特表 2024-540021 無線機

(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】2024-10-31

(54)【発明の名称】無線機

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/46 20060101AFI20241024BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20241024BHJP

   H01Q 19/06 20060101ALI20241024BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01Q3/46

H01Q21/06

H01Q19/06

H01Q1/24 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525076

(86)(22)【出願日】2022-10-25

(85)【翻訳文提出日】2024-06-25

(86)【国際出願番号】 GB2022052709

(87)【国際公開番号】W WO2023073354

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】2115341.6

(32)【優先日】2021-10-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523277334

【氏名又は名称】株式会社Ｖｉｓｂａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ウィルキンソン， ティム

(72)【発明者】

【氏名】ネイサン， アロキア

(72)【発明者】

【氏名】チャ， ソクベ

(72)【発明者】

【氏名】▲桑▼田 良輔

【テーマコード（参考）】

5J020

5J021

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J020AA02

5J020BB07

5J020BC04

5J020BC12

5J020BC13

5J020DA03

5J020DA10

5J021AA05

5J021AA09

5J021AA11

5J021AA12

5J021AB05

5J021AB06

5J021BA04

5J021CA06

5J021DB03

5J021FA01

5J021FA13

5J021FA23

5J021FA26

5J021FA30

5J021FA31

5J021FA32

5J021GA02

5J021HA01

5J021HA05

5J047AB03

5J047AB08

5J047AB13

5J047FD01

(57)【要約】

液晶、ＬＣ、位相シフト層（２）を含む無線機（１）について説明する。ＬＣ位相シフト層（２）は、複数の個別にアドレス指定可能なＬＣ画素（Ｐ_１，．．．，Ｐ_Ｋ）を含む。各ＬＣ画素（Ｐ_１、．．．、Ｐ_ｋ、．．．、Ｐ_Ｋ）の経路長は、そのＬＣ画素（Ｐ_１、．．．、Ｐ_ｋ、．．．、Ｐ_Ｋ）に印加される電圧（Ｖ_ｋ）の関数として変化する。無線機（１）はまた、１つまたは複数の平面アンテナ（３）を含む。各平面アンテナ（３）は、ＬＣ位相シフト層（２）を介して無線信号（４）を受信および／または送信するように構成される。無線機（１）はまた、アクティブマトリクストランジスタアレイ（５）を含む。各トランジスタ（Ｔ_ｍ、ｎ）は、対応する蓄積キャパシタ（Ｃ_Ｓ）の両端の電圧（Ｖ_ｋ）を制御するように構成される。各蓄積キャパシタ（Ｃ_Ｓ）は、それぞれのＬＣ画素（Ｐ_１、．．．、Ｐ_ｋ、．．．、Ｐ_Ｋ）にわたって接続されている。無線機（１）はまた、１つまたは複数の平面アンテナ（３）に接続された無線周波数送受信回路（６）を含む。無線機（１）はまた、アクティブマトリクストランジスタアレイ（５）を制御して複数のＬＣ画素（Ｐ_１、．．．、Ｐ_ｋ、．．．、Ｐ_Ｋ）の各々に経路長を設定することによって、１つまたは複数の平面アンテナ（３）によって受信され、かつ／または１つまたは複数の平面アンテナ（３）から送信された無線信号（４）のビームフォーミングを実行するように構成されたコントローラ（８）を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線機であって、
複数の個別にアドレス指定可能なＬＣ画素を含む液晶ＬＣ位相シフト層であって、各ＬＣ画素の経路長が、そのＬＣ画素に印加される電圧の関数として変化する、液晶ＬＣ位相シフト層と、
１つまたは複数の平面アンテナであって、各平面アンテナが、前記ＬＣ位相シフト層を介して無線信号を受信および／または送信するように構成される、１つまたは複数の平面アンテナと、
アクティブマトリクストランジスタアレイであって、各トランジスタが、対応する蓄積キャパシタの両端の電圧を制御するように構成され、各蓄積キャパシタが、前記複数のＬＣ画素のうちのそれぞれのＬＣ画素の両端に接続される、アクティブマトリクストランジスタアレイと、
前記１つまたは複数の平面アンテナに接続された無線周波数送受信回路と、
前記アクティブマトリクストランジスタアレイを制御して前記複数のＬＣ画素の各々について前記経路長を設定することによって、前記１つまたは複数の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングを実行するように構成されたコントローラと
を含む、無線機。

【請求項2】

前記アクティブマトリクストランジスタアレイが薄膜トランジスタを含む、請求項１に記載の無線機。

【請求項3】

前記複数のＬＣ画素が、ＬＣ画素アレイを形成するように配置される、請求項１または２に記載の無線機。

【請求項4】

受信した無線信号を中継または再ブロードキャストするように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項5】

前記１つまたは複数の平面アンテナが、前記複数のＬＣ画素の下にあり、前記複数のＬＣ画素と同一の広がりを有する単一の平面アンテナの形態をとり、
前記単一の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングが、前記ＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトから生じる、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項6】

前記１つまたは複数の平面アンテナが、各々が前記複数のＬＣ画素の下にある２つ以上の平面アンテナの形態をとる、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項7】

前記２つ以上の平面アンテナが、各ＬＣ画素に対応する平面アンテナを含み、
各ＬＣ画素が、前記それぞれの平面アンテナがそのＬＣ位相画素を介して無線信号を受信および／または送信するように配置されるように、前記それぞれの平面アンテナの上に重なっている、請求項６に記載の無線機。

【請求項8】

前記無線周波数送受信回路が、前記２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングが、前記ＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトから生じるように、前記２つ以上の平面アンテナのすべてに対して同相で送信および／または受信するように構成される、請求項６または７に記載の無線機。

【請求項9】

前記無線周波数送受信回路が、対応する電気位相シフトで各平面アンテナに送信し、かつ／または各平面アンテナから受信するように構成され、それにより、前記２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングが、前記無線周波数送受信回路によって導入される電気位相シフトと前記ＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトとの和から生じる、請求項６または７に記載の無線機。

【請求項10】

前記複数のＬＣ画素にグランド層を提供する第１の導体層と、
第１の誘電体層によって前記第１の導体層から分離された第２の導体層であって、前記１つまたは複数の平面アンテナの放射導体を提供するようにパターニングされた、第２の導体層と、
液晶材料の層によって前記第２の導体層から分離された第３の導体層であって、前記ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定する画素電極を提供するようにパターニングされた、第３の導体層と
を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項11】

前記１つまたは複数の平面アンテナが、２つ以上の平面アンテナの形態をとり、前記無線機が、
各々が前記ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定する複数のＬＣ画素電極、および
各々が前記２つ以上の平面アンテナのそれぞれの１つの放射導体を提供する２つ以上のアンテナ電極
にパターニングされた第４の導体層と、
液晶材料の層によって前記第４の導体層から分離された第５の導体層であって、前記複数のＬＣ画素のためのグランド層を提供し、前記２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小化するように構成される、第５の導体層と
を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項12】

前記２つ以上の平面アンテナのためのグランド層を提供する第６の導体層であって、第２の誘電体層によって前記第４の導体層から分離されており、前記第４の導体層が、前記第２の誘電体層と前記液晶材料の層との間にある、第６の導体層
をさらに含む、請求項１１に記載の無線機。

【請求項13】

前記１つまたは複数の平面アンテナが、２つ以上の平面アンテナの形態をとり、前記無線機が、
各々が前記ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定する、複数のＬＣ画素電極にパターニングされた第７の導体層であって、各ＬＣ画素電極が、前記２つ以上の平面アンテナの放射導体も提供する、第７の導体層と、
液晶材料の層によって前記第４の導体層から分離された第８の導体層であって、前記第５の導体層が前記複数のＬＣ画素のためのグランド層を提供し、前記第５の導体層が前記２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小化するように構成される、第８の導体層と
を含み、
前記無線周波数送受信回路が、前記２つ以上の平面アンテナの各々に容量結合される、
請求項１から９のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項14】

前記２つ以上の平面アンテナのためのグランド層を提供する第９の導体層であって、第３の誘電体層によって前記第７の導体層から分離されており、前記第７の導体層が、前記第３の誘電体層と前記液晶材料の層との間にある、第９の導体層
をさらに含む、請求項１３に記載の無線機。

【請求項15】

前記１つまたは複数の平面アンテナが、２つ以上の平面アンテナの形態をとり、前記無線機が、
各々が前記２つ以上の平面アンテナのそれぞれの１つの放射導体を提供する、２つ以上のアンテナ電極にパターニングされた第１０の導体層と、
第４の誘電体層によって前記第１０の導体層から分離された第１１の導体層であって、前記複数のＬＣ画素のためのグランド層を提供し、前記２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小化するように構成される、第１１の導体層と、
液晶材料の層によって前記第１１の導体層から分離された第１２の導体層であって、各々が前記ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定する複数のＬＣ画素電極にパターニングされた、第１２の導体層と
を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項16】

前記２つ以上の平面アンテナのためのグランド層を提供する第１３の導体層であって、前記第１０の導体層から第５の誘電体層によって分離され、前記第１０の導体層が前記第５の誘電体層と前記第４の誘電体層との間にある、第１３の導体層
をさらに含む、請求項１５に記載の無線機。

【請求項17】

複数の個別にアドレス指定可能な第２のＬＣ画素を含む第２の液晶ＬＣ位相シフト層であって、各第２のＬＣ画素の経路長が、その第２のＬＣ画素に印加される電圧の関数として変化する、第２の液晶ＬＣ位相シフト層と、
１つまたは複数の第２の平面アンテナであって、各第２の平面アンテナが、前記第２のＬＣ位相シフト層を介して無線信号を受信および／または送信するように構成される、第２の平面アンテナと、
第２のアクティブマトリクストランジスタアレイであって、各トランジスタが、対応する第２の蓄積キャパシタの両端の電圧を制御するように構成され、各第２の蓄積キャパシタが、前記複数の第２のＬＣ画素のうちのそれぞれの第２のＬＣ画素の両端に接続されている、第２のアクティブマトリクストランジスタアレイと
をさらに含み、
前記無線周波数送受信回路が、前記１つまたは複数の第２の平面アンテナに接続され、
前記コントローラが、
前記第２のアクティブマトリクストランジスタアレイを制御して前記複数の第２のＬＣ画素の各々について前記経路長を設定することによって、前記１つまたは複数の第２の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングを実行し、
前記アクティブマトリクストランジスタアレイを使用して、無線信号を受信するための第１のフェーズドアレイとして前記１つまたは複数のアンテナを制御し、前記第１のフェーズドアレイが、指向性であり、かつ受信方向に制御可能に配向可能であり、
前記第２のアクティブマトリクストランジスタアレイを使用して、前記１つまたは複数の第２のアンテナを第２のフェーズドアレイとして制御し、前記第１のフェーズドアレイを使用して受信された前記無線信号を再送信し、前記第２のフェーズドアレイが、指向性であり、かつ送信方向に制御可能に配向可能である、
ようにさらに構成される、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の無線機。

【請求項18】

第１および第２の対向面を有し、前記第１および第２の対向面の間に厚さを有する平面基板をさらに含み、
前記１つ以上の平面アンテナおよび前記ＬＣ位相シフト層が前記第１の面に支持されており、前記１つまたは複数の第２の平面アンテナおよび前記第２のＬＣ位相シフト層が前記第２の面に支持されており、
前記無線周波数送受信回路が、前記平面基板によって支持され、前記無線周波数送受信回路と前記１つまたは複数の平面アンテナとの間および／または前記無線周波数送受信回路と前記１つまたは複数の第２の平面アンテナとの間で信号を送信するために前記平面基板の前記厚さを貫通して形成された複数のビアを含む、
請求項１７に記載の無線機。

【請求項19】

請求項１から１８のいずれか一項に記載の２つ以上の無線機を含むシステムであって、前記２つ以上の無線機の各無線機が、前記２つ以上の無線機の各他の無線機とビームフォーミングを調整するように構成される、システム。

【請求項20】

前記複数の無線機が、２つ以上の無線機の受信および／または送信を第１の外部ソースに向けるように、ビームフォーミングおよび／またはビームステアリングを調整するように構成される、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記複数の無線機が、少なくとも２つの空間的に分離された外部ソースに向けてビームフォーミングを調整するように構成される、請求項１９または２０に記載のシステム。

【請求項22】

前記複数の無線機が、構造体によって支持される、請求項１９から２１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項23】

アンテナアセンブリであって、
複数の個別にアドレス指定可能なＬＣ画素を含む液晶ＬＣ位相シフト層であって、各ＬＣ画素の経路長が、そのＬＣ画素に印加される電圧の関数として変化する、液晶ＬＣ位相シフト層と、
金属で形成された１つまたは複数の平面アンテナであって、各平面アンテナが、前記ＬＣ位相シフト層を介して無線信号を受信および／または送信するように構成され、各平面アンテナが、５ＧＨｚ～３００ＧＨｚの範囲内の周波数を有する無線信号用に構成される、１つまたは複数の平面アンテナと
を含む、アンテナアセンブリ。

【請求項24】

アクティブマトリクストランジスタアレイであって、各トランジスタが、対応する蓄積キャパシタの両端の電圧を制御するように構成され、各蓄積キャパシタが、前記複数のＬＣ画素のそれぞれのＬＣ画素の両端に接続される、アクティブマトリクストランジスタアレイ
をさらに含む、請求項２３に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項25】

請求項１から１８のいずれか一項に記載の無線機または請求項１９から２２のいずれか一項に記載のシステムを使用する方法であって、
前記アクティブマトリクストランジスタアレイを制御して前記複数のＬＣ画素の各々に前記経路長を設定することによって、前記１つまたは複数の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングを制御すること
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナアセンブリ、アンテナアセンブリを含む無線機、および無線機におけるビームフォーミングのためのアンテナアセンブリの使用に関する。本発明は、特に、５ＧＨｚを超える周波数を有する信号用の無線機に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信ネットワークがデータレートを改善するためにより高い周波数に向かって移動するにつれて、波長の対応する減少は、例えば都市部、森林地域、内部構造物などにおいて、送信機への見通し線のない領域に均一なカバレッジを提供するという問題につながる可能性がある。

【0003】

無線通信ネットワークが５ＧＨｚ以上の周波数（「第５世代」または「５Ｇ」と呼ばれることもある）に移動し始めると、酸素（Ｏ_２）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、および水蒸気（Ｈ_２Ｏ）などの大気ガスによる減衰の影響は、いくつかの周波数帯域で顕著になる可能性がある。大気の天候影響は、このような問題を悪化させる可能性があり、例えば、減衰は６０ｄＢ．ｍ^－１の領域に達する可能性がある。

【0004】

建物およびスポーツ競技場などの構造物の内部に無線ネットワークカバレッジを提供することは、５ＧＨｚ未満の周波数では既に問題である。より高い周波数に移動すると、構造に浸透する信号強度がさらに低下する。建物をより低温に保つのを助けるために薄い金属化層を含むなど、熱調節に関する建築用ガラスの改善は、外部からの無線信号をさらに減衰させる可能性がある。

【0005】

中国特許出願公開第１０６９９２８０７号明細書は、５Ｇ通信のための信号中継システムを記載している。システムは、第１の受信アンテナと、第１の低雑音増幅器モジュールと、第１の送信アンテナとを含むダウンリンク信号増強サブシステムを含む。システムはまた、第２の受信アンテナと、第２の低雑音増幅器モジュールと、第２の送信アンテナとを含むアップリンク信号増強サブシステムを含む。記載された５Ｇ通信のための信号中継システムは、信号スルーウォールまたはスルーガラスをサポートする。基地局によって送信された５Ｇ信号を増幅して屋内の無線端末に送信することができ、屋内の無線端末の信号を増幅して基地局にアップロードすることができる。

【0006】

米国特許出願公開第２０１８／１３９５２１号明細書は、建物の外側にあり、光ファイバーネットワークとの間で通信信号を送受信するように構成された第１の送受信機を含む、光ファイバーネットワークへのアクセスを提供するためのトランスペアレント無線ブリッジを記載している。窓の外側に取り付けられた第１のガラスシートは、第１の送受信機に通信可能に結合され、第１の送受信機との間で通信信号を送受信するように構成された第１のアンテナを含む。第２のガラスシートは、窓の内側に取り付けられ、第１のアンテナとの間で通信信号を無線で送受信するように構成された第２のアンテナを含む。無線ブリッジはまた、第２のアンテナに通信可能に結合され、第２のアンテナとの間でデータを無線で送受信するように構成された、建物の内部に配置された第２の送受信機を含む。

【0007】

米国特許出願公開第２０１５／３８０８１６号明細書は、ドナーアンテナと隣接する基地局との間の最適な指向点を一貫して維持することができるアンテナ制御システムおよび方法を記載している。基地局からの信号を受信するアンテナ制御システムは、窓ガラスの内側に固定されて配置され、アレイアンテナからなるアンテナモジュールを有するドナーアンテナと、複数の伝送線路からなる移相器と、アンテナモジュールの指向方向を変更するように移相器を制御する位相コントローラとを含む。リピータは、アンテナモジュールによって受信された受信信号を測定するための測定モジュールを含む。解析モジュールは、測定モジュールの測定結果に基づいてアンテナモジュールの各指向方向における信号品質パラメータを解析するためのものである。生成モジュールは、分析モジュールの分析結果に基づいてアンテナモジュールの指向方向を制御するためのアンテナ制御信号を生成するためのものである。

【0008】

例えば５Ｇモバイルネットワークを展開するために見通し内中継送受信機のネットワークを展開するには、かなりの数の操縦可能なフェーズドアレイアンテナが必要になる。各送受信機のコストおよび複雑さは重要な要素である。多数の個別にアドレス指定可能なアンテナを含むアレイを製造することは可能であるが、ビームフォーミングのために独立して可変の位相を有する信号でそれぞれを駆動する方法についても問題がある。

【0009】

米国特許出願公開第２０２０／１１２０９５号明細書は、アンテナのアンテナ素子に影響を及ぼす環境条件および他の条件の監視および補償を記載している。これらの条件は、アンテナ素子の無線周波数（ＲＦ）液晶に影響を及ぼし得る。一実施形態では、アンテナは、ホログラフィックビームステアリングで使用するための周波数帯域のビームを形成するように共に制御および動作可能な表面散乱アンテナ素子のアレイを有する物理アンテナ開口部と、監視されたアンテナ条件に基づいてアンテナ素子に対して補償を実行する補償コントローラとを含む。

【発明の概要】

【0010】

本発明の第１の態様によれば、液晶、ＬＣ、位相シフト層を含む無線機が提供される。ＬＣ位相シフト層は、複数の個別にアドレス指定可能なＬＣ画素を含む。各ＬＣ画素の経路長は、そのＬＣ画素に印加される電圧の関数として変化する。無線機はまた、１つまたは複数の平面アンテナを含む。各平面アンテナは、ＬＣ位相シフト層を介して無線信号を受信および／または送信するように構成される。無線機はまた、アクティブマトリクストランジスタアレイを含む。各トランジスタは、対応する蓄積キャパシタの両端の電圧を制御するように構成される。各蓄積キャパシタは、ＬＣ画素のそれぞれのＬＣ画素にわたって接続されている。無線機はまた、１つまたは複数の平面アンテナに接続された無線周波数送受信回路を含む。無線機はまた、アクティブマトリクストランジスタアレイを制御して複数のＬＣ画素の各々に経路長を設定することによって、１つまたは複数の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングを実行するように構成されたコントローラを含む。

【0011】

本明細書における経路長は、幾何学的経路長とそれぞれの波長における屈折率との積に等しい（「光路長」と呼ばれることもある）。ＬＣ位相シフト層は、ポリマー分散液晶材料を含んでもよい。

【0012】

無線周波数送受信回路は、送信機として構成されてもよい。無線周波数送受信回路は、受信機として構成されてもよい。無線周波数送受信回路は、送信機および受信機として構成されてもよい。

【0013】

１つまたは複数の平面アンテナは、２つ以上のアンテナの形態をとってもよい。平面アンテナは、アレイ状に配置されてもよい。平面アンテナのアレイは、アクティブマトリクストランジスタアレイのそれぞれのトランジスタごとの平面アンテナを含んでもよい。平面アンテナのアレイの幾何学的形状は、アクティブマトリクストランジスタアレイの幾何学的形状に対応してもよい。言い換えれば、平面アンテナのアレイの格子およびモチーフは、アクティブマトリクストランジスタアレイ内のトランジスタの格子およびモチーフと同じであってもよく、それらと整列していてもよい。平面アンテナのアレイの幾何学的形状は、アクティブマトリクストランジスタアレイの幾何学的形状と異なってもよい。

【0014】

１つまたは複数のグランド導体は、ＬＣ画素を通過しない無線信号の放射／受信を減衰させる（抑制する、またはさらには防止する）ように配置されてもよい。

【0015】

コントローラおよび無線周波数送受信回路は、単一の構成要素として統合されてもよい。コントローラおよび無線周波数送受信回路は、別個の構成要素によって提供されてもよい。

【0016】

無線機は、５ＧＨｚと３００ＧＨｚとの間を含む周波数を有する無線信号用に構成され得る。無線機は、３０ＧＨｚと３００ＧＨｚとの間を含む周波数を有する無線信号用に構成され得る。無線機は、ＮＡＴＯによって定義されたＫ（２０ＧＨｚから４０ＧＨｚ）、Ｌ（４０ＧＨｚから６０ＧＨｚ）、およびＭ（６０ＧＨｚから１００ＧＨｚ）帯域のうちの１つまたは複数の帯域内の周波数を有する無線信号用に構成され得る。無線機は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）によって定義されたＫａ（２７ＧＨｚ～４０ＧＨｚ）、Ｖ（４０ＧＨｚ～７５ＧＨｚ）、およびＷ（７５ＧＨｚ～１１０ＧＨｚ）帯域のうちの１つまたは複数内の周波数を有する無線信号用に構成され得る。無線機は、３００ＧＨｚを超える周波数を有する無線信号用に構成され得る。無線機は、１ＴＨｚ以上の周波数を有する無線信号のために構成され得る。無線機は、５Ｇ信号である無線信号用に構成され得る。無線機は、６Ｇ信号である無線信号用に構成され得る。無線機は、７Ｇ信号である無線信号用に構成され得る。

【0017】

アクティブマトリクストランジスタアレイは、薄膜トランジスタを含んでもよく、または薄膜トランジスタによって提供されてもよい。

【0018】

ＬＣ画素は、ＬＣ画素アレイを形成するように配置されてもよい。ＬＣ画素アレイは、５つの２次元ブラベ格子のいずれか１つに従って配置されてもよい。好ましくは、ＬＣ画素アレイは長方形または正方形である。好ましくは、ＬＣ画素アレイのＬＣ画素は、アクティブマトリクストランジスタアレイのそれぞれの行および列に対応する行および列に配置される。

【0019】

無線機は、受信した無線信号を中継または再ブロードキャストするように構成され得る。

【0020】

１つまたは複数の平面アンテナは、ＬＣ画素の下にあり、ＬＣ画素と同一の広がりを有する単一の平面アンテナの形態をとってもよい。単一の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングは、ＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトから生じ得る。単一の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングは、専らＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトから生じ得る。

【0021】

１つまたは複数の平面アンテナは、各々がＬＣ画素の下にある２つ以上の平面アンテナの形態をとってもよい。２つ以上の平面アンテナの各部分は、少なくとも１つのＬＣ画素によってオーバーラップされてもよい。アンテナの数は、ＬＣ画素の数を超えないことが好ましい。

【0022】

２つ以上の平面アンテナは、各ＬＣ画素に対応する平面アンテナを含んでもよい。各ＬＣ画素は、それぞれの平面アンテナがそのＬＣ画素を介して無線信号を受信および／または送信するように配置されるように、それぞれの平面アンテナの上に重なってもよい。

【0023】

無線周波数送受信回路は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または２つ以上の平面アンテナから送信される無線信号のビームフォーミングがＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトから生じるように、２つ以上の平面アンテナのすべてに同相で送信および／または２つ以上の平面アンテナから受信するように構成されてもよい。２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングは、専らＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトから生じてもよい。

【0024】

無線周波数送受信回路は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングが、無線周波数送受信回路によって導入される電気位相シフトとＬＣ位相シフト層によって導入される位相シフトとの和から生じるように、対応する電気位相シフトを用いて各平面アンテナとの間で送信および／または受信するように構成されてもよい。

【0025】

無線機は、ＬＣ画素のためのグランド層を提供する第１の導体層を含むことができる。無線機はまた、第１の誘電体層によって第１の導体層から分離された第２の導体層を含むことができる。第２の導体層は、１つまたは複数の平面アンテナの放射導体を提供するようにパターニングされてもよい。無線機はまた、液晶材料の層によって第２の導体層から分離された第３の導体層を含むことができる。第３の導体層は、ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定する画素電極を提供するようにパターニングされてもよい。

【0026】

ＬＣ位相シフト層は、液晶材料の層と、第１の導体層と、第３の導体層とを含んでもよい。第１の導体層は、均一な（すなわち、パターン化されていない）電極であってもよい。第１の導体層は、いくつかの電極を画定するようにパターニングされてもよい。第１の導体層はまた、１つまたは複数の平面アンテナのためのグランド層を提供することができる。

【0027】

本明細書に記載の層に関連して、特に明記しない限り、層「Ａ」が層「Ｃ」によって層「Ｂ」から分離されているという説明は、少なくとも以下：
・層Ｃの対向する面に直接接触する層「Ａ」および「Ｂ」、
・Ａ層とＣ層との間の１つまたは複数の介在層、
・層「Ｂ」と層「Ｃ」との間の１つまたは複数の介在層、または
・層「Ａ」と層「Ｃ」との間の１つまたは複数の介在層、ならびに層「Ｃ」と層「Ｂ」との間の１つまたは複数のさらなる介在層
の構成を包含する。

【0028】

１つまたは複数の平面アンテナは、２つ以上の平面アンテナの形態をとってもよい。無線機はまた、いくつかのＬＣ画素電極および２つ以上のアンテナ電極にパターン化された第４の導体層を含むことができる。各ＬＣ画素電極は、ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定することができる。各アンテナ電極は、２つ以上の平面アンテナのそれぞれの１つの放射導体を提供することができる。無線機はまた、液晶材料の層によって第４の導体層から分離された第５の導体層を含むことができる。第５の導体層は、複数のＬＣ画素のためのグランド層を提供することができる。第５の導体層は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小にするように構成されてもよい。

【0029】

ＬＣ位相シフト層は、液晶材料の層と、第４の導体層と、第５の導体層とを含んでもよい。ＬＣ画素電極は、同じ層内にアンテナ電極が点在していてもよい。各ＬＣ画素電極は、アンテナ電極を囲んでいてもよい。

【0030】

第５の導体層は、無線機が構成される無線信号の通過を可能にするようにインピーダンス整合されてもよい。第５の導体層は、メッシュ構造を有する単一の導体の形態をとってもよい。メッシュ構造を形成する要素の間隔は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小化するように構成されてもよい。第５の導体層は、２つ以上のＬＣバイアス電極にパターニングされてもよい。各ＬＣバイアス電極は、それぞれのＬＣ画素電極に対応し得る。

【0031】

第５の導体はまた、２つ以上の平面アンテナのためのグランドプレーンを提供することができる。

【0032】

無線機はまた、２つ以上の平面アンテナのためのグランド層を提供する第６の導体層を含むことができる。第６の導体層は、第２の誘電体層によって第４の導体層から分離されてもよい。第４の導体層は、第２の誘電体層と液晶材料の層との間に位置してもよい。

【0033】

第２の誘電体層は、アクティブマトリクストランジスタアレイを提供する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板の形態をとってもよい。アクティブマトリクストランジスタアレイのＴＦＴは、アンテナ電極と重ならないように配置されてもよい。

【0034】

１つまたは複数の平面アンテナは、２つ以上の平面アンテナの形態をとってもよい。無線機は、２つ以上のＬＣ画素電極にパターニングされた第７の導体層を含んでもよい。各ＬＣ画素電極は、ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定することができる。各ＬＣ画素電極はまた、２つ以上の平面アンテナの放射導体を提供してもよい。無線機はまた、液晶材料の層によって第４の導体層から分離された第８の導体層を含むことができる。第５の導体層は、ＬＣ画素のためのグランド層を提供することができる。第５の導体層は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小にするように構成されてもよい。無線周波数送受信回路は、２つ以上の平面アンテナの各々に容量結合されてもよい。

【0035】

ＬＣ位相シフト層は、液晶材料の層と、第７の導体層と、第８の導体層と、を含んでもよい。

【0036】

第８の導体層は、無線機が構成される周波数での無線信号の通過を可能にするようにインピーダンス整合されてもよい。第８の導体層は、メッシュ構造を有する単一の導体の形態をとってもよい。メッシュ構造を形成する要素の間隔は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小化するように構成されてもよい。第８の導体層は、２つ以上のＬＣバイアス電極にパターニングされてもよい。各ＬＣバイアス電極は、それぞれのＬＣ画素電極に対応し得る。第８の導体層は、ＬＣ画素電極のそれぞれが第８の導体層におけるギャップと一致するように、第７の導体層の逆にパターニングされていてもよい。

【0037】

アクティブマトリクストランジスタアレイを提供するＴＦＴ基板はまた、液晶材料の層と第７の導体層との間に配置されてもよい。

【0038】

第８の導体はまた、２つ以上の平面アンテナのためのグランドプレーンを提供してもよい。

【0039】

無線機はまた、２つ以上の平面アンテナのためのグランド層を提供する第９の導体層を含むことができる。第９の導体層は、第３の誘電体層によって第７の導体層から離間されていてもよい。第７の導体層は、第３の誘電体層と液晶材料の層との間に位置してもよい。

【0040】

１つまたは複数の平面アンテナは、２つ以上の平面アンテナの形態をとってもよい。無線機は、２つ以上のアンテナ電極にパターン化された第１０の導体層を含んでもよい。各アンテナ電極は、２つ以上の平面アンテナのそれぞれの１つの放射導体を提供することができる。無線機はまた、第４の誘電体層によって第１０の導体層から分離された第１１の導体層を含むことができる。第１１の導体層は、ＬＣ画素のためのグランド層を提供することができる。第１１の導体層は、２つ以上の平面アンテナによって受信および／または送信される信号の減衰を最小にするように構成されてもよい。無線機はまた、液晶材料の層によって第１１の導体層から分離された第１２の導体層を含むことができる。第１２の導体層は、複数のＬＣ画素電極にパターニングされていてもよい。各ＬＣ画素電極は、ＬＣ位相シフト層のそれぞれの画素を画定することができる。

【0041】

第１１の導体層はまた、２つ以上の平面アンテナのためのグランドプレーンを提供することができる。

【0042】

無線機はまた、２つ以上の平面アンテナのためのグランド層を提供する第１３の導体層を含むことができる。第１３の導体層は、第１０の導体層から第５の誘電体層によって分離されていてもよい。第１０の導体層は、第５の誘電体層と第４の誘電体層との間に位置していてもよい。

【0043】

ＬＣ位相シフト層のＬＣ材料は、１００μｍ～５ｍｍの範囲の厚さを有することができる。ＬＣ位相シフト層のＬＣ材料は、５００μｍ～２ｍｍの範囲の厚さを有することができる。ＬＣ位相シフト層のＬＣ材料は、５００μｍ～１．５ｍｍの範囲の厚さを有することができる。ＬＣ位相シフト層のＬＣ材料は、８００μｍ～１．２ｍｍの範囲の厚さを有することができる。

【0044】

無線機はまた、２つ以上の個別にアドレス指定可能な第２のＬＣ画素を含む第２の液晶ＬＣ位相シフト層を含むことができる。各第２のＬＣ画素の経路長は、その第２のＬＣ画素に印加される電圧の関数として変化し得る。無線機はまた、１つまたは複数の第２の平面アンテナを含むことができる。各第２の平面アンテナは、第２のＬＣ位相シフト層を介して無線信号を受信および／または送信するように構成されてもよい。無線機はまた、第２のアクティブマトリクストランジスタアレイを含んでもよい。第２のアクティブマトリクストランジスタアレイの各トランジスタは、対応する第２の蓄積キャパシタの両端の電圧を制御するように構成されてもよい。各第２の蓄積キャパシタは、第２のＬＣ画素のそれぞれの第２のＬＣ画素にわたって接続されてもよい。無線周波数送受信回路は、１つまたは複数の第２の平面アンテナに接続されてもよい。コントローラは、複数の第２のＬＣ画素の各々について経路長を設定するように第２のアクティブマトリクストランジスタアレイを制御することによって、１つまたは複数の第２の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングを実行するようにさらに構成されてもよい。コントローラは、アクティブマトリクストランジスタアレイを使用して、無線信号を受信するための第１のフェーズドアレイとして１つまたは複数のアンテナを制御するようにさらに構成されてもよく、第１のフェーズドアレイは、受信方向に指向し、制御可能に配向可能である。コントローラは、第２のアクティブマトリクストランジスタアレイを使用して、１つまたは複数の第２のアンテナを第２のフェーズドアレイとして制御して、第１のフェーズドアレイを使用して受信された無線信号を再送信するようにさらに構成されてもよく、第２のフェーズドアレイは、送信方向に指向し、制御可能に配向可能である。

【0045】

平面アンテナおよび／または第２の平面アンテナは、共通の基板上に支持されてもよい。ＬＣ位相シフト層および／または第２のＬＣ位相シフト層は、共通の基板上に支持されてもよい。アクティブマトリクストランジスタアレイおよび／または第２のアクティブマトリクストランジスタアレイは、共通の基板上に支持されてもよい。無線周波数送受信回路および／またはコントローラはまた、共通基板上に支持されてもよい。

【0046】

共通基板は、可撓性フィルムまたはシートを含んでもよく、または可撓性フィルムまたはシートの形態をとってもよい。無線機の電気部品は、共通基板の片面または両面に支持、堆積、パターニング、および／または一体化されてもよい。共通基板は、多層プリント回路基板の形態をとることができる。無線機の電気構成要素は、限定はしないが、アクティブマトリクストランジスタアレイ、第２のアクティブマトリクストランジスタアレイ、蓄積キャパシタ、第２の蓄積キャパシタ、無線周波数送受信回路、コントローラ、ＬＣ位相シフト層および／または第２の位相シフト層を含んでもよい。共通基板の対向する面に支持された無線機の電気部品間の相互接続は、貫通ビアを使用して提供され得る。

【0047】

共通基板は、積層体を含むか、または積層体の形態をとってもよい。共通基板が積層体である場合、無線機の１つまたは複数の電気部品は、積層体の１つまたは複数の内部層上（または内部）に支持、堆積、パターン化、および／または一体化されてもよい。共通の基板が積層体である場合、積層体は、ガラスおよび／またはプラスチックおよび／または接着剤の１つまたは複数の層を含むことができる。積層体は、１つまたは複数の導体層を含んでもよい。積層体の導体層は、内部（すなわち、第１の面と第２の面との間）および／または外部（すなわち、第１の面および／または第２の面に支持される）であってもよい。積層体の１つまたは複数の層は、無線機の１つまたは複数の電気部品を支持することができる。

【0048】

アクティブマトリクストランジスタアレイおよび／または第２のアクティブマトリクストランジスタアレイは、共通基板上および／または共通基板内に集積されてもよい。アクティブマトリクストランジスタアレイおよび／または第２のアクティブマトリクストランジスタアレイは、共通基板にフリップチップ接合されてもよい。蓄積キャパシタおよび／または第２の蓄積キャパシタは、共通の基板上および／または共通の基板内に集積されてもよい。蓄積キャパシタおよび／または第２の蓄積キャパシタは、共通基板にフリップチップ接合されてもよい。無線周波数送受信回路は、共通基板上および／または共通基板内に集積されてもよい。無線周波数送受信回路は、共通基板にフリップチップ接合されてもよい。コントローラは、共通の基板上および／または共通の基板内に一体化されてもよい。コントローラは、共通基板にフリップチップ接合されてもよい。部品は、共通基板の片面または両面にフリップチップ接合されてもよい。

【0049】

共通基板は、透明であってもよい。透明は、可視波長に対して５０％の最小透過率を有する共通基板に対応し得る。可視波長は、３８０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲に対応し得る。１つまたは複数の平面アンテナおよび／または１つまたは複数の第２の平面アンテナを支持、提供、および／または形成する無線機の一部は、透明または不透明であってもよい。

【0050】

共通基板は、ガラスを含むか、またはガラスから形成されてもよい。共通基板は、限定はしないが、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートＰＥＮ、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、または無線機を支持するのに十分な機械的強度および透けて見えるのに十分な透明性を有する任意の他のポリマーを含む１つまたは複数のプラスチックを含むか、またはその形態をとってもよい。

【0051】

無線機の１つまたは複数の電気部品が共通基板にフリップチップ接合される場合、そのような電気部品は、ヘテロジニアス・インテグレーション・ロードマップＨＩＲに従って共通基板にフリップチップ接合されてもよい。ヘテロジニアス・インテグレーション・ロードマップ（ＨＩＲ）は、シリコン・システム・イン・パッケージ（ＳｉＰ）技術のために開発されたガイドラインのセットである。ＨＩＲは、例えば、ＨＩＲ ２０１９ ｅｄｉｔｉｏｎの刊行物に記載されたガイドラインを指すことができる。

【0052】

共通基板は、ヒートスプレッダ層を組み込んでもよい。ヒートスプレッダ層は、ヘテロジニアス・インテグレーション製造プロセス中に組み込まれてもよい。ヒートスプレッダ層は、ファンまたは他の冷却方法を必要とせずに、より高い出力で、および／またはより高密度の電気部品および相互接続を使用して動作することを可能にすることができる。例えば、１つまたは複数のアンテナおよび／またはＬＣ画素のためのグランドプレーン層は、銅から形成されてもよく、ヒートスプレッダ層としてさらに機能してもよい。

【0053】

無線機は、第１の対向面および第２の対向面を有し、第１の対向面と第２の対向面との間に厚さを有する平面基板を含むことができる。１つ以上の平面アンテナおよびＬＣ位相シフト層は、第１の面上に支持されてもよい。１つまたは複数の第２の平面アンテナおよび第２のＬＣ位相シフト層は、第２の面上に支持されてもよい。無線周波数送受信回路は、平面基板によって支持されてもよく、無線周波数送受信回路と１つまたは複数の平面アンテナとの間および／または無線周波数送受信回路と１つまたは複数の第２の平面アンテナとの間で信号を送信するために平面基板の厚さを貫通して形成された複数のビアを含んでもよい。

【0054】

平面基板は、前述の共通基板を含むか、またはその形態をとることができる。

【0055】

無線周波数送受信回路は、第１の面上に支持された第１のマイクロストリップ線路と、第２の面上に支持された第２のマイクロストリップ線路とを含むことができる。第１および第２のマイクロストリップ線路は、対応するビアによって接続されてもよい。第１の面および第２の面に支持されたマイクロストリップ線路間を接続するビアは、マイクロストリップ線路にインピーダンス整合されてもよい。無線周波数送受信回路は、第１の面上に支持されたいくつかの第１のマイクロストリップ線路を含むことができる。無線周波数送受信回路は、第２の面上に支持されたいくつかの第２のマイクロストリップ線路を含むことができる。任意のマイクロストリップ線路は、平面基板を貫通して延在するビアによって、平面基板の反対側に支持された無線周波数送受信回路の１つまたは複数のマイクロストリップ線路および／または他の構成要素に接続することができる。

【0056】

無線周波数送受信回路は、平面基板にフリップチップ接合された１つまたは複数の構成要素を含むことができる。無線周波数送受信回路の１つまたは複数の構成要素は、第１の面にフリップチップ接合されてもよい。無線周波数送受信回路の１つまたは複数の構成要素は、第２の面にフリップチップ接合されてもよい。無線周波数送受信回路の１つまたは複数の構成要素は、第１の面にフリップチップ接合されてもよく、１つまたは複数のさらなる構成要素は、第２の面にフリップチップ接合されてもよい。無線周波数送受信回路の１つまたは複数の構成要素は、ヘテロジニアス・インテグレーション・ロードマップＨＩＲに従って平面基板にフリップチップ接合されてもよい。

【0057】

いくつかの例では、無線周波数送受信回路、アクティブマトリクストランジスタアレイ、第２のアクティブマトリクストランジスタアレイ、および／またはコントローラのいずれかまたはすべては、プリント回路基板を含まなくてもよい。これらの構成要素はプリント回路基板を含まなくてもよいが、それらのいずれかまたはすべては、プリント回路基板を含むことができる別個のデバイス、例えば電源に接続されてもよい。

【0058】

無線周波数送受信回路は、１つまたは複数のフィルタを含むことができる。フィルタは、無線周波数送受信回路と平面アンテナとの間および／または無線周波数送受信回路と第２の平面アンテナとの間の信号をフィルタリングするように配置されてもよい。フィルタは、フィルムバルク音響共振器ＦＢＡＲを含むか、またはその形態をとることができる。フィルタは、薄膜バルク音響共振器ＴＦＢＡＲを含むか、またはその形態をとることができる。フィルタは、メタマテリアルを含んでもよく、メタマテリアルから形成されてもよい。無線周波数送受信回路での使用に適したメタマテリアルフィルタには、限定するものではないが、“Ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｉｎｓｐｉｒｅｄ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ＲＦ／Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ”、Ａｂｄｕｌｌａｈ Ａｌｂｕｒａｉｋａｎ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ（２０１６）、Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｓｃｈｏｌａｒ．ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ．ａｃ．ｕｋ／ｕｋ－ａｃ－ｍａｎ－ｓｃｗ：３０５３０８，（特に５６ページ以降を参照）に記載されているメタマテリアルフィルタが含まれる。フィルタは、無線周波数送受信回路と１つまたは複数の平面アンテナとの間、および／または無線周波数送受信回路と１つまたは複数の第２の平面アンテナとの間の伝送線路に組み込まれてもよい。例えば、１つまたは複数の分散要素フィルタの形態である。フィルタは、伝送線路の一部に沿ったインピーダンスの変化の形態で設けられてもよい。

【0059】

平面基板は、ヒートスプレッダ層（図示せず）を組み込んでもよい。ヒートスプレッダ層は、ヘテロジニアス・インテグレーション製造プロセス中に組み込まれてもよい。ヒートスプレッダ層は、ファンまたは他の冷却方法を必要とせずに、より高い電力で、および／またはより高密度のアンテナおよび／またはマイクロストリップ相互接続を使用して動作することを可能にすることができる。いくつかの例では、グランドプレーン層（例えば、アンテナおよび／または第２のアンテナの一部として形成される）は、銅から形成されてもよく、ヒートスプレッダ層としてさらに機能してもよい。追加的または代替的に、アンテナ誘電体層は、比較的高い熱コンダクタンスを有する誘電体、例えばＡｌＮから形成されてもよく、またはＡｌＯｘ（特にサファイア構造のＡｌ_２Ｏ_３）も良好なヒートスプレッダ層として機能してもよい。

【0060】

コントローラは、位相画像を受信または生成するようにさらに構成されてもよい。位相画像の各画素は、アクティブマトリクストランジスタアレイのトランジスタに対応してもよく、関連する蓄積キャパシタに印加するための電圧を蓄積してもよい。コントローラは、位相画像の値に従って各蓄積キャパシタの電圧を設定するようにアクティブマトリクストランジスタアレイを制御するようにさらに構成されてもよい。あるいは、位相画像はホログラムとして説明されてもよい。本明細書では、「ホログラム」という用語はまた、異なる量だけ位相シフトされた無線信号間の干渉によって形成される３Ｄ波パターンを表すために使用され得る。言い換えれば、「ホログラム」という用語は、位相画像に適用されてもよいし、無線機から放射される波パターンに適用されてもよい。

【0061】

無線周波数送受信回路は、１つまたは複数の増幅器を含むことができる。追加的または代替的に、無線機は、無線周波数送受信回路と１つまたは複数の平面アンテナとの間および／または無線周波数送受信回路と１つまたは複数の第２の平面アンテナとの間に接続された１つまたは複数の増幅器を含むことができる。無線周波数送受信回路は、１つまたは複数のフィルタを含むことができる。追加的または代替的に、無線機は、無線周波数送受信回路と１つまたは複数の平面アンテナとの間および／または無線周波数送受信回路と１つまたは複数の第２の平面アンテナとの間に接続された１つまたは複数のフィルタを含むことができる。

【0062】

無線機がフィルタを含む場合、フィルタは、共通基板および／または平面基板によって支持され、共通基板上に形成され、または共通基板内に形成されてもよい。無線機は、無線周波数送受信回路に関連して前述した任意の形態の１つまたは複数のフィルタを含むことができる。無線機が増幅器を含む場合、増幅器は、共通基板および／または平面基板によってさらに支持されてもよい。無線機は、共通基板および／または平面基板によって支持され、共通基板上に形成され、または共通基板および／または平面基板内に形成されたＣＭＯＳ増幅器の形態の１つまたは複数の増幅器を含むことができる。

【0063】

増幅器の一部またはすべては、低雑音増幅器の形態をとることができる。増幅器の一部またはすべては、電力増幅器の形態をとることができる。無線機が送受信機（送信および受信）として構成される場合、各平面アンテナまたは第２の平面アンテナは、受信モードの低雑音増幅器と送信モードの電力増幅器との間で切り替え可能な経路を介して無線周波数送受信回路に接続されてもよい。無線機が送受信機として構成される場合、平面アンテナおよび／または第２の平面アンテナのサブセットは、１つまたは複数の低雑音増幅器を介して無線周波数送受信回路に接続された受信アンテナであってもよく、残りの第１のアンテナおよび／または第２の平面アンテナ（すなわち、サブセットの補体）は、１つまたは複数の電力増幅器を介して無線周波数送受信回路に接続された送信アンテナであってもよい。

【0064】

システムは、無線機のうちの２つ以上を含んでもよい。２つ以上の無線機の各無線機は、２つ以上の無線機の各他の無線機とビームフォーミングを調整するように構成され得る。

【0065】

２つ以上の無線機は、同じ一般的な近傍、例えば２００ｍの球内に配置されてもよい。２つ以上の無線機の各々は、２つ以上の無線機のうちの少なくとも１つの他の無線機の２００ｍ以内、１００ｍ以内、５０ｍ以内、２０ｍ以内、または１０ｍ以内に位置し得る。

【0066】

２つ以上の無線機は、有線ネットワークを介して接続されてもよい。２つ以上の無線機は、無線ネットワークを介して接続されてもよい。２つ以上の無線機は、有線リンクおよび無線リンクを含むネットワークを介して接続されてもよい。

【0067】

システムはまた、２つ以上の無線機のビームフォーミングを調整するように構成された中央制御ユニットを含んでもよい。中央制御ユニットは、２つ以上の無線機のうちの１つの無線機の形態をとってもよい。システムは、２つ以上の無線機のコントローラを使用して、ビームフォーミングの調整が分散方式で実行されるように構成され得る。

【0068】

２つ以上の無線機は、２つ以上の無線機の受信および／または送信を第１の外部ソースに向けるようにビームフォーミングを調整するように構成され得る。

【0069】

２つ以上の無線機は、少なくとも２つの空間的に分離された外部ソースに向けてビームフォーミングを調整するように構成され得る。

【0070】

２つ以上の無線機は、構造体によって支持され得る。構造物は、建物であってもよい。各無線機は、建物の窓または壁によって支持されてもよい。各無線機は、異なるウィンドウによってサポートされ得る。２つ以上の無線機は、同じウィンドウによってサポートされ得る。構造は、バスシェルタ、ランプポスト、または街路備品の任意の他のアイテムであってもよい。構造体によって支持されることは、構造体への取り付け、構造体への装着などを含むことができる。構造によって支持されることは、追加的または代替的に、構造に組み込まれるか、または構造と一体的に形成される無線機を含むことができる。システムを構成する２つ以上の無線機は、２つ以上の別個の構造（既に説明したのと同じ意味を有する構造）によってサポートされ得る。

【0071】

２つ以上の無線機の全部または一部は、少なくとも２つの無線機の平面アンテナが第１のマクロフェーズドアレイとして利用され得るように、アレイ状に配置されてもよい。第２の平面アンテナが含まれる場合、これらは、追加的または代替的に、第２のマクロ位相アレイとして利用されてもよい。

【0072】

本発明の第２の態様によれば、液晶ＬＣ位相シフト層を含むアンテナアセンブリが提供される。ＬＣ位相シフト層は、複数の個別にアドレス指定可能なＬＣ画素を含む。各ＬＣ画素の経路長は、そのＬＣ画素に印加される電圧の関数として変化する。アンテナアセンブリはまた、金属で形成された１つまたは複数の平面アンテナを含む。各平面アンテナは、ＬＣ位相シフト層を介して無線信号を受信および／または送信するように構成される。各平面アンテナは、５ＧＨｚ～３００ＧＨｚの範囲内の周波数を有する無線信号用に構成される。

【0073】

アンテナアセンブリは、第１の態様による無線機に含まれてもよい。アンテナアセンブリは、第１の態様による無線機またはその無線機を含むシステムの任意の特徴に対応する特徴を含むことができる。第１の態様による無線機、またはその無線機を含むシステムに適用可能な定義は、アンテナアセンブリにも同様に適用可能であり得る。

【0074】

アンテナアセンブリは、液晶ディスプレイの全部または一部に対応しなくてもよい。アンテナアセンブリは、交差偏波器を含まなくてもよい。

【0075】

ＬＣ位相シフト層と平面アンテナとは、共通の基板上に一体化されていてもよい。

【0076】

アンテナアセンブリはまた、アクティブマトリクストランジスタアレイを含んでもよい。アクティブマトリクストランジスタアレイの各トランジスタは、対応する蓄積キャパシタの両端の電圧を制御するように構成されてもよい。各蓄積キャパシタは、複数のＬＣ画素のそれぞれのＬＣ画素にわたって接続されてもよい。

【0077】

アクティブマトリクストランジスタアレイは、共通基板上に集積されてもよい。

【0078】

本発明の第３の態様によれば、第１の態様による無線機を使用する方法、またはその無線機を含むシステムが提供される。本方法は、アクティブマトリクストランジスタアレイを制御して複数のＬＣ画素の各々に経路長を設定することによって、１つまたは複数の平面アンテナによって受信および／または送信される無線信号のビームフォーミングを制御することを含む。

【0079】

本方法は、第１の態様の無線機またはその無線機を含むシステムの任意の特徴に対応する特徴を含むことができる。

【0080】

本発明の特定の実施形態を、添付の図面を参照して、例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0081】

【図1】無線送受信機の概略ブロック図である。

【図2】例示的な無線送受信機の一部に対応する回路図である。

【図3】第１のアンテナアセンブリを概略的に示す図である。

【図4】第１の積層体の概略断面図である。

【図5】第１の無線送受信機構成の概略ブロック図である。

【図6】第２の無線送受信機構成の概略ブロック図である。

【図7】第３の無線送受信機構成の概略ブロック図である。

【図8】第４の無線送受信機構成の概略ブロック図である。

【図9】第５の無線送受信機構成の概略ブロック図である。

【図10】第１のタイプの平面アンテナの概略平面図である。

【図11】第２のタイプの平面アンテナの概略平面図である。

【図12】第３のタイプの平面アンテナの概略平面図である。

【図13】第４のタイプの平面アンテナの概略平面図である。

【図14】第５のタイプの平面アンテナの概略平面図である。

【図15】図１４に示す第５の平面アンテナの代替的な配置の概略平面図である。

【図16】第２のアンテナアセンブリを概略的に示す図である。

【図17】第２の積層体の概略断面図である。

【図18】第３のアンテナアセンブリを概略的に示す図である。

【図19】第３の積層体の概略断面図である。

【図20A】ＬＣ画素電極およびアンテナ電極の概略平面図である。

【図20B】ＬＣバイアス電極の概略平面図である。

【図21】第４のアンテナアセンブリを概略的に示す図である。

【図22】第４の積層体の概略断面図である。

【図23】第５のアンテナアセンブリを概略的に示す図である。

【図24】第５の積層体の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0082】

以下の説明では、同一部分には同一符号を付す。

【0083】

基地局に対する見通し線ならびに無線信号の大気および／または気象減衰の問題は、無線ネットワークにさらなる無線送受信機を追加することによって対処することができる。しかしながら、実際にこれを行うためには、小型、高利得、操縦可能で安価であり、大量の電力を必要としない無線送受信機が必要とされる。特に見通し外環境の場合、無線信号のポインティングベクトルの方向は、サービス品質性能を最大化するために重要である。また、使用される無線送受信機は、審美的に目立たない、すなわち小さく、好ましくは変装および／または環境への統合が容易であることが望ましい。本明細書では、他の問題の中でも、これらの問題に対処する無線送受信機用のアンテナアセンブリについて説明する。

【0084】

無線通信のための現在のインフラストラクチャは、より高い周波数に向かって、例えばミリ波に向かって（またはそれを超えて）スケーリングすることを困難にする制限および根本的な問題に遭遇すると予想される。モバイルデータ、コンテンツストリーミングなどの新しいサービスのために、より高い帯域幅に対する需要がますます高まっているため、単一の送信機タワーによってカバーされるエリア（または「セル」）のサイズはますます小さくなってきている。この傾向は、しばしば「５Ｇ」と呼ばれる５ＧＨｚを超える周波数で続くと予想される。セルタワーの現在の従来のインフラストラクチャは既にその限界に近づいており、無線通信ネットワークが高周波数および高データレートで動作する見通し内ポイントツーマルチポイントシステムに向かって移動するにつれて、新しい手法が必要とされる。そのような高周波数通信、例えばミリ波はまた、ビーム形成およびビームステアリングを可能にするための大規模多入力多出力アンテナアーキテクチャの使用からかなり利益を得ることができる。高指向性動作は、マルチパス干渉に関する問題を回避するのに役立ち得る。

【0085】

例えば、高精細度ビデオストリーミング、クラウドベースのサービス、拡張現実など、ますます多様化し、没入型のモバイルデータサービスに対する消費者の要求によって、次世代無線通信ネットワークおよびシステムは、競争力を維持するために高スループット、低レイテンシ、および信頼性を提供する必要がある。例えば、６ＧＨｚまで移動するために現在計画されているインフラストラクチャを超えて、利用されておらず、潜在的に毎秒１０から５０Ｇｂの領域のデータレートをサポートすることができるミリ波周波数で利用可能な追加の２００ＧＨｚのスペクトルがある。

【0086】

広域スペクトルは、それが無制限であることを意味するものではなく、他のサービスも、同じ帯域または隣接する帯域を利用する。スペクトルのかなりの部分が単一の独立したモバイルネットワーク事業者に排他的に与えられる場合、スペクトル利用の非効率性が存在する。平均的な消費者は、ミリ波スペクトルとして、３から３０ＧＨｚの範囲、および３０から４０ＧＨｚの間（最大３００ＧＨｚ）のスペクトルを有するｃｍ波を利用することができる。

【0087】

また、スマートシティのインフラストラクチャ、ヘルスケア、自動運転車、および他の多くのアプリケーションを含む、ミッションクリティカルなサービスのための６０から７０ＧＨｚでのスペクトル共有もある。そのようなサービスは、好ましくは、連続的な高速、低レイテンシ接続にアクセスする必要があり、共有スペクトルは、デバイスが常に接続されていることを保証するのに役立つ可能性を有する。

【0088】

本明細書は、隣接するアンテナから放射される信号間に必要な位相シフトを生成する複雑さおよびコストを低減しながら、フェーズドアレイのためのビームステアリングを実行することができるアンテナアセンブリに関する。特に、本明細書は、電子的に生成された位相シフトとは無関係に、および／または電子的に生成された位相シフトと組み合わせて（例えば、従来のビームフォーミング出力を改良するために）、ビームフォーミングのために液晶セル（または「画素」）のアクティブマトリクス制御を使用する。

【0089】

本明細書はまた、アンテナアセンブリを組み込み、無線信号、特に無線通信ネットワーク（例えば、モバイル／セルサービス）におけるデータ送信に使用される５ＧＨｚを超える無線信号を中継するように構成され得る無線送受信機（または単に「無線機」）に関する。他の特徴の中でも、本明細書に記載の無線送受信機は、コンパクトで薄型であり、構築環境内の構造への直接的な取り付け、または構造への統合を可能にする。本明細書による無線送受信機は、窓ガラスへの取り付けまたは窓ガラスへの組み込みに特に適している場合があり、人間の観察者に透視されるのに十分な透明性を保持することができる。

【0090】

これらの特徴により、距離を改善し、死角を減らし、構造物または地下（例えば、メトロ輸送システム）の内部に信号を中継するなどのために、無線送受信機を構造物に追加することができる。

【0091】

図１を参照すると、無線送受信機１が示されている。

【0092】

無線送受信機１は、Ｋ個の個別にアドレス指定可能なＬＣ画素Ｐ_１，．．．，Ｐ_ｋ，．．．，Ｐ_Ｋを含む液晶（ＬＣ）位相シフト層２を含み、Ｐ_ｋはＫ個のＬＣ画素のうちのｋ番目を表す。ＬＣ位相シフト層２は、好ましくはポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）の形態の液晶材料を含む。例えば、ＰＤＬＣ材料は、シアノビフェニルおよびシアノテルフェノール成分の混合物、例えばメルク（ＲＴＭ）から販売されているＥ７液晶を含んでもよい。ＰＤＬＣ材料は、アクリレート材料（例えば、Ｎｏｒｌａｎｄ（ＲＴＭ）Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８１）に２０から３０重量％（例えば、２５重量％）の範囲の濃度で溶解されて混合されてもよい。ＬＣ位相シフト層２の厚さはｔである。厚さは、使用される特定のＬＣ材料およびビームフォーミングのための所望の角度範囲に応じて、数百μｍから数ｍｍまでの範囲であり得る。

【0093】

無線送受信機１はまた、各々がＬＣ位相シフト層２を介して無線信号４を受信および／または送信するように構成された１つまたは複数の平面アンテナ３を含む。例えば、液晶（ＬＣ）位相シフト層２は、図１に示すように、１つまたは複数の平面アンテナ３の放射導体を覆う平坦な層の形態をとってもよい。１つまたは複数のグランド導体（図１には図示せず）は、ＬＣ位相シフト層２を通過しない無線信号４の放射／受信を減衰（すなわち、抑制する、またはさらには防止する）するように構成されてもよい。

【0094】

各ＬＣ画素Ｐ_ｋを介して１つまたは複数の平面アンテナ３に無線信号４を伝送するための経路長は、そのＬＣ画素Ｐ_ｋに印加される電圧の関数として変化する。この文脈における経路長は、幾何学的経路長とそれぞれの波長における屈折率との積に等しく、「光路長」と呼ばれることもあるが、この場合、関連する電磁放射は可視光ではない。特に、異方性の分極性により、液晶分子の局所的な配向方向に依存して誘電率が変化する。したがって、各ＬＣ画素Ｐ_ｋの屈折率ｎは、そのＬＣ画素Ｐ_ｋに印加される電圧Ｖ（厳密には対応する電界）の関数ｎ（Ｖ）である。ｋ番目のＬＣ画素Ｐ_ｋに印加される電圧をＶ_ｋとすると、対応する屈折率ｎをｎ_ｋ（Ｖ_ｋ）または単にｎ_ｋとする。

【0095】

ＬＣ画素Ｐ_ｋが規則的な間隔ｄで離間されている場合、隣接するＬＣ画素Ｐ_ｋ、Ｐ_ｋ＋１間の経路差は２つの成分を有し、第１の成分は幾何学的効果によるものであり、第２の成分は屈折率ｎ_ｋ、ｎ_ｋ＋１の差によるものである。幾何学的寄与は、任意のフェーズドアレイと同じである。角度θで入射する無線信号４の場合、幾何学的経路差はｄ．ｓｉｎ（θ）である。従来のフェーズドアレイでは、幾何学的経路差ｄ．ｓｉｎ（θ）にかかわらず、無線信号４が１つまたは複数の平面アンテナ３によって同相で放射または受信され得るように、電子機器を使用して幾何学的経路差ｄ．ｓｉｎ（θ）を補償する。

【0096】

図１の無線送受信機１では、幾何学的経路差ｄ．ｃｏｓ（θ）の補償は、代わりに、ＬＣ画素Ｐ_ｋの調整可能な経路長によって提供される。ＬＣ画素Ｐ_ｋの屈折率ｎ_ｋは、無線信号４の角度を局所角度θ_ｋに屈折させる。

（１）
ここで、ｎ_０は空気の屈折率（ｎ_０≒１）である。ｋ番目の画素の光路長は次のとおりである。

（２）
ここで、ＯＰＬ_ｋは、ｋ番目のＬＣ画素Ｐ_ｋの光路長である。このとき、隣接するＬＣ画素Ｐ_ｋ、Ｐ_ｋ＋１間の光路差ΔＯＰＬは、
ΔＯＰＬ＝ＯＰＬ_ｋ－ＯＰ_ｋ＋１（３）

【0097】

ビームフォーミングの場合、光路差ΔＯＰＬが幾何学的経路差に等しくなることが必要であり、すなわち、
ΔＯＰＬ＝ｄ・ｓｉｎ（θ）（４）

【0098】

一例として、入射角θ＝１０°＝π／１８、画素間隔ｄ＝２ｍｍの場合、幾何学的経路差はｄ．ｓｉｎ（θ）＝０．３５ｍｍである。ｋ番目のＬＣ画素Ｐ_ｋの屈折率をｎ_ｋ＝３、ｋ＋１番目のＬＣ画素Ｐ_ｋ＋１の屈折率をｎ_ｋ＋１＝１．５とすると、それぞれの角度は、θ_ｋ＝３．３２°、θ_ｋ＋１＝６．６５°となる。ＬＣ画素Ｐ_ｋ，Ｐ_ｋ＋１間の光路長差によって幾何学的な光路長差が完全に打ち消されるためには、０．２３ｍｍ（２３０μｍ）の厚みがあればよい。

【0099】

無線送受信機１はまた、ＬＣ画素Ｐ_１、．．．、Ｐ_Ｋの各々にわたって印加される電圧Ｖ_１、．．．、Ｖ_Ｋを制御するように構成されたアクティブマトリクストランジスタアレイ５を含む。アクティブマトリクストランジスタアレイ５の各トランジスタ（図２参照）は、対応する蓄積キャパシタ（図２参照）にわたる電圧Ｖ_ｋを制御するように構成され、その蓄積キャパシタは、ＬＣ位相シフト層２のそれぞれのＬＣ画素Ｐ_ｋにわたって接続される。アクティブマトリクストランジスタアレイ５は、薄膜トランジスタを使用して実装されることが好ましいが、アクティブマトリクスアドレス配列に適した任意のトランジスタが代わりに使用されてもよい。

【0100】

無線送受信機１はまた、１つまたは複数の平面アンテナ３に接続された無線周波数送受信回路６を含む。無線周波数送受信回路６は、１つまたは複数の平面アンテナ３との間で無線周波数信号７を送信および／または受信する。無線周波数信号７は、入射無線信号４に、ＬＣ位相シフト層２によって加えられる位相シフトを加えたものに対応する。無線周波数送受信回路６は、送信機として、受信機として、または好ましくは送信機および受信機（同時か時間多重かにかかわらず）として構成されてもよい。いくつかの例では、無線送受信機１は、受信した無線信号４を中継または再ブロードキャストするように構成されてもよい。

【0101】

無線送受信機１はまた、アクティブマトリクストランジスタアレイ５を制御して複数のＬＣ画素Ｐ_１、．．．、Ｐ_Ｋの各々の光路長を設定することによって、１つまたは複数の平面アンテナ２によって受信および／または送信される無線信号４のビームフォーミングを実行するように構成されたコントローラ８を含む。特に、コントローラ８は、電圧Ｖ_１、．．．、Ｖ_Ｋを設定するためにアクティブマトリクストランジスタアレイ５にアクティブマトリクス制御信号９を出力する。以下に説明するように、有利には、アクティブマトリクス制御信号９は、例えば従来のアクティブマトリクスディスプレイで使用される任意の既知のアクティブマトリクスアドレッシング方式に従って構成されてもよい。任意選択的に、コントローラ８はまた、例えば無線周波数信号７および／または制御信号１０を生成、処理および／または中継するために、無線周波数送受信回路６を制御することもできる。あるいは、無線周波数送受信回路６は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５とは独立して制御されてもよい。

【0102】

コントローラ８は、例えば、コントローラ８を組み込んだデバイス（図示せず）から制御信号１５を受信することができる。例えば、制御信号１５は、無線周波数信号７、ビームフォーミングのためのターゲット方向などを提供することができる。

【0103】

コントローラ８は、マイクロコントローラまたは１つまたは複数のプロセッサ１１、揮発性メモリ１２、および不揮発性記憶装置１３を含むコンピューティングデバイス（例えば、携帯電話）の形態をとることができる。不揮発性記憶装置１３は、１つまたは複数のプロセッサ１１によって実行されると、コントローラ８に本明細書に記載の機能を実施させるプログラムコード１４を格納する。コントローラ８は、マイクロコントローラまたはコンピューティングデバイスを使用した実装に限定されず、代替的に、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）、または必要な機能を実行するのに適した任意の他のデバイスに実装されてもよい。

【0104】

図１では別個の構成要素として示されているが、他の例では、コントローラ８および無線周波数送受信回路６は単一の構成要素として統合されてもよい。

【0105】

このようにして、単一の平面アンテナ３を使用してビームフォーミングを実行することができ、無線信号４が通過するときにＬＣ位相シフト層２によって位相シフトが適用される。ＬＣ画素Ｐ_１、．．．、Ｐ_ｋのアクティブマトリクス５制御は、多数の要素のビームフォーミングを制御するための簡便に実装されたコンパクトでスケーラブルな手法を提供する。さらに、電圧Ｖ_１、．．．、Ｖ_Ｋの印加は、従来のビームフォーミングのＫ個の素子と比較して複雑ではない。

【0106】

ＬＣ位相シフト層２および１つまたは複数の平面アンテナ３は、例えば共通の基板上に支持されて一体化され、無線送受信機１の一体化された構成要素としてのアンテナアレイを提供することができる。アンテナアレイはまた、共通基板上のＬＣ位相シフト層２および１つまたは複数の平面アンテナ３と一体化されたアクティブマトリクストランジスタアレイ５を含むことができる。

【0107】

無線送受信機１は、５ＧＨｚ～３００ＧＨｚのキャリア周波数を有する無線信号４用に構成される。いくつかの例では、無線送受信機１は、３００ＧＨｚを超える、または１ＴＨｚ以上のキャリア周波数を有する無線信号４用に構成されてもよい。５Ｇ無線通信規格は適切な無線信号４の一例であるが、後続の世代も使用することができる（例えば、６Ｇ、７Ｇなど）。

【0108】

図２も参照すると、ＬＣ位相シフト層のＬＣ画素Ｐ_ｋは、アクティブマトリクストランジスタアレイ５に対応するアレイに配置されてもよい。

【0109】

ＬＣ位相シフト層の画素Ｐ_ｋをアクティブマトリクストランジスタアレイ５に対応するアレイに配置することにより、ＬＣ位相シフト層２とアクティブマトリクストランジスタアレイ５との統合を容易にすることができる。例えば、各ＬＣ画素Ｐ_ｋは、対応するトランジスタおよび蓄積キャパシタに直接隣接して配置されてもよい。

【0110】

Ｋ個のＬＣ画素Ｐ_ｋは、Ｋ＝Ｎ×Ｍとして、Ｎ行Ｍ列に配置されてもよい。第ｎ行第ｍ列に対応するＬＣ画素Ｐ_ｋをＰ_ｍ，ｎとする。この例では、アクティブマトリクストランジスタアレイ５は、Ｍ本の駆動線Ｄ_１、．．．、Ｄ_ｍ、．．．、Ｄ_ＭおよびＮ本のアドレス線Ｓ_１、．．．、Ｓ_ｎ、．．．、Ｓ_Ｎを使用して制御される。駆動線Ｄ_ｍおよびアドレス線Ｓ_ｎの各対は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５のそれぞれのトランジスタＴ_ｍ、ｎによって結合される。トランジスタＴ_ｍ，ｎのゲートにはアドレス線Ｓ_ｎが接続され、トランジスタチャネル（極性に応じてソースまたはドレイン）の一端には駆動線Ｄ_ｍが接続されている。トランジスタチャネルの他端は、それぞれの蓄積キャパシタＣ_Ｓを介してグランドに結合される。蓄積キャパシタＣ_Ｓは、対応するＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎを跨いで並列に接続されている。

【0111】

ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎに電圧Ｖ_ｍ，ｎを設定するには、第ｍの駆動線Ｄ_ｍを所望の電圧値に接続し、アドレス線Ｓ_ｎをトランジスタＴ_ｍ，ｎのチャネルが開くようにバイアスする。接続された蓄積キャパシタＣ_Ｓは、駆動線Ｄ_ｍに印加された電圧値に充電され、トランジスタＴ_ｍ，ｎがオフされる。このように、ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎごとに電圧値Ｖ_ｍ，ｎが設定されてもよい。漏れ電流による電圧Ｖ_ｍ、ｎの減衰により、蓄積キャパシタＣ_Ｓ上の電圧値Ｖ_ｍ、ｎは、アレイ５を走査することによって定期的にリフレッシュされる。このようにして、アクティブマトリクストランジスタアレイ５は、アクティブマトリクス表示画面と同様の方法で制御されてもよい。

【0112】

コントローラ８は、任意選択的に、位相画像１６を受信、検索、または生成するように構成されてもよい。例えば、位相画像１６は、制御信号１５に含まれてもよく、コントローラの内部記憶装置１３から取得されてもよく、１つまたは複数のプロセッサ１１によって生成されてもよく、および／またはコントローラ８の外部のさらなる記憶装置１７から取得されてもよい。位相画像１６の各画素は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５のトランジスタＴ_ｍ，ｎに対応し、関連する蓄積キャパシタＣ_ＳおよびＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎに印加するための電圧値Ｖ_ｍ，ｎを蓄積する。コントローラ８は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５を制御して、位相画像１７に記憶された値に従って各蓄積キャパシタの電圧Ｖ_ｍ、ｎを設定することができる。この手法は、従来のＬＣＤディスプレイと共に使用するように構成されたコントローラ８の使用を可能にすることができる。位相画像１７はまた、ＬＣ位相シフト層２を使用して出力されている位相パターンの有用な視覚化を提供することができる。

【0113】

位相画像１７は、代替的に「ホログラム」と記載されてもよい。本明細書では、「ホログラム」という用語はまた、アンテナアセンブリによって異なる量だけ位相シフトされた無線信号４間の干渉によって形成される３Ｄ波パターンを表すために使用され得る。換言すれば、「ホログラム」という用語は、位相画像１７および／またはＬＣ位相シフト層２を介して放射される波パターンに適用することができる。

【0114】

ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎのアレイは、基本的な矩形または正方格子に従って配置されることが好ましいが、これは、アクティブマトリクストランジスタアレイ５の行および列におけるそれぞれのトランジスタＴ_ｍ，ｎに対応するように配置する方が簡単であるためである。しかしながら、一般に、ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎのアレイは、５つの２次元ブラベ格子のいずれか１つに従って配置されてもよい。

【0115】

図２に示す例は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５およびＬＣシフト層のＬＣ画素Ｐ_ｋを実装する単なる一例である。他の例では、１つまたは複数の平面アンテナ３の幾何学的形状は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５の幾何学的形状と異なってもよい。アクティブマトリクストランジスタアレイ５も同様にアドレス指定および制御されるが、トランジスタＴ_ｍ、ｎは、任意の順序でＬＣ画素Ｐ_ｋに接続されてもよい。電圧値Ｖ_ｋを記憶するために位相画像１７を使用する能力は、ＬＣ画素Ｐ_ｋの配置がトランジスタＴ_ｍ、ｎの配置に対応するか否かによって影響されないが、両者が対応しない場合、位相画像１７の視覚化は、出力位相を視覚化するのに有用である可能性は低い。

【0116】

第１のアンテナアセンブリ
図３も参照すると、第１の例示的アンテナアセンブリ１８（以下、第１のアンテナアセンブリ）が示されている。

【0117】

第１のアンテナアセンブリ１８は、無線送受信機１の実施態様で使用することができる。第１のアンテナアセンブリ１８において、１つまたは複数の平面アンテナ３は、ＬＣ位相シフト層２のＬＣ画素Ｐ_ｋから電気的に分離（絶縁）されている。

【0118】

ＬＣ位相シフト層２は、各ＬＣ画素Ｐ_ｋが、アクティブマトリクストランジスタアレイ５の対応する蓄積キャパシタＣ_Ｓの非グランド側に接続されたそれぞれのＬＣ画素電極１９_ｋによって画定される液晶材料３３の層の形態をとる。また、各ＬＣ画素Ｐ_ｋは、ＬＣバイアス電極２０の少なくとも一部を含む。個々のＬＣバイアス電極２０_ｋは、各ＬＣ画素電極１９_ｋに対応して画定されてもよく、または単一のＬＣバイアス電極２０は、ＬＣ画素Ｐ_ｋの２つ以上、またはさらにはすべてに共通であってもよい。

【0119】

ＬＣ画素Ｐ_ｋおよび対応するＬＣ画素電極１９_ｋは、（図２に示すように）アクティブマトリクストランジスタアレイ５のトランジスタＴ_ｍ、ｎに対応するアレイに配置されてもよく、その結果、各ＬＣ画素Ｐ_ｋは代替的にＰ_ｍ、ｎと呼ばれ、各ＬＣ画素電極１９_ｋは１９_ｍ、ｎと呼ばれてもよい。

【0120】

ＬＣ画素電極１９_ｋ、１９_ｍ、ｎおよびＬＣバイアス電極２０を画定する電極層は、所望の周波数範囲、例えば５ＧＨｚ～３００ＧＨｚ（またはその１つまたは複数の部分）の無線信号４の通過を可能にするようにインピーダンス整合されるべきである。

【0121】

１つまたは複数の平面アンテナ３は、任意の数の個々の平面アンテナ３を含んでもよく、単一の平面アンテナ２２（図５）の形態をとってもよい。各平面アンテナ３は、無線送受信回路６の一部を構成する増幅器２３に接続されている。送信のために、増幅器２３は電力増幅器の形態をとることができる。受信のために、増幅器２３は低雑音増幅器の形態をとることができる。平面アンテナ３への接続は、電力増幅器と低雑音増幅器との間で切り替え可能であってもよい。任意選択で、１つまたは複数のフィルタ２４が、無線送受信回路６と平面アンテナ３との間に接続されてもよい。含まれる場合、フィルタ２４は、平面アンテナ３とそれぞれの増幅器２３との間、および／または増幅器２３と無線送受信回路６の残りの部分との間に接続されてもよい。

【0122】

いくつかの例では、増幅器２３は、無線送受信回路６とは別個であり、無線送受信回路６と平面アンテナ３との間に接続されてもよい。

【0123】

図４も参照すると、第１のアンテナアセンブリ１８を実装する第１の積層体２５の概略断面図が示されている。

【0124】

第１の積層体２５は基板２６を含む。１つまたは複数の平面アンテナ３は、基板２６上に支持され、アンテナグランドプレーン層２７、アンテナ誘電体層２８、および放射導体層２９を含む。放射導体層２９は、１つまたは複数の平面アンテナを画定するようにパターニングされ、アンテナグランドプレーン層２７は、均一なグランドプレーン（連続導体層）であってもよく、または放射導体層２９に対応するようにパターニングされてもよい。

【0125】

第１の積層体２５において、アクティブマトリクストランジスタアレイ５は、ＴＦＴアクティブマトリクスアレイを支持するＴＦＴ基板３０の形態で第１のアンテナアセンブリ１８に集積される。例えば、ＴＦＴ基板３０は、ＴＦＴの形態のトランジスタＴ_ｍ、ｎが内部に画定されるアモルファスシリコンの薄層を支持するガラスから形成されてもよい。ＴＦＴ基板３０は、１つまたは複数の平面アンテナ３の上に重なっており、好ましくは、１つまたは複数の平面アンテナ３に接合または他の様態で固定される。

【0126】

ＬＣ位相シフト層２は、ＴＦＴ基板３０の上に接合され、または直接堆積され、液晶材料３３の層によってＬＣバイアス電極層３２から分離されたＬＣ画素電極層３１を含む。ＬＣ画素Ｐ_ｋは、それぞれのトランジスタＴ_ｍ，ｎと物理的に重なるように配置されたＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎとして配置されており、ＬＣ画素電極層３１は、ＬＣ画素電極２０_ｍ，ｎを画定している。好ましくは、ＬＣ位相シフト層２は、ＬＣ画素電極層３１がＴＦＴ基板３１に接触するか、または少なくとも最も近くなるように配置される。これは、ＬＣ画素Ｐ_ｍ、ｎとそれぞれのトランジスタＴ_ｍ、ｎとの間の簡略化された接続および／または直接接続を容易にすることができる。

【0127】

第１の積層体２５は第１のアンテナアセンブリ１８を実装する一例であるが、第１のアンテナアセンブリ１８は第１の積層体２５に限定されない。

【0128】

第１の無線送受信機の構成
図５も参照すると、第１の無線送受信機構成３４（以下、「第１の無線機」）が示されている。

【0129】

第１の無線機３４は、無線送受信機１の実施態様である。第１の無線機３４は第１のアンテナアセンブリ１８を用いてもよい。

【0130】

第１の無線機３４の１つまたは複数の平面アンテナ３は、ＬＣ位相シフト層２内に画定された複数のＬＣ画素Ｐ_１、．．．、Ｐ_Ｋの下にあり、それらと実質的に同一の広がりを有する単一の平面アンテナ２２、ＡＮＴの形態をとる。単一の平面アンテナ１９は、均一またはパターン化されていないアンテナである必要はなく、（すべての部分が連続的に接続されているが）パターン化されてもよい。

【0131】

無線周波数送受信回路６は、φ_０の位相を有する無線周波数（ＲＦ）信号７で単一の平面アンテナ２２を駆動する。単一の平面アンテナ２２から放射された無線信号４は、ＬＣ画素Ｐ_１，．．．，Ｐ_Ｋを通過し、それぞれの位相シフトψ_１，．．．，ψ_Ｋを取得する。位相シフトψ_１、．．．、ψ_Ｋは、無線信号４が、ＬＣ位相シフト層２がない場合に予想されるような平面波面ではなく、指向性ビーム（強め合う干渉が存在する方向に対応する）としてＬＣ位相シフト層２から出現するように制御される。

【0132】

ＬＣ画素Ｐ_１，．．．，Ｐ_Ｋは、アクティブマトリクストランジスタアレイ５（図２参照）のそれぞれのトランジスタＴ_ｍ，ｎに対応するＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎのアレイとして配置されてもよい。

【0133】

無線信号４の送信に関連して示されているが、第１の無線機３４は、送信プロセスの逆によってビームフォーミング方向から無線信号４を追加的または代替的に受信することができる。

【0134】

第２の無線送受信機構成
図６も参照すると、第２の無線送受信機構成３５（以下、「第２の無線機」）が示されている。

【0135】

第２の無線機３５は、無線送受信機１の実施態様である。第２の無線機３５は、第１のアンテナアセンブリ１８を用いてもよい。第２の無線機３５の１つまたは複数の平面アンテナ３は、各ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎに対応する平面アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎの形態をとる。例えば、各平面アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎは、それぞれのＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎの直下（または上層）に配置され、ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎを介して無線信号を受信および／または送信するように構成されてもよい。ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎおよびそれぞれの平面アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎは、いずれも、アクティブマトリクストランジスタアレイ５を構成するトランジスタＴ_ｍ，ｎのアレイに対応するアレイ状に配置されている。

【0136】

無線周波数送受信回路６は、位相がφ_０の無線周波数（ＲＦ）信号７を用いて、各平面アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎを同相で駆動する。各平面アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎから放射された無線信号４は、それぞれのＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎを通過し、対応するそれぞれの位相シフトψ_ｍ，ｎを取得する。位相シフトψ_１，１，．．．，ψ_Ｍ，Ｎは、無線信号４が、ＬＣ位相シフト層２がない場合に予想されるような平面波面の代わりに、指向性ビーム（強め合う干渉が存在する方向に対応する）としてＬＣ位相シフト層２から現れるように制御される。

【0137】

無線信号４の送信に関連して示されているが、第２の無線機３５は、追加的または代替的に、送信プロセスの逆によってビームフォーミング方向から無線信号４を受信することができる。

【0138】

第３の無線送受信機の構成
図７も参照すると、第３の無線送受信機構成３６（以下、「第３の無線機」）が示されている。

【0139】

第３の無線機３６は、無線送受信機１の実施態様である。第３の無線機３６は、第１のアンテナアセンブリ１８を使用してもよい。第３の無線機３６は、すべてのアンテナＡＮＴ_ｍ，ｎをコヒーレントに駆動する代わりに、無線周波数送受信回路６が、対応する位相φ_ｍ，ｎを有するそれぞれのＲＦ電気信号７_ｍ，ｎを使用して各平面アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎとの間で送信および／または受信するように構成されることを除いて、第２の無線機３５と同じである。各位相φ_ｍ、ｎは、一般性を失うことなく位相φ_ｍ、ｎのうちの１つ、例えばφ_１、１に対応すると仮定することができるベース信号φ_０に対する位相シフトに対応する。アレイ全体にわたって、２つ以上の位相φ_ｍ、ｎは、ビームフォーミング方向に応じて等しいかまたは等価であり得る。

【0140】

ＬＣ位相シフト層２から現れる無線信号４は、アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎを駆動するために使用される位相φ_ｍ，ｎと、ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎを通過することによって与えられる位相シフトψ_ｍ，ｎとの和である位相を有する。この２段階（または「ハイブリッド」）ビームフォーミングは、ビームが、そうでなければＬＣ位相シフト層２のＬＣ材料層３３の所与の厚さｔを使用して可能であるよりも広い範囲のビームフォーミング角度に形成されることを可能にし得る。追加的または代替的に、２段階ビーム形成は、ＬＣ位相シフト層２の必要な厚さｔを減少させることができる。これは、所与の電界を得るために印加される必要がある電圧の大きさを低減するのに役立ち得る。

【0141】

電気信号７_ｍ、ｎの多数の調整可能な位相φ_ｍ、ｎを精密に提供することは複雑である。例えば、所与のアンテナＡＮＴ_ｍ，ｎへの伝送線路は、各々が予め設定されたビームフォーミング方向に対応し得る２つ以上の受動位相シフト素子／構造間で（例えば、トランジスタＴ_ｍ、ｎに属するか、またはトランジスタＴ_ｍ、ｎと同じ基板上に形成された追加のトランジスタを使用して）切り替え可能であり得る。次いで、ＬＣ画素Ｐ_ｍ、ｎを通過することによって付与されるさらなる位相シフトψ_ｍ、ｎによって、ビームフォーミング方向の精密な制御が提供され得る。

【0142】

いくつかの例では、アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎのグループは、互いに同相で駆動されてもよい。例えば、より広いアレイの正方形または長方形のパッチ。そのような例では、駆動される必要がある別個の位相φ_ｍ、ｎの総数は、Ｋよりも実質的に少なくてもよい。例えば、アンテナＡＮＴ_ｍ、ｎの１２×１２アレイは、４×４の群の正方形で駆動され、１４４から必要とされる別個のＲＦ信号７_ｍ、ｎの数をわずか９に低減することができる。各グループは、対応する領域の平均位相に対応する位相φで駆動されてもよく、その後に、ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎを通過することによって与えられる追加の位相シフトψ_ｍ，ｎによって必要に応じて上下に調整されてもよい。

【0143】

ＬＣ位相シフト層２を使用するファインビームフォーミングと組み合わされた電子機器における粗ビームフォーミングのこの２段階の組み合わせは、ＲＦ送受信回路６の電子機器の複雑さを最小限に抑えながら、ＬＣ位相シフト層２のＬＣ材料層３３の所与の厚さｔを使用して可能であるよりも広い範囲のビームフォーミング角度にビームを形成することを可能にすることができる。追加的または代替的に、２段階ビーム形成は、ＬＣ位相シフト層２の必要な厚さｔを低減することができ、および／または所与の電界を得るために印加される必要がある電圧の大きさを低減することができる。

【0144】

第４の無線送受信機の構成
図８も参照すると、第４の無線送受信機構成３７（以下、「第４の無線機」）が示されている。

【0145】

第４の無線機３７は、無線送受信機１の実施態様である。第４の無線機３７は、第１のアンテナアセンブリ１８を用いてもよい。第２の無線機３５の１つまたは複数の平面アンテナ３は、Ｗ個の平面アンテナＡＮＴ_１、．．．、ＡＮＴ_ｗ、．．．、ＡＮＴ_Ｗの形態をとり、ＡＮＴ_ｗはＷ個のアンテナのｗ番目を表す。数Ｗは、２以上であり、ＬＣ画素Ｐ_ｋの総数Ｋ未満であり、すなわち、２≦Ｗ＜Ｋである。平面アンテナＡＮＴ_１、．．．、ＡＮＴ_Ｗの各々は、ＬＣ画素Ｐ_ｋの下にあり（または上にあり）、ＬＣ位相シフト層２は、アンテナＡＮＴ_ｗへの、および／またはアンテナＡＮＴ_ｗからの無線信号が少なくとも１つのＬＣ画素Ｐ_ｋを通過するように、各平面アンテナＡＮＴ_１、．．．、ＡＮＴ_Ｗに全体的に重なる。

【0146】

換言すれば、各アンテナＡＮＴ_ｗは、１つまたは複数の対応するＬＣ画素Ｐｋのグループを介して送信および／または受信する。ｗ番目のアンテナＡＮＴ_ｗに対応するＬＣ画素Ｐ_ｋの数をＪｗとすると、

（５）
ｗ番目のアンテナＡＮＴ_ｗに対応するＪｗ個のＬＣ画素のｊ番目をＰ_ｗ，ｊとする。

【0147】

無線周波数送受信回路６は、位相がφ_０の無線周波数（ＲＦ）信号７を用いて、各平面アンテナＡＮＴ_ｗを同相で駆動する。各平面アンテナＡＮＴ_ｗから放射された無線信号４は、それぞれのＬＣ画素Ｐ_ｗ，１，．．．，Ｐ_ｗ，Ｊｗを通過し、対応する位相シフトψ_ｗ，１，．．．，ψ_ｗ，Ｊｗを取得する。位相シフトψ_１，１，．．．，ψ_Ｗ，ＪＷは、無線信号４が、ＬＣ位相シフト層２が存在しない場合に予想されるような平面波面の代わりに、指向性ビーム（強め合う干渉が存在する方向に対応する）としてＬＣ位相シフト層２から現れるように制御される。

【0148】

いくつかの例では、ＬＣ画素Ｐ_ｗ、Ｊｗは、アクティブマトリクストランジスタアレイ５（図２参照）に対応するアレイに配置され、各平面アンテナＡＮＴ_ｗは、ＬＣ画素Ｐ_ｗ、Ｊｗの正方形または長方形のグループに対応し得る。あるいは、各平面アンテナＡＮＴ_ｗは、バンドまたはストリップ、例えばＬＣ画素Ｐ_ｗ、Ｊｗの１つまたは複数の行／列に対応してもよい。

【0149】

無線信号４の送信に関連して示されているが、第４の無線機３７は、追加的または代替的に、送信プロセスの逆によってビームフォーミング方向から無線信号４を受信することができる。

【0150】

第５の無線送受信機の構成
図９も参照すると、第５の無線送受信機構成３８（以下、「第５の無線機」）が示されている。

【0151】

第５の無線機３８は、無線送受信機１の実施態様である。第５の無線機３８は、第１のアンテナアセンブリ１８を使用してもよい。第５の無線機３８は、すべての平面アンテナＡＮＴ_１、．．．、ＡＮＴ_Ｗを同相で駆動する代わりに、無線周波数送受信回路６が、対応する位相φ_ｗを有するそれぞれのＲＦ電気信号７_ｗを使用して各平面アンテナＡＮＴ_ｗとの間で送信および／または受信するように構成されることを除いて、第４の無線機３７と同じである。各位相φ_ｗは、ベース信号φ_０に対する位相シフトに対応し、これは一般性を失うことなく、位相φ_ｗのうちの１つ、例えばφ_１に対応すると仮定することができる。アレイ全体にわたって、２つ以上の位相φ_ｗは、所望のビームフォーミング方向に応じて、等しいかまたは等価であり得る。

【0152】

ＬＣ位相シフト層２から現れる無線信号４は、アンテナＡＮＴ_ｍ，ｎを駆動するために使用される位相φ_ｗと、ＬＣ画素Ｐ_ｗ，１，．．．，Ｐ_ｗ，Ｊｗを通過することによって与えられる位相シフトψ_ｗ，１，．．．，ψ_ｗ，Ｊｗとの和ｓである位相を有する。この二相ビーム形成は、ＬＣ位相シフト層２のＬＣ材料層３３の所与の厚さｔを使用して可能となるよりも広い範囲のビームフォーミング角度にビームを形成することを可能にすることができる。追加的または代替的に、２段階ビーム形成は、ＬＣ位相シフト層２の必要な厚さｔを低減し、および／または所与の電界を得るために印加される必要がある電圧の大きさを低減することができる。

【0153】

ＬＣ画素Ｐ_ｗ、Ｊｗがアクティブマトリクストランジスタアレイ５（図２参照）に対応するアレイに配置されている場合、および各平面アンテナＡＮＴ_ｗがＬＣ画素Ｐ_ｗ、Ｊｗの正方形または長方形のグループに対応する場合、前述の２段階ビームフォーミングが実行され得る。例えば、粗いビームフォーミングは、ＲＦ電気信号７_１、．．．、７_Ｗの位相φ_１、．．．、φ_Ｗによって提供されてもよく、一方、ビームフォーミング方向の精密な制御は、ＬＣ画素Ｐ_ｗ、ｊｗを通過することによって与えられるさらなる位相シフトψ_ｗ、ｊｗによって提供される。

【0154】

アンテナ形状の例
図１０も参照すると、第１のタイプの平面アンテナ３９（以下、「第１の平面アンテナ」）が示されている。

【0155】

第１の平面アンテナ３９は、正方形の導電領域の形態をとり、その各々がアンテナの放射導体を提供する。例えば、第１の平面アンテナを放射導体層２９にパターニングしてもよい。アンテナグランドプレーン（例えば、アンテナグランドプレーン層２７）は、同じ方法でパターン化され、第１の平面アンテナ３９と位置合わせされてもよい。あるいは、アンテナグランドプレーンは、単一のパターン化された（例えば、メッシュ）またはパターン化されていない導電領域の形態をとってもよい。

【0156】

各ＬＣ画素Ｐ_ｋは、第１の平面アンテナ３９と重畳する位置に配置されており、その面積がやや大きいことが好ましい。

【0157】

正方形アレイで示されているが、第１の平面アンテナ３９は、任意の（格子）タイプまたは形状のアレイに従って構成されてもよい。図１０には３×３のアレイが示されているが、第１の平面アンテナ３９のアレイは、任意の数の行および／または列を含んでもよい。

【0158】

図１１も参照すると、第２のタイプの平面アンテナ４０（以下、「第２の平面アンテナ」）が示されている。

【0159】

第２のタイプの平面アンテナ４０は、第１のタイプ３９と同じであるが、第２のタイプの平面アンテナ３９は、長軸および短軸を有する矩形の導電領域の形態をとる。対応する上にあるまたは下にあるＬＣ画素Ｐ_ｋの投影された輪郭４１は、破線を使用して示されている。

【0160】

矩形アレイで示されているが、第２の平面アンテナ４０は、任意の（格子）タイプまたは形状のアレイに従って構成されてもよい。図１１には３×３のアレイが示されているが、第２の平面アンテナ４０のアレイは、任意の数の行および／または列を含んでもよい。

【0161】

図１２も参照すると、第３のタイプの平面アンテナ４２（以下、「第３の平面アンテナ」）が示されている。

【0162】

第３のタイプの平面アンテナ４２は、第３の平面アンテナ４２がリング（または「ループ」）アンテナの形態をとることを除いて、第１または第２のタイプ３９、４０と同じである。対応する上にあるまたは下にあるＬＣ画素Ｐ_ｋの投影された輪郭４１は、破線を使用して示されている。

【0163】

正方形アレイで示されているが、第３の平面アンテナ４２は、任意の（格子）タイプまたは形状のアレイに従って構成されてもよい。図１２には３×３のアレイが示されているが、第３の平面アンテナ４２のアレイは、任意の数の行および／または列を含むことができる。

【0164】

図１３も参照すると、第４のタイプの平面アンテナ４３（以下、「第３の平面アンテナ」）が示されている。

【0165】

第４のタイプの平面アンテナ４３は、第４の平面アンテナ４３が螺旋アンテナの形態をとることを除いて、第１、第２または第３のタイプ３９、４０、４２と同じである。対応する上にあるまたは下にあるＬＣ画素Ｐ_ｋの投影された輪郭４１は、破線を使用して示されている。図１１および図１２とは異なり、図１３では、対応するＬＣ画素Ｐ_ｋの投影輪郭４１は円形である。投影された輪郭４１が対応する平面アンテナ３、３９、４０、４２、４３を囲む限り、対応するＬＣ画素Ｐ_ｋの特定の形状は、いかなるタイプの平面アンテナ３９、４０、４２、４３にとっても重要ではない。例えば、図１３では正方形ＬＣ画素Ｐ_ｋを代わりに使用することができ、あるいは図１１および／または図１２では円形ＬＣ画素Ｐ_ｋを代わりに使用することができる。

【0166】

正方形アレイで示されているが、第４の平面アンテナ４３は、任意の（格子）タイプまたは形状のアレイに従って構成されてもよい。図１３には３×３のアレイが示されているが、第４の平面アンテナ４３のアレイは、任意の数の行および／または列を含むことができる。

【0167】

図１４も参照すると、第５のタイプの平面アンテナ４４（以下、「第５の平面アンテナ」）が示されている。

【0168】

第５のタイプの平面アンテナ４４は、第５の平面アンテナ４４がビバルディアンテナの形態をとることを除いて、第１から第４のタイプ３９，４０，４２，４３と同じである。ビバルディアンテナは指向性であり、各第５の平面アンテナ４４は、放射方向４５に平行な方向を中心とする主ローブを有する放射パターンを放射する。対応する上にあるまたは下にあるＬＣ画素Ｐ_ｋの投影された輪郭４１は、破線を使用して示されている。

【0169】

矩形アレイで示されているが、第５の平面アンテナ４４は、任意の（格子）タイプまたは形状のアレイに従って構成されてもよい。図１４には３×３のアレイが示されているが、第５の平面アンテナ４４のアレイは、任意の数の行および／または列を含むことができる。

【0170】

図１５も参照すると、第５の平面アンテナ４４（以下、「第５の平面アンテナ」）の代替的な配置が示されている。

【0171】

特に、第５の平面アンテナ４４のような面内指向性平面アンテナを使用する場合、それらはすべて同じ方向に配向される必要はない。図１５では、いくつかの第５の平面アンテナ４４は、放射方向４５に平行に放射するように配向され、他の第５の平面アンテナ４４’は、逆平行に放射するように配向される。２つの向きは、相互貫入格子（長方形であり、２つのアンテナモチーフを中心とする。本明細書におけるモチーフは、結晶学および他のタイプの反復／モザイク状パターンから既知の意味を有するが、ここでは格子点に対するアンテナの配置を指す）。第５の平面アンテナ４４は、平行／逆平行であることに限定されず、所与のアレイは、任意の方向に配向され、任意の数のアンテナを含むモチーフを有する格子に従って配置された第５の平面アンテナ４４を含むことができる。

【0172】

第１から第５の平面アンテナ３９，４０，４２，４３，４４の例は、これに限定されるものではなく、一般的に、１つまたは複数の平面アンテナ３は、任意のタイプの平面アンテナを含んでもよいし、２つ以上のタイプの平面アンテナの組み合わせを含んでもよい。

【0173】

第２のアンテナアセンブリ
図１６も参照すると、第２の例示的アンテナアセンブリ４６（以下、第２のアンテナアセンブリ）が示されている。

【0174】

第２のアンテナアセンブリ４６は、無線送受信機１の実施態様で使用されてもよく、限定はしないが、第１から第５の無線機３４、３５、３６、３７、３８を含む任意の無線送受信機１の第１のアンテナアセンブリ１８を置き換えてもよい。

【0175】

第２のアンテナアセンブリ４６において、１つまたは複数の平面アンテナ３は、共通のグランドプレーンを共有するという点で、ＬＣ位相シフト層２のＬＣ画素Ｐ_ｋと一体化されている。

【0176】

共通のグランド導体層４７（または第１の導体層）は、第１のアンテナアセンブリ１８のＬＣバイアス電極と同様に、（または各）ＬＣ画素Ｐ_ｋのためのグランド層を提供する。放射導体層２９（または第２の導体層）は、アンテナ誘電体層２８によって共通グランド導体層４７から分離されている。放射導体層２９は、１つまたは複数の平面アンテナ３の放射導体を提供するようにパターニングされる。共通のグランド導体層４７はまた、１つまたは複数の平面アンテナのためのグランド層を提供する。ＬＣ画素電極層３１（または第３の導体層）は、液晶材料３３の層によって放射導体層２９から分離されている。パターニングされたＬＣ画素電極層をパターニングすることにより、ＬＣ位相シフト層３のそれぞれのＬＣ画素Ｐ_ｋを画定するＬＣ画素電極１９_ｋが形成される。

【0177】

共通のグランド導体層４７は、均一なパターン化されていない電極であってもよい。あるいは、共通のグランド導体層４７は、いくつかの別個の電極を形成するようにパターニングされてもよい。

【0178】

ＬＣ画素Ｐ_ｋおよび対応するＬＣ画素電極１９_ｋは、（図２に示すように）アクティブマトリクストランジスタアレイ５のトランジスタＴ_ｍ、ｎに対応するアレイに配置されてもよく、その結果、各ＬＣ画素Ｐ_ｋは代替的にＰ_ｍ、ｎと呼ばれ、各ＬＣ画素電極１９ｋは１９_ｍ、ｎと呼ばれてもよい。

【0179】

ＬＣ画素電極１９_ｋ、１９_ｍ、ｎを画定するＬＣ画素電極層３１は、所望の周波数範囲、例えば５ＧＨｚ～３００ＧＨｚ（またはその１つまたは複数の部分）の無線信号４の通過を可能にするようにインピーダンス整合されるべきである。

【0180】

第１のアンテナアセンブリ１８と同様に、１つまたは複数の平面アンテナ３は、任意の数の平面アンテナ３を含んでもよい。各平面アンテナ３は、任意選択のフィルタ２４および／または増幅器２３（無線送受信回路６の内部または外部）を含む、第１のアンテナアセンブリ１８と同じ方法で無線送受信回路６に接続される。

【0181】

第１のアンテナアセンブリ１８と比較して、第２のアンテナアセンブリの構造は、アンテナグランドプレーン層２７およびＬＣバイアス電極層３１の両方の代わりに共通グランド導体層４７を使用して単純化される。さらに、ＬＣ画素電極１９_ｋ、１９_ｍ、ｎを画定するＬＣ画素電極層３１は、無線信号４の通過を可能にするために依然としてインピーダンス整合されるべきであるが、無線信号４は、より少ない数のインピーダンス整合層を通って放射され、これにより、出力信号強度を改善することができる。

【0182】

図１７も参照すると、第２のアンテナアセンブリ４６を実装する第２の積層体４８の概略断面が示されている。

【0183】

ＴＦＴ基板３０は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５を支持する。ＬＣ画素電極層３１は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５に支持されているか、または直接形成されている。これは、ＬＣ画素Ｐ_ｍ、ｎとそれぞれのトランジスタＴ_ｍ、ｎとの間の簡略化された接続および／または直接接続を容易にすることができる。放射導体層２９は、ＬＣ材料３３の層によってＬＣ画素電極層３１から隔てられている。反対側において、放射導体層２９は、アンテナ誘電体層２８によって共通グランドプレーン導体層４７から分離されている。基板２６は省略されてもよく、代わりにＴＦＴ基板３０によって機械的支持が提供される。

【0184】

１つまたは複数の平面アンテナ３は、共通グランドプレーン層４８と放射導体層２９との間に画定される。ＬＣ位相シフト層２は、共通グランドプレーン層４８とＬＣ画素電極層３１との間に画定される。このように、１つまたは複数の平面アンテナ３はＬＣ位相シフト層２内にあるので、１つまたは複数の平面アンテナ３とＬＣ位相シフト層２とは別個の層ではない。

【0185】

第２の積層体４８は第２のアンテナアセンブリ４６を実現する一例であるが、第２のアンテナアセンブリ４６は第２の積層体４８に限定されない。

【0186】

第３のアンテナアセンブリ
図１８も参照すると、第３の例示的なアンテナアセンブリ４９（以下、第３のアンテナアセンブリ）が示されている。

【0187】

第３のアンテナアセンブリ４９は、無線送受信機１の実施態様で使用されてもよく、限定はしないが、第１から第５の無線機３４、３５、３６、３７、３８を含む任意の無線送受信機１の第１のアンテナアセンブリ１８を置き換えてもよい。

【0188】

第３のアンテナアセンブリ４９において、ＬＣ画素Ｐ_ｋおよび対応するＬＣ画素電極１９_ｋは、（図２に示すように）アクティブマトリクストランジスタアレイ５のトランジスタＴ_ｍ、ｎに対応するアレイに配置され、それにより、各ＬＣ画素Ｐ_ｋはＰ_ｍ、ｎと称され、各ＬＣ画素電極１９_ｋは１９_ｍ、ｎと称される。

【0189】

平面アンテナ３は、ＬＣ位相シフト層２のＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎと一体化されており、ＬＣ画素電極１９_ｍ，ｎは、それぞれの平面アンテナ３の放射導体を提供するアンテナ電極５１_ｍ，ｎと同じ導電層５０（第４の導電層以降）からパターニングされている。ＬＣ画素電極１９_ｍ，ｎには、アンテナ電極５１_ｍ，ｎが点在している。ＬＣバイアス電極層３２（第５の導体層）は、液晶材料３３の層によって導体層５０から分離されており、ＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎの下地層を構成している。アンテナグランドプレーン層２７は別個に設けられる（図１９参照）。ＬＣバイアス電極層３２は、アンテナ電極５１_ｍ、ｎによって画定される平面アンテナ３によって受信および／または送信される無線信号４の減衰を最小にするように構成されるように、例えば５ＧＨｚ～３００ＧＨｚ（またはその１つまたは複数の部分）を含む所望の周波数範囲内の無線信号４の通過を可能にするようにインピーダンス整合される。

【0190】

図１９も参照すると、第３のアンテナアセンブリ４９を実装する第３の積層体５１の概略断面図が示されている。

【0191】

基板２６は、アンテナグランドプレーン層２７（第６の導体層）を支持する。アンテナグランドプレーン層２７の上には、アクティブマトリクス型トランジスタアレイを含むＴＦＴ基板３０が配置されている。ＴＦＴ基板３０上には、ＬＣ画素電極１９_ｍ，ｎおよび放射導体をなすアンテナ電極５１_ｍ，ｎを構成する導体層５０が設けられている。ＴＦＴ基板３０は、アンテナ誘電体として機能し、ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎへの単純かつ直接的な接続のために配置される。ＬＣバイアス電極層３２は、ＬＣ材料３３の層によって導電層５０から分離されている。ＴＦＴ基板３０が他の層のための機械的支持を提供することができる場合、基板２６は省略されてもよい。トランジスタＴ_ｍ，ｎを提供するアクティブマトリクストランジスタアレイ５のＴＦＴは、任意のアンテナ電極５１_ｍ，ｎと重複しないように配置されてもよい。

【0192】

１つまたは複数の平面アンテナ３は、アンテナグランドプレーン層２７と導電層５０との間に画定される。ＬＣ位相シフト層２は、ＬＣバイアス電極層３２と導電層５０との間に画定される。このように、１つまたは複数の平面アンテナ３およびＬＣ位相シフト層２は、導体層５０が両方に属するため、別個の層ではない。

【0193】

図２０Ａおよび図２０Ｂも参照すると、ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎ、アンテナ電極５１_ｍ、ｎおよびＬＣバイアス電極２０_ｍ、ｎの例示的な構成が示される。

【0194】

特に図２０Ａを参照すると、導電層５０内で、各アンテナ電極５１_ｍ、ｎは、間隙５２によって分離された対応する環状ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎによって取り囲まれてもよい。アンテナ電極５１_ｍ、ｎは、ビアを使用して別の層に接続されてもよく、またはＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎは、アンテナ電極５１_ｍ、ｎに導電性トレースをルーティングすることを可能にするサイズの小さなギャップを含んでもよい。

【0195】

特に図２０Ｂを参照すると、ＬＣバイアス電極層３２内で、ＬＣバイアス電極２０_ｍ、ｎは環状ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎと位置合わせされ、同じ形状を有し、２つの電極１９_ｍ、ｎ、２０_ｍ、ｎは同一の広がりを有する。アンテナ電極５１_ｍ、ｎは、環状ＬＣバイアス電極２０_ｍ、ｎによって囲まれた領域を介して無線信号４を放射および／または受信することができる。

【0196】

あるいは、ＬＣバイアス電極層３２は、無線信号４の減衰を最小にするように構成されたメッシュを形成する要素間の間隔を有するメッシュ構造を有する単一の導体の形態をとってもよい。

【0197】

変形例（図示せず）では、アンテナ誘電体として機能するＴＦＴ基板３０の代わりに、基板２６を省略することができ、アンテナグランドプレーン２７は、図１９に示すものとは反対側のＴＦＴ基板３０に移動させることができる。そのような実施態様では、アンテナグランドプレーン２７は、アンテナ誘電体層２８（図１９には示されていないが、他の場所に示されている）によって導体層５０から分離される。

【0198】

第３のアンテナアセンブリ４９のさらなる変形例（図示せず）では、別個のアンテナグランドプレーン層２７は省略されてもよく、ＬＣバイアス電極層３２はまた、平面アンテナ３のグランドプレーンを提供してもよい。

【0199】

第３の積層体５１は、第３のアンテナアセンブリ４９を実装する一例であるが、第３のアンテナアセンブリ４９は、第３の積層体５１に限定されない。

【0200】

第４のアンテナアセンブリ
図２１も参照すると、第４の例示的なアンテナアセンブリ５３（以下、第４のアンテナアセンブリ）が示されている。

【0201】

第４のアンテナアセンブリ５３は、無線送受信機１の実施態様で使用されてもよく、限定はしないが、第１から第５の無線機３４、３５、３６、３７、３８を含む任意の無線送受信機１の第１のアンテナアセンブリ１８を置き換えてもよい。

【0202】

第４のアンテナアセンブリ５３において、ＬＣ画素Ｐ_ｋおよび対応するＬＣ画素電極１９_ｋは、（図２に示すように）アクティブマトリクストランジスタアレイ５のトランジスタＴ_ｍ、ｎに対応するアレイに配置され、それにより、各ＬＣ画素Ｐ_ｋはＰ_ｍ、ｎと称され、各ＬＣ画素電極１９_ｋは１９_ｍ、ｎと称される。

【0203】

第４のアンテナアセンブリ５３では、各ＬＣ画素電極１９_ｍ，ｎおよびそれぞれのアンテナ電極５２_ｍ，ｎが共通信号電極層５５（第７の導体層）からパターニングされた同一の共通信号電極５４_ｍ，ｎによって提供されるという点で、平面アンテナ３がＬＣ位相シフト層２のＬＣ画素Ｐ_ｍ，ｎと一体化されている。

【0204】

１つまたは複数のＬＣバイアス電極２０を画定するＬＣバイアス電極層３２（第８の導体層）は、ＬＣ材料３３の層によって共通信号電極層５５から分離されている。アンテナグランドプレーン層２７は別個に設けられる（図２２参照）。ＬＣバイアス電極層３２は、共通信号電極５４_ｍ、ｎによって画定される平面アンテナ３によって受信および／または送信される無線信号４の減衰を最小にするように構成されるように、例えば５ＧＨｚ～３００ＧＨｚ（またはその１つまたは複数の部分）を含む所望の周波数範囲内の無線信号４の通過を可能にするようにインピーダンス整合される。

【0205】

各共通信号電極５４_ｍ，ｎとＲＦ送受信回路５との間の接続は、ＤＣおよび低周波成分がアクティブマトリクストランジスタアレイ５とＲＦ送受信回路との間に結合されないように、阻止容量Ｃ_ｂｌｋを含む。いずれにせよ、減衰された低周波数成分は、フィルタリング（例えば、１つまたは複数のフィルタ２４を使用する）によって除去することができる。５ＧＨｚ以上の周波数範囲は、ほとんどの液晶材料が電界に応答することができる帯域幅から著しく外れており、したがって、ＲＦ信号の正味のＤＣ成分も容量Ｃ_ｂｌｋによってブロックされるので、ＲＦ信号７の印加はＬＣ画素Ｐ_ｍ、ｎに影響を及ぼすべきではない。

【0206】

ＬＣバイアス電極層３２は、前述の周波数範囲内で無線信号４の通過を可能にするようにインピーダンス整合されるべきである。ＬＣバイアス電極層３２は、無線信号４の減衰を最小にするように構成された間隔を有するメッシュ構造を有する単一の導体の形態をとることができる。あるいは、ＬＣバイアス電極層３２は、多数のＬＣバイアス電極２０、例えば各ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎに対応する１つのＬＣバイアス電極２０_ｍ、ｎにパターニングされてもよい。他の例では、ＬＣバイアス電極層３２は、各ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎがＬＣバイアス電極層３２内のギャップと一致するように、共通信号電極層５５の逆としてパターニングされてもよい。

【0207】

図２２も参照すると、第４のアンテナアセンブリ５３を実装する第４の積層体５６の概略断面図が示されている。

【0208】

ＴＦＴ基板３０は、第１の表面５７および第２の表面５８を有し、アクティブマトリクストランジスタアレイ５を提供する。ＬＣ材料３３の層が第２の表面５８の上に設けられ、ＬＣバイアス電極層３２がＬＣ材料３３の層の反対側の上に配置される。共通信号電極層５５は、第１の表面５７上に配置されている（または直接形成されている）。アンテナグランドプレーン層２７（第９の導体層）は、アンテナ誘電体層２８によって共通信号電極層５５から分離されている。

【0209】

１つまたは複数の平面アンテナ３は、アンテナグランドプレーン層２７と共通信号電極層５５との間に画定される。ＬＣ位相シフト層２は、ＬＣバイアス電極層３２と共通信号電極層５５との間に画定される。このように、１つまたは複数の平面アンテナ３およびＬＣ位相シフト層２は、共通信号電極層５５が両方に属するため、別個の層ではない。

【0210】

第４のアンテナアセンブリ５３の変形例（図示せず）では、アンテナグランドプレーン２７およびアンテナ誘電体２８層は省略されてもよく、ＬＣバイアス電極層３２はまた、平面アンテナ３のためのグランドプレーンを提供してもよい。

【0211】

第４の積層体５６は、第４のアンテナアセンブリ５３を実現する一例であるが、第４のアンテナアセンブリ５３は、第４の積層体５６に限定されない。

【0212】

第５のアンテナアセンブリ
図２３も参照すると、第５の例示的なアンテナアセンブリ５９（以下、第５のアンテナアセンブリ）が示されている。

【0213】

第５のアンテナアセンブリ５９は、無線送受信機１の実施態様で使用されてもよく、限定はしないが、第１から第５の無線機３４、３５、３６、３７、３８を含む任意の無線送受信機１の第１のアンテナアセンブリ１８を置き換えてもよい。

【0214】

第５のアンテナアセンブリ５９において、１つまたは複数の平面アンテナ３は、共通のグランドプレーンを共有するという点で、ＬＣ位相シフト層２のＬＣ画素Ｐ_ｋと一体化されている。

【0215】

共通のグランド導体層６０（または第１１の導体層）は、第１のアンテナアセンブリ１８のＬＣバイアス電極２０と同様に、（または各）ＬＣ画素Ｐ_ｋのためのグランド層を提供する。共通グランド導体層６０は、平面アンテナ３のためのアンテナグランド層２７も提供する。共通グランド導体層６０は、アンテナ誘電体層２８とＬＣ材料３３の層との間に挟まれている。放射導体層２９（または第１０の導体層）は、アンテナ誘電体層２８によって共通グランド導体層６０から分離されている。放射導体層２９は、１つまたは複数の平面アンテナ３の放射導体を提供するようにパターニングされ、単一の放射導体を含んでもよく、または２つ以上の別個のアンテナ電極５１に分離されてもよい。ＬＣ画素電極層３１（または第１２の導体層）は、液晶材料３３の層によって共通グランド導体層６０から分離されている。パターニングされたＬＣ画素電極層３１をパターニングすることにより、ＬＣ位相シフト層３のそれぞれのＬＣ画素Ｐ_ｋを画定するＬＣ画素電極１９_ｋが形成される。

【0216】

共通グランド導体層６０およびＬＣ画素電極層３１は、平面アンテナ３によって受信および／または平面アンテナ３から送信される無線信号４の減衰を最小にするように構成されるように、例えば５ＧＨｚ～３００ＧＨｚ（またはその１つまたは複数の部分）を含む所望の周波数範囲内の無線信号４の通過を可能にするようにインピーダンス整合される。共通のグランド導体層６０は、無線信号４の減衰を最小にするように構成された間隔を有するメッシュ構造を有する単一の導体の形態をとることができる。あるいは、共通グランド導体層６０は、いくつかのＬＣバイアス電極２０、例えば各ＬＣ画素電極１９_ｍ、ｎに対応する１つのＬＣバイアス電極２０_ｍ、ｎにパターニングされてもよい。

【0217】

ＬＣ画素Ｐ_ｋおよび対応するＬＣ画素電極１９_ｋは、（図２に示すように）アクティブマトリクストランジスタアレイ５のトランジスタＴ_ｍ、ｎに対応するアレイに配置されてもよく、その結果、各ＬＣ画素Ｐ_ｋは代替的にＰ_ｍ、ｎと呼ばれ、各ＬＣ画素電極１９_ｋは１９_ｍ、ｎと呼ばれてもよい。

【0218】

図２４も参照すると、第３のアンテナアセンブリ４９を実装する第５の積層体６０の概略断面図が示されている。

【0219】

ＴＦＴ基板３０は、アクティブマトリクストランジスタアレイ５を提供する。ＬＣ画素電極層３１は、ＴＦＴ基板３０に支持されている。共通グランド導体層６０は、ＬＣ材料層３３によってＬＣ画素電極層３１から分離されており、ＬＣ材料層３３とアンテナ誘電体層２８との間に挟まれている。放射導体層２９は、アンテナ誘電体層２８によって共通グランド導体層６０から分離されている。

【0220】

１つまたは複数の平面アンテナ３は、共通のグランド導体層６０と放射導体層２９との間に画定される。ＬＣ位相シフト層２は、共通グランド導体層６０とＬＣ画素電極層３１との間に画定されている。このように、１つまたは複数の平面アンテナ３およびＬＣ位相シフト層２は、共通のグランド導体層６０が両方に属するため、別個の層ではない。

【0221】

任意選択で、ＬＣ材料層３３とは反対側の放射導体層２９の表面からの無線信号４の放射および／または受信は、任意選択の追加の誘電体層６２によって放射導体層２９から分離された任意選択のグランド遮蔽層６１を使用して抑制されてもよい。必要に応じて、任意選択の遮蔽層６１は、ＬＣ画素Ｐ_ｋを通過しない無線信号４の放射および／または受信を低減または防止するために、本明細書に記載の任意の他の積層体および／またはアンテナアセンブリに含まれてもよい。

【0222】

第５の積層体６０は、第５のアンテナアセンブリ５９を実装する一例であるが、第５のアンテナアセンブリ５９は、第５の積層体６０に限定されない。

【0223】

変形例
上述した実施形態に対して多くの変更を行うことができることが理解されよう。そのような変形例は、無線送受信機の設計、製造、および使用において既に知られており、本明細書で既に説明された特徴の代わりに、またはそれに加えて使用され得る同等の特徴および他の特徴を含むことができる。一実施形態の特徴は、別の実施形態の特徴によって置き換えられてもよく、または補足されてもよい。例えば、１つの無線送受信機の特徴は、他の無線送受信機の特徴によって置き換えられ、または補足され、および／または１つのアンテナ装置の特徴は、他のアンテナ装置の特徴によって置き換えられ、または補足され得る。

【0224】

本出願では、特徴の特定の組み合わせに対して特許請求の範囲が定式化されているが、本発明の開示の範囲はまた、任意の請求項で現在請求されているのと同じ発明に関連するか否か、および本発明と同じ技術的問題のいずれかまたはすべてを軽減するか否かにかかわらず、本明細書に明示的もしくは暗黙的に開示されている任意の新規な特徴または特徴の任意の新規な組み合わせまたはその任意の一般化も含むことを理解されたい。出願人は、本出願またはそれに由来する任意のさらなる出願の審査中に、そのような特徴および／またはそのような特徴の組み合わせに対して新たな請求項を策定することができることをここに通知する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【国際調査報告】