、キャパシタ６２８に直列のダイオードを包含するダイオードデバイス６２１を含む。ボンディングパッド６２２は、スロット６２０に延びるランディングパッド６２３に結合される。ボンディングパッド６２２は、ランディングパッド６２３と共にスロット６２０のＲＦ端子を形成する。ダイオードデバイス６２１はまた、ダイオード／キャパシタ６２８のダイオードとキャパシタの間の接合部に結合された直流（ＤＣ）パッド６２４を含む。ＤＣパッド６２４は、ＩＴＯ／導電トレース６２６に結合される。一部の実施形態において、トレース６２６は、同調電圧をダイオード／直列キャパシタ６２８のダイオードに結合する。
【0068】
図６Ｃを参照すると、スロット６３０は、キャパシタ６３８に直列のダイオードを包含するダイオードデバイス６３１を含む。ボンディングパッド６３２は、スロット６３０に延びるランディングパッド６３３に結合される。ボンディングパッド６３２は、ランディングパッド６３３と共にスロット６３０のＲＦ端子を形成する。ダイオードデバイス６３１はまた、ダイオード／キャパシタ６３８のダイオードとキャパシタの間の接合部に結合された直流（ＤＣ）パッド６３４を含む。ＤＣパッド６３４は、ＤＣトレースの延長部６３５を有する。ＤＣトレースの延長部６３５は、あらゆるセルに対してセルの回転が変わる度に変化する。ＤＣトレースの延長部６３５は、ＩＴＯ／導電トレース６３６に結合される。一部の実施形態において、トレース６３６は、同調電圧をダイオード／直列キャパシタ６３８のダイオードに結合する。
【0069】
図６Ａのスロット６１０及び図６Ｃのスロット６３０は、それぞれにノッチ６１７及び６３７を含む。以下に詳しく説明するように、これらのノッチは、スロット６１０及び６３０の周りの外周長をそれぞれに変えて、アンテナ素子の共振周波数を変える。このようなノッチの代わりに、又はこのようなノッチに加えて、他の特徴をスロットに含めることができる。これらの特徴の例は、以下に詳しく記載する。
【0070】
一部の実施形態において、上述のように、図２Ａ‐６Ｃのダイオードは他のタイプの固体デバイスに置き換えられる。
【0071】
周波数の補償
図７Ａから７Ｆは、各セルの共振周波数をセルの回転に応じて同調させる様々な方法を示している。以下の特徴の１又は２以上は、スロットの外周長を変えるためにスロットに含めることができる。スロットの外周長を変えることによって、各セルの共振周波数を変えることができる。一部の実施形態において、１ミリだけスロットの外周長を変えることで、アンテナ素子の共振周波数を１００ＭＨｚ変えることになる。換言すると、スロットの外周長を１ミリ増やすことで、スロットの共振周波数を１００ＭＨｚ低減させ、スロットの外周長を１ミリ減らすことで、スロットの共振周波数を１００ＭＨｚ上げられる。スロットの共振周波数を調整できることによって、アンテナアパーチャのスロットの全て、又はこの一部分（例えば、アンテナアパーチャセグメントなど）を、特定の共振周波数に設定することができる（例えば、全てのアンテナ素子セットを同じ共振周波数に設定できる等）。
図７Ａから７Ｆは、各セルの共振周波数をセルの回転に応じて同調させる様々な方法を示している。以下の特徴の１又は２以上は、スロットの外周長を変えるためにスロットに含めることができる。スロットの外周長を変えることによって、各セルの共振周波数を変えることができる。一部の実施形態において、１ミリだけスロットの外周長を変えることで、アンテナ素子の共振周波数を１００ＭＨｚ変えることになる。換言すると、スロットの外周長を１ミリ増やすことで、スロットの共振周波数を１００ＭＨｚ低減させ、スロットの外周長を１ミリ減らすことで、スロットの共振周波数を１００ＭＨｚ上げられる。スロットの共振周波数を調整できることによって、アンテナアパーチャのスロットの全て、又はこの一部分（例えば、アンテナアパーチャセグメントなど）を、特定の共振周波数に設定することができる（例えば、全てのアンテナ素子セットを同じ共振周波数に設定できる等）。
【0072】
一部の実施形態において、多種多様な特徴をスロットに組み入れて、スロットの外周長を調整することができる。このような特徴は、スロットの片側又は両側又はスロットの上部及び／又は底部に含めることができる。一部の実施形態において、あらゆるスロットが、個々にカスタマイズされた特徴又はサイズを有することができる。一部の他の実施形態において、スロットは、サブグループ（例えば、セグメント、サブセグメントなど）に入れて、アンテナアパーチャが製造されるときの変動を軽減させることもできる。
【0073】
一部の実施形態において、スロットの寸法は、新しい特徴を追加することなく直接変えることができる。例えば、個々のスロットを長くするか又は短くして、共振周波数を変えることができる。すなわち、アンテナ素子の共振周波数を制御するために、異なる外周長を有する長い又は短いスロットを使用することができる。
【0074】
一部の実施形態において、各ダイオードは、アイリスローディングに影響を与える２又は３以上の接続パッドを有することができ、これによって共振周波数に作用する。一部の実施形態において、アンテナ素子に、例えば、ダイオード又はパッチなどの異なる外部の特徴を取り入れて、単位セルの回転に応じて各単位セルの共振を同調させることができる。
【0075】
一部の実施形態において、ダイオードは、図７Ａ‐７Ｅに示すように２又は３以上の接続パッドを有することができる。各ダイオードは、２つのＲＦパッド（アンテナ素子が信号を受信するときにＲＦ端子として動作する）及び同調（バイアス）電圧を受け取りダイオードに同調電圧を供給するＤＣパッドを有する。
【0076】
図７Ａは、スロットの端部（例えば、スロットの上部、スロットの底部など）にノッチ７０１を含むことを示している。図７Ｂは、スロットの１つの端部（例えば、スロットの上部、スロットの底部）の矩形状の特徴７０２を示しており、短いスロット長を生成している。図７Ｃは、スロットの寸法を変えるためのスロットへの１又は２以上の突出部を含む特徴７０３を示している。図７Ｄは、スロットの外周長を変えてスロットの共振を同調させるためにスロットの端から離れて延びる２つのノッチを示している。図７Ｅは、ランディングパッド７０５の位置、形状、又はサイズを調整して、セルの共振周波数を同調させるためにスロットの外周長を調整できることを示している。図７Ｆは、スロットの両側のバー７０６の位置、形状、及びサイズを調整して、セルの回転に応じて各セルの共振周波数を同調させるために寄生静電容量又はインダクタンスを追加できることを示している。バーは、ランディングパッドとは異なり、異なるランディングパッド構成による周波数シフトを補償するために使用できる点に留意されたい。一部の実施形態において、バーは、様々なサイズのランディングパッドを補償するためにアイリスの向きの各構成に対して具体的に設計される。ランディングパッドが長く又は短くなる（アイリスの向きに基づいて）とき、これらは、アイリスの全体のインダクタンス及び／又は静電容量を上げるか又は下げることがあり、この結果として周波数シフトを生じる。この周波数シフトを補償するために、追加の搭載素子（バーなど）が設計され、アイリスに追加される。図７Ａ‐７Ｆと共に記述した特徴は、様々なサイズ及び寸法にすることができ、共振周波数における所望の変化（例えば、縁の１ミリの長さの変化が１００ＭＨｚの共振周波数の変化を起こすなど）を起こすことができる。
【0077】
従って、周波数シフトは、あらゆる単位セルに対して行うことができ、スロットのサイズの修正を実行することによって、あらゆるセルが、行（例えば、リング）の隣接するセルに対して有する僅かな変化を補償することができる。
【0078】
一部の実施形態において、個々のアンテナの共振周波数の同調は、ソフトウェアの制御下で行われる。これは、個々のスロットの共振周波数を調整するために加えられたハードウェア特徴と共に、又はこれらのハードウェア特徴に代わって行うことができる。あらゆるセルの周波数調整を起こすためのこのようなソフトウェア制御の実施例は、オフセット周波数を考慮に入れてバラクターダイオードを制御するステップを含む。一部の実施形態において、オフセット周波数を考慮に入れてバラクターダイオードを制御するステップは、オフセット周波数を電圧オフセットにマッピングするか、又はＤＡＣ値を修正して所望の電圧オフセットを取り入れ更にこのオフセット又は新しいＤＡＣをＲＦ素子に加えて全ての素子の共振周波数をアラインすることによって、実行することができる。一部の実施形態において、ＤＡＣ値は、ＲＦ素子に出力される所望の電圧を生成するＦＰＧＡパターンドライバによって支援される値である。
【0079】
一部の実施形態において、オフセット周波数を考慮に入れてバラクターダイオードを制御するステップは、あらゆるスロットの共振器モデルを別々に計算して、これらのモデルの各々に、この特定のユニットセルの実際の共振を考慮に入れさせるステップを含む。アイリスの各向きの周波数シフトの量が既知になったら、周波数シフトを補償するためにダイオードの電圧を修正することができる。
【0080】
アンテナ素子の共振周波数を調整するステップは、アンテナアパーチャ、又はこの一部分（例えば、アンテナアパーチャセグメントなど）の設計及び／又は製造によって実行することができる点に留意されたい。一部の実施形態において、図７のダイオードは、固体デバイスの他のタイプに置き換えられる。
【0081】
図８は、アンテナアパーチャを製造する処理の一部の実施形態の流れ図である。処理は、ハードウェア（例えば、回路、専用論理など）、ソフトウェア（例えば、チップ又はプロセッサで実行されるソフトウェアなど）、ファームウェア、又は３つの組み合わせを含む処理論理によって実行される。
【0082】
図８を参照すると、処理は、アンテナアパーチャの放射アンテナ素子のスロット／アイリスに対して回転を決定する処理論理を含む（８０１）。一部の実施形態において、この決定は、アンテナアパーチャのアンテナ素子のレイアウトを決定するときに起こる。一部の実施形態において、ＲＦ放射アンテナ素子の各々は、スロット両端に結合されるバラクターダイオードを含む。ダイオードは、ダイオードに直列に結合されたキャパシタ（例えば、同調型キャパシタ、ＩＤＣなど）に結合することができる。
【0083】
回転を決定した後に、処理論理は、複数のＲＦ放射アンテナ素子の他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトするようにＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のスロット／アイリスを修正する（８０２）。一部の実施形態において、ＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のスロットを修正するステップは、他のアンテナ素子のアイリスの外周長とは異なるように１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を修正するステップを含む。一部の実施形態において、ＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のスロットを修正するステップは、同じリングに隣り合わせて位置付けられたアイリスに対するアイリスの向きの変化を補償するステップを含む。
【0084】
アパーチャ設計のスロット／アイリスを修正した後に、処理論理は、アンテナアパーチャの基板の表面（例えば、メタサーフェス）上に複数のアンテナ素子を生成する（８０３）。このような製造技術は、当技術で周知である。
【0085】
一部の実施形態において、図８のダイオードは、固体デバイスの他のタイプに置き換えられる。
【0086】
アンテナの実施例の詳細
上述の技術は、平面衛星アンテナと共に使用することができる。このような平面アンテナの実施形態が開示される。平面アンテナは、アンテナアパーチャ上にアンテナ素子の１又は２以上のアレイを含む。これらのアンテナは、アンテナアパーチャにアンテナ素子を含むアンテナの動作を制御するための制御構造を含む。
上述の技術は、平面衛星アンテナと共に使用することができる。このような平面アンテナの実施形態が開示される。平面アンテナは、アンテナアパーチャ上にアンテナ素子の１又は２以上のアレイを含む。これらのアンテナは、アンテナアパーチャにアンテナ素子を含むアンテナの動作を制御するための制御構造を含む。
【0087】
１つの実施形態において、アンテナシステム用の制御構造は、２つの主要コンポーネントを含み、アンテナシステム用の駆動電子機器を含むアンテナアレイコントローラは、本明細書に記載されるような表面散乱アンテナ素子の波散乱構造の下方に存在し、マトリクス駆動スイッチングアレイは、放射を妨害しないように、放射ＲＦアレイ全体にわたって散在する。１つの実施形態において、アンテナシステム用の駆動電子機器は、各散乱素子へのＡＣバイアス信号の振幅又はデューティサイクルを調整することによって、この素子に対するバイアス電圧を調整する商用テレビジョン機器で使用される商用既製ＬＣＤ制御装置を含む。
【0088】
１つの実施形態において、アンテナアレイコントローラはまた、ソフトウェアを実行するマイクロプロセッサを含有する。制御構造はまた、プロセッサに位置及び向き情報を提供するセンサ（例えば、ＧＰＳ受信機、３軸コンパス、３軸加速度計、３軸ジャイロ、３軸磁力計など）を組み込むこともできる。位置及び向き情報は、地上局内の他のシステム及び／又はアンテナシステムの一部でなくてもよい他のシステムによってプロセッサに提供することができる。
【0089】
より具体的には、アンテナアレイコントローラは、動作周波数においてどの位相レベル及び振幅レベルで、どの素子をオフにしてオンにするかを制御する。これらの素子は、電圧の印加によって周波数動作に対して選択的に離調される。１つの実施形態において、マトリクス駆動回路は、セルごとに別個の接続（直接駆動）を有することなく各セルを他の全てのセルとは別個に駆動するために、バラクターダイオードに電圧を印加するのに使用される。素子の密度が高いので、マトリクス駆動回路は、各セルを個別にアドレス指定する効率的な方法である。
【0090】
送信については、コントローラが、ＲＦダイオードに一連の電圧信号を供給して、変調又は制御パターンを生成する。制御パターンにより、素子が異なる状態に同調するようになる。１つの実施形態において、多状態制御が使用され、この多状態制御では、様々な素子が異なるレベルにオン及びオフされ、矩形波（すなわち、正弦波グレイシェード変調パターン）ではなく、正弦波制御パターンに更に近づく。１つの実施形態において、一部の素子が放射し、一部の素子が放射しないのではなく、一部の素子が他の素子よりも強力に放射する、可変放射は、特定の電圧レベルを印加することによって達成され、これにより液晶誘電率を様々な量に調整し、素子を可変的に離調させて一部の素子に他の素子よりも多く放射させるようにする。
【0091】
メタマテリアル素子アレイによる集束ビームの生成は、増加的干渉及び減殺的干渉の現象によって説明することができる。個々の電磁波は、これらの電磁波が自由空間で交わったときに同相を有する場合には合算（増加的干渉）され、これらの電磁波が自由空間で交わった場合に、これらの電磁波が逆位相にある場合には、電磁波は互いに打ち消し合う（減殺的干渉）。スロット式アンテナにおけるスロットが、各連続するスロットが誘導波の励起点から異なる距離に位置するように位置決めされた場合には、この素子からの散乱波は、前のスロットの散乱波とは異なる位相を有するようになる。スロットが、誘導波長の４分の１の間隔をあけて配置される場合には、各スロットは、前のスロットから４分の１位相遅延を有して波を散乱させることになる。
【0092】
アレイを使用すると、生成できる増加的干渉及び減殺的干渉のパターン数を増加させることができるので、理論的には、ホログラフィの原理を使用して、アンテナアレイのボアサイトからプラスマイナス９０度（９０°）のあらゆる方向にビームを向けることができるようになる。このように、どのメタマテリアル単位セルをオンにするか又はオフにするかを制御することによって（すなわち、どのセルをオンにし、どのセルをオフにするかについてのパターンを変更することによって）、異なる増加的干渉及び減殺的干渉パターンを生成でき、アンテナは、メインビームの方向を変えることができる。単位セルをオン及びオフにするのに必要な時間は、ビームが１つの位置から別の位置に切り替わることができる速度を決定付ける。
【0093】
１つの実施形態において、アンテナシステムは、アップリンクアンテナ用の１つの誘導可能なビームと、ダウンリンクアンテナ用の１つの誘導可能なビームとを生成する。１つの実施形態において、アンテナシステムは、メタマテリアル技術を使用して、ビームを受信し、衛星からの信号を復号し、及び衛星に向けられる送信ビームを形成する。１つの実施形態において、アンテナシステムは、デジタル信号処理を使用してビームを電気的に形成し誘導するアンテナシステム（フェーズドアレイアンテナなど）とは対照的に、アナログシステムである。１つの実施形態において、アンテナシステムは、特に、従来のディッシュ型衛星受信機と比較したときに、平面で比較的薄型である「表面」アンテナとみなされる。
【0094】
図９Ａは、グランドプレーン９４５及び再構成可能な共振器層９３０を含むアンテナ素子の１つの行の斜視図を示している。再構成可能共振器層９３０は、同調型スロット９１０のアレイ９１２を含む。同調型スロット９１０のアレイ９１２は、アンテナを所望の方向に向けるように構成することができる。同調型スロット９１０の各々は、バラクターダイオードの静電容量を変化させ、放射アンテナ素子の振幅及び位相を変化させる周波数シフトを生じることによって同調／調整することができる。アレイ状のアンテナ素子の適正な位相及び振幅の調整は、ビーム形成及びビーム誘導性を結果として生じることになる。
【0095】
制御モジュール９８０、又はコントローラは、再構成可能共振器層９３０に結合され、ダイオード／バラクターへの電圧を変化させることによって同調型スロット９１０のアレイ９１２を変調する。制御モジュール９８０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、マイクロプロセッサ、コントローラ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、又は他の処理論理回路を含むことができる。１つの実施形態において、制御モジュール９８０は、同調型スロット９１０のアレイ９１２を駆動するための論理回路（例えば、マルチプレクサ）を含む。１つの実施形態において、制御モジュール９８０は、同調型スロット９１０のアレイ９１２上に駆動されるホログラフィック回折パターンに関する仕様を含むデータを受け取る。ホログラフィック回折パターンは、アンテナと衛星との間の空間関係に応答して生成され、ホログラフィック回折パターンが、ダウンリンクビーム（及びアンテナシステムが送信を行う場合には、アップリンクビーム）を通信に好適な方向に誘導することができる。各図には図示されていないが、制御モジュール９８０と同様の制御モジュールは、本開示の様々な実施形態に記載された同調型スロットの各アレイを駆動することができる。
【0096】
無線周波数（「ＲＦ」）ホログラフィもまた、ＲＦ基準ビームがＲＦホログラフィック回折パターンに遭遇したときに、所望のＲＦビームを生成できる類似の技術を使用して実施可能である。衛星通信の場合には、基準ビームは、給電波９０５などの給電波の形態である（幾つかの実施形態において、約２０ＧＨｚ）。給電波を放射ビームに変換するために（送信又は受信の何れかの目的で）、所望のＲＦビーム（目標ビーム）と給電波（基準ビーム）との間の干渉パターンが計算される。干渉パターンは、給電波が、所望のＲＦビーム（所望の形状及び方向を有する）に「誘導される」ように、同調型スロット９１０のアレイ上に回折パターンとして駆動される。言い換えると、ホログラフィック回折パターンに遭遇した給電波は、通信システムの設計要件に従って形成される目標ビームを「再構成」する。ホログラフィック回折パターンは、各素子の励起を包含し、導波路における波動方程式としての
及び射出波上の波動方程式としての
を用いて、
によって計算される。
【0097】
バラクターダイオードとアイリス開口部との間の電圧は、アンテナ素子（例えば、同調型共振器／スロット）を同調するように変調することができる。電圧を調整すると、スロット（例えば、同調形共振器／スロット）の静電容量が変化する。従って、スロット（例えば、同調形共振器／スロット）のリアクタンスは、静電容量を変化させることによって変えることができる。また、スロットの共振周波数は、式
に従って変化し、ここで、
は、スロットの共振周波数であり、Ｌ及びＣは、それぞれ、スロットのインダクタンス及び静電容量である。スロットの共振周波数は、導波路を通って伝播する給電波９０５から放射されるエネルギーに影響を与える。一例として、給電波９０５が２０ＧＨｚである場合には、スロット９１０の共振周波数は、１７ＧＨｚに調整（静電容量を調整することによって）されて、スロット９１０が、給電波９０５からのエネルギーを実質的に結合しないようにすることができる。或いは、スロット９１０の共振周波数は、２０ＧＨｚに調整されて、スロット９１０が、給電波９０５からのエネルギーを結合し、このエネルギーを自由空間に放射するようにすることができる。所与の実施例は、２値的（完全に放射するか、又は全く放射しない）であるが、リアクタンス及びひいてはスロット９１０の共振周波数の完全なグレイスケール制御は、多値範囲にわたる電圧変化を用いて実施可能である。従って、各スロット９１０から放射されるエネルギーを精密に制御して、同調型スロットのアレイによって詳細なホログラフィック回折パターンを形成できるようになる。
【0098】
１つの実施形態において、行における同調型スロットは、互いにλ／５だけ離間して配置される。他の間隔を使用することもできる。１つの実施形態において、行における各同調型スロットは、隣接する行における最も近い同調型スロットからλ／２だけ離間して配置され、従って、異なる行における共通して配向された同調型スロットは、λ／４だけ離間して配置されるが、他の間隔（例えば、λ／５、λ／６．３）も可能である。別の実施形態において、行における各同調型スロットは、隣接する行における最も近い同調型スロットからλ／３だけ離間して配置される。
【0099】
図９Ｂは、円筒状給電アンテナ構造の１つの実施形態の側面図を示している。アンテナは、二重層給電構造（すなわち、２つの層の給電構造）を使用して内向き進行波を生成する。１つの実施形態において、アンテナは、円形の外形を含むが、このことは必須ではない。すなわち、非円形の内向き進行構造を使用することができる。１つの実施形態において、図９Ｂのアンテナ構造は、例えば、２０１４年１１月２１日に出願された「誘導可能円筒状給電ホログラフィックアンテナからの動的偏波及び結合制御」という名称の米国公表第２０１５／０２３６４１２号に記載されるような同軸給電部を含む。
【0100】
図９Ｂを参照すると、同軸ピン９０１は、アンテナの下側レベルで場を励起するのに使用される。１つの実施形態において、同軸ピン９０１は、容易に入手できる５０Ω同軸ピンである。同軸ピン９０１は、導電性グランドプレーン９０２であるアンテナ構造の底部に結合（例えば、ボルト締め）される。
【0101】
内部導体である間隙導体９０３は、導電性グランドプレーン９０２から離隔される。１つの実施形態において、導電性グランドプレーン９０２及び間隙導体９０３は互いに平行である。１つの実施形態において、グランドプレーン９０２と間隙導体９０３との間の距離は、０．１インチ～０．１５インチである。別の実施形態において、この距離はλ／２とすることができ、ここでλは、動作周波数での進行波の波長である。
【0102】
グランドプレーン９０２は、スペーサ９０４を介して間隙導体９０３から離隔される。１つの実施形態において、スペーサ９０４は、発泡体又は空気状スペーサである。１つの実施形態において、スペーサ９０４は、プラスチックスペーサを含む。
【0103】
間隙導体９０３の上部には、誘電体層９０５がある。１つの実施形態において、誘電体層９０５はプラスチックである。誘電体層９０５の目的は、自由空間速度に対して進行波を減速することである。１つの実施形態において、誘電体層９０５は、自由空間に対して３０％進行波を減速する。１つの実施形態において、ビーム形成に好適な屈折率の範囲は、１．２～１．８であり、自由空間は、定義上、１に等しい屈折率を有する。例えば、プラスチックなどの他の誘電スペーサ材料を用いて、この効果を達成することができる。所望の波動減速効果を達成する限り、プラスチック以外の材料を使用できる点に留意されたい。或いは、例えば機械加工又はリソグラフィにより定めることができる周期的サブ波長金属構造などの分散構造を有する材料を誘電体層９０５として使用することができる。
【0104】
ＲＦアレイ９０６は誘電体層９０５の上部にある。１つの実施形態において、間隙導体９０３とＲＦアレイ９０６との間の距離は、０．１～０．１５インチである。別の実施形態において、この距離はλeff／２とすることができ、ここでλeffは設計周波数での媒体中の有効波長である。
【0105】
アンテナは、側面９０７及び９０８を含む。側面９０７及び９０８は、同軸ピン９０１からの進行波給電が反射によって間隙導体９０３の下方の領域（スペーサ層）から間隙導体９０３の上方の領域（誘電体層）に伝播するような角度が付けられる。１つの実施形態において、側面９０７及び９０８の角度は４５度の角度である。代替の実施形態において、側面９０７及び９０８は、反射を達成するために連続した半径に置き換えることができる。図９Ｂは、４５度の角度を有する角度付き側部を示しているが、下部給電レベルから上部給電レベルへの信号伝播を達成する他の角度を使用することができる。すなわち、下部給電の有効波長が、上部給電の有効波長とは一般的に異なることを考慮すると、理想的な４５度の角度からの何れかの偏差を使用して、下部給電レベルから上部給電レベルへの伝送を助けることができる。例えば、別の実施形態において、４５度の角度は、単一の段部に置き換えられる。アンテナの一端上の段部は、誘電体層、間隙導体、及びスペーサ層を一周する。同じ２つの段部が、これらの層の他方の端部に存在する。
【0106】
動作中、給電波が同軸ピン９０１から供給されると、この給電波は、グランドプレーン９０２と間隙導体９０３との間の領域で同軸ピン９０１から同心円状に外向きに進む。同心円状射出波は、側部９０７及び９０８により反射され、間隙導体９０３とＲＦアレイ９０６との間の領域で内向きに進む。円形外周の縁部（エッジ）からの反射は、この波を同相に留まらせる（すなわち、この反射は、同相反射である）。進行波は、誘電体層９０５によって減速する。この時点で、進行波は、ＲＦアレイ９０６の素子との相互作用及び励起を開始して、所望の散乱を取得する。
【0107】
進行波を終了させるため、アンテナの幾何学的中心で終端部９０９がアンテナに含まれる。１つの実施形態において、終端部９０９は、ピン終端（例えば、５０Ωピン）を含む。別の実施形態において、終端部９０９は、未使用エネルギーを終端させて、アンテナの給電構造を通る当該未使用エネルギーが反射して戻るのを阻止するＲＦ吸収体を含む。これらは、ＲＦアレイ９０６の上部で使用することができる。
【0108】
図１０は、アンテナシステムの別の実施形態を射出波と共に示している。図１０を参照すると、２つのグランドプレーン１０１０及び１０１１は、互いに実質的に平行であり、グランドプレーン１０１０、１０１１の間に誘電体層１０１２（例えば、プラスチック層など）を有している。ＲＦ吸収体１０１９（例えば、抵抗器）は、２つのグランドプレーン１０１０及び１０１１を共に結合する。同軸ピン１０１５（例えば、５０Ω）は、アンテナに給電する。ＲＦアレイ１０１６は、誘電体層１０１２及びグランドプレーン１０１１の上部に存在する。
【0109】
動作中、給電波は、同軸ピン１０１５を介して供給され、同心円状外向きに進んでＲＦアレイ１０１６の素子と相互作用をする。
【0110】
図９Ｂ及び図１０の両方のアンテナにおける円筒状給電部は、アンテナのサービス角度を改善する。１つの実施形態において、アンテナシステムは、プラスマイナス４５度の方位角（±４５° Ａｚ）及びプラスマイナス２５度の仰角（±２５° ＥＩ）からなるサービス角度の代わりに、全方向でボアサイトから７５度（７５°）のサービス角度を有する。多数の個々の放射体から構成された何れかのビーム形成アンテナと同様に、全体のアンテナ利得は、それ自体が角度に依存するものである構成素子の利得に依存する。一般的な放射素子が使用される場合には、全体のアンテナ利得は、典型的には、ビームがボアサイトから離れて向けられるにつれて減少する。ボアサイトから７５度外れたところでは、約６ｄＢの有意な利得低下が予期される。
【0111】
円筒状給電部を有するアンテナの実施形態は、１又は２以上の問題を解決する。これらは、共通分割器ネットワークを用いて給電されるアンテナと比較して給電構造を飛躍的に簡素化し、及びひいては全体で必要とされるアンテナ及びアンテナ給電量を低減するステップと、より粗い制御（全てを単純なバイナリ制御にまで拡張すること）で高ビーム性能を維持することによって製造及び制御誤差に対する感度を低下させるステップと、円筒状に配向された給電波が遠距離場において空間的に多様なサイドローブをもたらすので、直線的給電部と比較してより有利なサイドローブパターンを与えるステップと、偏波器を必要とせずに、左旋円偏波、右旋円偏波及び直線偏波を可能にすることを含めて偏波を動的であることを可能にするステップと、を含む。
【0112】
波散乱素子のアレイ
図９ＢのＲＦアレイ９０６及び図１０のＲＦアレイ１０１６は、放射体として機能する１つのグループのアンテナ素子（すなわち、散乱体）を含む波散乱サブシステムを含む。このアンテナ素子のグループは、散乱メタマテリアル素子のアレイを含む。
図９ＢのＲＦアレイ９０６及び図１０のＲＦアレイ１０１６は、放射体として機能する１つのグループのアンテナ素子（すなわち、散乱体）を含む波散乱サブシステムを含む。このアンテナ素子のグループは、散乱メタマテリアル素子のアレイを含む。
【0113】
１つの実施形態において、このアンテナシステムの円筒状給電幾何形状は、単位セル素子を、給電波における波ベクトルに対して４５度（４５°）の角度で位置決め可能にする。この素子の位置により、素子から生成され又は素子によって受け取られる自由空間波の偏波の制御が可能になる。１つの実施形態において、単位セルは、アンテナの動作周波数の自由空間波長よりも小さい素子間隔で配列される。例えば、１波長当たりに４つの散乱素子が存在する場合、３０ＧＨｚの送信アンテナの素子は、約２．５ｍｍ（すなわち、３０ＧＨｚの１０ｍｍ自由空間波長の１／４）となる。
【0114】
セル配置
１つの実施形態において、アンテナ素子は、系統的マトリクス駆動回路を可能にするように円筒状給電アンテナのアパーチャ上に配置される。セルの配置は、マトリクス駆動用のトランジスタの配置を含む。図１１は、アンテナ素子に対するマトリクス駆動回路の配置の１つの実施形態を示している。図１１を参照すると、行コントローラ１１０１は、行選択信号Ｒｏｗ１（行１）及びＲｏｗ２（行２）それぞれを介してトランジスタ１１１１及び１１１２に結合され、列コントローラ１１０２は、列選択信号Ｃｏｌｕｍｎ１（列１）を介してトランジスタ１１１１及び１１１２に結合される。また、トランジスタ１１１１は、ダイオードへの接続１１３１を介してアンテナ素子１１２１に結合され、トランジスタ１１１２は、ダイオードへの接続１１３２を介してアンテナ素子１１２２に結合される。
１つの実施形態において、アンテナ素子は、系統的マトリクス駆動回路を可能にするように円筒状給電アンテナのアパーチャ上に配置される。セルの配置は、マトリクス駆動用のトランジスタの配置を含む。図１１は、アンテナ素子に対するマトリクス駆動回路の配置の１つの実施形態を示している。図１１を参照すると、行コントローラ１１０１は、行選択信号Ｒｏｗ１（行１）及びＲｏｗ２（行２）それぞれを介してトランジスタ１１１１及び１１１２に結合され、列コントローラ１１０２は、列選択信号Ｃｏｌｕｍｎ１（列１）を介してトランジスタ１１１１及び１１１２に結合される。また、トランジスタ１１１１は、ダイオードへの接続１１３１を介してアンテナ素子１１２１に結合され、トランジスタ１１１２は、ダイオードへの接続１１３２を介してアンテナ素子１１２２に結合される。
【0115】
単位セルが非正規グリッド内に配置されて円筒状給電アンテナ上でマトリクス駆動回路を実現する最初の手法では、２つのステップが実行される。第１のステップでは、セルが同心リング状に配置され、セルの各々は、セルの傍らに配置されたトランジスタに接続され、このトランジスタが、各セルを別々に駆動するスイッチとして機能する。第２のステップでは、マトリクス駆動回路は、このマトリクス駆動手法が必要とするときにあらゆるトランジスタを一意のアドレスで接続するように構築される。マトリクス駆動回路は、行と列のトレースによって構築される（ＬＣＤと同様）が、セルはリング状に配置されるので、各トランジスタに一意のアドレスを割り当てる系統的方法は存在しない。このマッピング問題は、全てのトランジスタをカバーするために極めて複雑な回路を生じさせ、経路設定を行う物理的トレースの数を著しく増加させることになる。セルが高密度であるので、これらのトレースは、カップリング効果に起因してアンテナのＲＦ性能を妨げる。また、トレースが複雑であり実装密度が高いことに起因して、トレースの経路設定は、商業的に入手可能なレイアウトツールによって行うことができない。
【0116】
１つの実施形態において、マトリクス駆動回路は、セル及びトランジスタが配置される前に事前に定められる。これにより、各々が一意のアドレスを有する全てのセルを駆動するのに必要な最小数のトレースが確保される。この方式は、駆動回路の複雑性を軽減して経路設定を簡素化し、これによってアンテナのＲＦ性能が向上する。
【0117】
より具体的には、１つの手法では、第１のステップにおいて、セルは、各セルの一意のアドレスを表す行及び列から構成された正方形グリッド上に配置される。第２のステップにおいて、セルは、セルのアドレス、及び第１のステップで定められた行及び列への接続性が維持されながら、グループ化されて同心円に変換される。この変換の目的は、セルをリング状に配置するだけでなく、アパーチャ全体にわたってセル間の距離及びリング間の距離を一定に保つことである。この目的を達成するために、セルをグループ化する幾つかの方法が存在する。
【0118】
１つの実施形態において、ＴＦＴパッケージは、マトリクス駆動回路における配置及び一意のアドレス指定を可能にするのに使用される。図１２は、ＴＦＴパッケージの１つの実施形態を示している。図１２を参照すると、ＴＦＴ及び保持キャパシタ１２０３が、入力ポート及び出力ポートと共に示されている。トレース１２０１に接続された２つの入力ポートと、トレース１２０２に接続された２つの出力ポートとがあり、行及び列を使用してＴＦＴを共に接続する。１つの実施形態において、行のトレース及び列のトレースは、９０°の角度で交差して、行のトレースと列のトレースとの間の結合が低減され、場合によっては最小となることがある。１つの実施形態において、行のトレース及び列のトレースは、様々な層上に存在する。
【0119】
全二重通信システムの例
別の実施形態において、複合アンテナアパーチャは、全二重通信システムで使用される。図１３は、同時送信及び受信経路を有する通信システムの１つの実施形態のブロック図である。１つの送信経路及び１つの受信経路のみが示されているが、通信システムは、１つよりも多い送信経路及び／又は１つより多い受信経路を含むことができる。
別の実施形態において、複合アンテナアパーチャは、全二重通信システムで使用される。図１３は、同時送信及び受信経路を有する通信システムの１つの実施形態のブロック図である。１つの送信経路及び１つの受信経路のみが示されているが、通信システムは、１つよりも多い送信経路及び／又は１つより多い受信経路を含むことができる。
【0120】
図１３を参照すると、アンテナ１３０１は、上述のように異なる周波数で同時に送信及び受信するように独立して動作可能な２つの空間的に交互配置されたアンテナアレイを含む。１つの実施形態において、アンテナ１３０１は、ダイプレクサ１３４５に結合される。この結合は、１又は２以上の給電ネットワークによるものとすることができる。１つの実施形態において、放射状給電アンテナの場合、ダイプレクサ１３４５は、２つの信号を組み合わせるものであり、アンテナ１３０１とダイプレクサ１３４５の間の接続は、両方の周波数を搬送できる単一の広帯域給電ネットワークである。
【0121】
ダイプレクサ１３４５は、低ノイズブロックダウンコンバータ（ＬＮＢ）１３２７に結合され、このＬＮＢは、当技術分野において周知の方法でノイズフィルタリング機能、ダウンコンバート機能、及び増幅機能を実行する。１つの実施形態において、ＬＮＢ１３２７は、室外ユニット（ＯＤＵ）に存在する。別の実施形態において、ＬＮＢ１３２７は、アンテナ装置に組み込まれる。ＬＮＢ１３２７は、コンピューティングシステム１３４０（例えば、コンピュータシステム、モデムなど）に結合されたモデム１３６０に結合される。
【0122】
モデム１３６０は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１３２２を含み、このＡＤＣは、ＬＮＢ１３２７に結合されて、ダイプレクサ１３４５から出力された受信信号をデジタル形式に変換する。デジタル形式に変換されると、信号は、復調器１３２３によって復調されて、復号器１３２４によって復号されて、受信波上の符号化されたデータが得られる。次に、復号されたデータは、コントローラ１３２５に送られ、このコントローラが、このデータをコンピューティングシステム１３４０に送る。
【0123】
モデム１３６０は更に、コンピューティングシステム１３４０から送信されたデータを符号化するエンコーダ１３３０を含む。符号化されたデータは、変調器１３３１によって変調され、次に、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１３３２によってアナログに変換される。次に、アナログ信号は、ＢＵＣ（アップコンバート及び高域増幅器）１３３３によってフィルタリングされて、ダイプレクサ１３４５の１つのポートに供給される。１つの実施形態において、ＢＵＣ１３３３は、室外ユニット（ＯＤＵ）に存在する。
【0124】
当技術分野において周知の方法で動作するダイプレクサ１３４５は、伝送のため送信信号をアンテナ１３０１に供給する。
【0125】
コントローラ１３５０は、単一の複合物理的アパーチャ上のアンテナ素子の２つのアレイを含むアンテナ１３０１を制御する。
【0126】
通信システムは、上述のコンバイナ／アービターを含むよう修正される。このような場合、コンバイナ／アービターはモデムの後であるがＢＵＣ及びＬＮＢの前である。
【0127】
図１３に示した全二重通信システムは、限定ではないが、インターネット通信、車両通信（ソフトウェアアップデートを含む）などを含む幾つかの応用を有する点に留意されたい。
【0128】
図１‐１３に関して、他の同調型コンデンサ、同調型静電容量ダイ、パッケージ化ダイ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、又は他の同調型静電容量デバイスを、本明細書に記載する実施形態、他の実施形態のバリエーションでアパーチャ又はその他に配置できることを理解されたい。電子的走査アレイ、及び、様々な他の電気、電子及び電気機械デバイスのための様々な基板への、様々なダイ、パッケージ化ダイ又はＭＥＭＳデバイスの配置を含むマス転送の技術は、他の実施形態にも応用できる。
【0129】
幾つかの例示的実施形態を本明細書に記載する。
【0130】
実施例１は、アイリスとアイリスにわたって結合された固体デバイスとを各々が含む複数のＲＦ放射アンテナ素子を有するアンテナアパーチャであって、複数のアンテナ素子が、リング状に位置付けられて、各リングの少なくとも一部におけるアンテナ素子のアイリスの各々の向きが、各リングの一部における隣接するアイリスに対して回転されており、対応する固体デバイスの向きが均一であるアンテナアパーチャと、ＲＦ放射アンテナ素子のアレイを制御してＲＦ放射アンテナ素子を同調させ、複数のＲＦ放射アンテナ素子を使用して１又は２以上のビームを生成するように結合されたコントローラと、を含むアンテナである。
【0131】
実施例２は、複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子が、他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトするための複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子からのサイズの修正を含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１のアンテナである。
【0132】
実施例３は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を他のアンテナ素子のアイリスの外周長と異なるようにする、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0133】
実施例４は、修正が、同じリングに隣接して位置付けられたアイリスに対するアイリスの向きの変化を補償する、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0134】
実施例５は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの１又は２以上の側部に１又は２以上のノッチを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0135】
実施例６は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの上部及び底部のうちの１又は２以上に１又は２以上のノッチを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0136】
実施例７は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの１又は２以上の側部から内部に延びる１又は２以上のバーを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0137】
実施例８は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスのより長い側部を含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0138】
実施例９は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子の少なくとも１つのアイリスの１又は２以上のランディングパッドの位置、形状又はサイズを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例２のアンテナである。
【0139】
実施例１０は、複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子が、他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトするためにソフトウェアを介して調整された共振周波数を含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１のアンテナである。
【0140】
実施例１１は、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子が更に、前記各アンテナ素子の前記固体デバイスに直列に結合されたキャパシタを含み、固体デバイスが、ダイオードを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１のアンテナである。
【0141】
実施例１２は、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子が更に、アンテナ素子の固体デバイスをアンテナ素子の対応するアイリスに結合する２又は３以上のランディングパッドを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１のアンテナである。
【0142】
実施例１３は、ランディングパッドが矩形又は円形の形状である、ことを任意選択的に含むことができる実施例１２のアンテナである。
【0143】
実施例１４は、ランディングパッドが３つのランディングパッドを含み、３つのランディングパッドのうち２つが、ＲＦランディングパッドであり、３つのランディングパッドのうち１つが、電圧を前記各アンテナ素子の前記固体デバイスに伝達するための直流（ＤＣ）ランディングパッドである、ことを任意選択的に含むことができる実施例１２のアンテナである。
【0144】
実施例１５は、アイリスとアイリスにわたって結合された固体デバイスとを各々が含む複数のＲＦ放射アンテナ素子を有するアンテナアパーチャであって、複数のアンテナ素子が、リング状に位置付けられて、各リングの少なくとも一部におけるアンテナ素子のアイリスの各アイリスの向きが、各リングの一部における隣接するアイリスに対して回転されており、対応する固体デバイスの向きが均一であり、複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子は、他のアンテナ素子と比べて共振周波数をシフトさせるために複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子からのサイズの修正を含み、更に複数のアンテナ素子の各アンテナ素子は、アンテナ素子の固体デバイスをアンテナ素子の対応するアイリスに結合する３つのランディングパッドを更に含み、３つのランディングパッドのうち２つは、ＲＦランディングパッドであり、３つのランディングパッドのうち１つは、各アンテナ素子の前記固体デバイスに電圧を伝達するための直流（ＤＣ）ランディングパッドである、アンテナアパーチャを備えるアンテナである。アンテナはまた、ＲＦ放射アンテナ素子のアレイを制御してＲＦ放射アンテナ素子を同調させ、複数のＲＦ放射アンテナ素子を使用して１又は２以上のビームを生成するように結合されたコントローラを含む。
【0145】
実施例１６は、修正が、１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を他のアンテナ素子のアイリスの外周長と異なるようにする、ことを任意選択的に含むことができる実施例１５のアンテナである。
【0146】
実施例１７は、修正が、同じリングに隣接して位置付けられたアイリスに対するアイリスの向きの変化を補償する、ことを任意選択的に含むことができる実施例１５のアンテナである。
【0147】
実施例１８は、固体デバイスがダイオードを含む実施例１のアンテナである。
【0148】
実施例１９は、アンテナアパーチャの複数のＲＦ放射アンテナ素子のアイリスに対して回転を決定するステップであって、複数のＲＦ放射アンテナ素子の各々が、アイリスにわたって結合された固体デバイスを含む、ステップと、複数のＲＦ放射アンテナ素子の他のアンテナ素子と比べてアンテナ素子の共振周波数をシフトするよう複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子の１又は２以上のアイリスを修正するステップと、アンテナアパーチャの基板の表面上に複数のアンテナ素子を生成するステップと、を含む方法である。
【0149】
実施例２０は、複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子の１又は２以上のアイリスを修正するステップが、１又は２以上のアンテナ素子のアイリスの外周長を他のアンテナ素子のアイリスの外周長と異なるようにするよう修正するステップを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１９の方法である。
【0150】
実施例２１は、複数のＲＦ放射アンテナ素子の１又は２以上のアンテナ素子の１又は２以上のアイリスを修正するステップが、同じリングに隣接して位置付けられたアイリスに対するアイリスの向きの変化を補償するステップを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１９の方法である。
【0151】
実施例２２は、固体デバイスがダイオードを含む、ことを任意選択的に含むことができる実施例１９の方法である。
【0152】
本明細書に記載される方法及びタスクの全ては、コンピュータシステムによって実行し且つ完全に自動化することができる。コンピュータシステムは、場合によっては、ネットワークを通じて通信し相互運用する複数の別個のコンピュータ又はコンピューティングデバイス（例えば、物理的サーバ、ワークステーション、ストレージアレイ、クラウドコンピューティング資源など）を含み、記述した機能を実行することができる。各々のこのようなコンピューティングデバイスは、典型的には、メモリ又は他の非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体又はデバイス（例えば、固体ストレージデバイス、ディスクドライブなど）に格納されたプログラム命令又はモジュールを実行するプロセッサ（又は複数のプロセッサ）を含む。本明細書で開示される様々な機能は、このようなプログラム命令で実施することができるか、又はコンピュータシステムの特定用途向け集積回路（例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ）で実施することができる。コンピュータシステムが複数のコンピューティングデバイスを含む場合、これらのデバイスは、同一場所に位置付けることができるが、必須ではない。開示する方法及びタスクの結果は、固体メモリチップ又は磁気ディスクなどの物理的ストレージデバイスを異なる状態に変換することによって持続的に格納することができる。幾つかの実施形態において、コンピュータシステムは、処理資源が複数の別個のビジネスエンティティ又は他のユーザによって共有されるクラウドベースのコンピューティングシステムとすることができる。
【0153】
実施形態に応じて、本明細書に記載される処理又はアルゴリズムの何れかの一定の動作、事象、又は機能を、異なるシーケンスで実行し、追加、統合、又は共に除外することができる（例えば、記述した動作又は事象の全てがアルゴリズムの実施に必要であることはない）。更にまた、一定の実施形態において、動作又は事象は、同時に、例えば、連続ではなく、マルチスレッド処理、割り込み処理、又は複数のプロセッサ又はプロセッサコア又は他の並行アーキテクチャによって実行することができる。
【0154】
本明細書に開示する実施形態に関して記述した様々な例証の論理的ブロック、モジュール、ルーチン、及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア（例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡデバイス）、コンピュータハードウェアで実行されるコンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせとして実施することができる。更にまた、本明細書で開示される実施形態に関して記述した様々な例証の論理的ブロック及びモジュールは、プロセッサデバイス、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブル論理デバイス、離散的ゲート又はトランジスタ論理、離散的ハードウェア構成要素、又は本明細書に記載される機能を実行するよう設計されたこれらの何れかの組み合わせなどの機械によって実施又は実行することができる。プロセッサデバイスは、マイクロプロセッサとすることができるが、代替として、プロセッサデバイスは、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械、同様の組み合わせなどとすることができる。プロセッサデバイスは、コンピュータ実行可能命令を処理するよう構成された電子回路を含むことができる。別の実施形態において、プロセッサデバイスは、コンピュータ実行可能命令を処理することなく論理動作を実行するＦＰＧＡ又は他のプログラマブルデバイスを含む。プロセッサデバイスは、コンピュータデバイスの組み合わせとして、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動した１又は２以上のマイクロプロセッサ、又は何れかの他のこのような構成として実施することもできる。本明細書ではデジタル技術に関して主に説明してきたが、プロセッサデバイスは、主としてアナログの構成要素を含むこともできる。例えば、本明細書に記載される表示される技術の一部又は全部を、アナログ回路又はアナログとデジタルを混合した回路で実施することができる。コンピューティング環境は、限定ではないが、例を挙げると、マイクロプロセッサ、メインフレームコンピュータ、デジタル信号プロセッサ、携帯式コンピューティングデバイス、デバイスコントローラ、又は機器内のコンピュータエンジンに基づくコンピュータシステムを含むコンピュータシステムの何れのタイプも含むことができる。
【0155】
本明細書で開示される実施形態に関して記述した方法、処理、ルーチン、又はアルゴリズムの要素は、ハードウェアで直接、プロセッサデバイスによって実行されるソフトウェアモジュールで、又は両方の組み合わせで実施することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、又は非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体の何れかの他の形態に常駐させることができる。例示的ストレージ媒体は、プロセッサデバイスが、ストレージ媒体から情報を読み取り且つストレージ媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサデバイスに結合することができる。代替として、ストレージ媒体は、プロセッサデバイスに一体化させることができる。プロセッサデバイス及びストレージ媒体は、ＡＳＩＣに常駐させることができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末に常駐させることができる。代替として、プロセッサデバイス及びストレージ媒体は、ユーザ端末の離散的な構成要素として常駐させることができる。
【0156】
とりわけ、「ｃａｎ（できる）」、「ｃｏｕｌｄ（できた）」、「ｍｉｇｈｔ（可能性があった）」、「ｍａｙ（可能性がある）」、「ｅ．ｇ．，（例えば）」などの本明細書で用いる条件言語は、他に明示的に示されない限り、又は使用される文脈内でこれ以外に理解されない限り、一般的には、一定の実施形態が、一定の特徴、要素又はステップを含み、他の実施形態は含まないことを伝えるものとする。従って、このような条件言語は、一般的には、特徴、要素又はステップが、１又は２以上の実施形態に多少なりとも必要である、或いは、これらの特徴、要素又はステップが、何れかの特定の実施形態に含まれるか又は何れかの特定の実施形態で実行されるべきであるかどうかを、他の入力又は指示のあり又はなしで決定する論理を必ず含むことを意味するものではない。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（内包する）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」などの語は、同義であり、包含的に、制約のない方式で用いられ、追加の要素、特徴、動作、作動などを除外するものではない。また、「ｏｒ」という語は、例えば使用された時に、要素のリストを繋げるためであり、「ｏｒ（又は）」という語は、リストにある要素の１つ、一部、又は全部を意味するような包含的な意味で（排他的な意味でなく）用いられる。
【0157】
「Ｘ、Ｙ、又はＺの少なくとも１つ」という句などの離接的言語は、他に明示的に示されない限り、項目、項などが、Ｘ、Ｙ、又はＺの何れか、又はこの何れかの組み合わせ（例えば、Ｘ、Ｙ、又はＺ）とすることができることを示すために一般的に用いられる文脈によって他の意味に理解される。従って、このような離接的言語は、一般的には、一定の実施形態が、Ｘの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、及びＺの少なくとも１つが各々存在することを必要とすることを意図せず、且つ意図すべきでない。
【0158】
上記の詳細な説明は、様々な実施形態に加えられる新しい特徴を示し、記述し、指摘しており、例証するデバイス又はアルゴリズムの形態及び詳細における様々な省略、置換、及び変更が、本開示の精神から逸脱することなく行い得ることを理解できる。認識されるように、一部の特徴が、他の特徴とは別に使用又は実施することができるので、本明細書に記載される一定の実施形態は、本明細書に示した特徴及び利点の全てを提供しない形態内で実施することができる。本明細書で開示される一定の実施形態の範囲は、前述の説明によってではなく添付の請求項によって示される。請求項の等価性の意味及び範囲内で生じる全ての変更は、これらの範囲内に包含されるものとする。
【符号の説明】
【0159】
１０１ アパーチャアンテナアレイ
１０２ 円筒状給電部
１０３ アンテナ素子
１０２ 円筒状給電部
１０３ アンテナ素子
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図】
【図5C】
【図6A】
【図】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【国際調査報告】