ミリメートル波無線モジュールにおけるフェーズドアレイアンテナを動作させるための技法

 

複数の放射素子を動作させるための方法及び装置が提供される。一態様では、本方法は、複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された位相及び測定された利得に基づいて複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定されたフィード利得及びフィード位相に基づいて複数の放射素子の各々を独立して設定することとを含む。

 

 

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、2013年7月8日に出願された米国仮出願第61/843,741号の利益を主張する。
[0002]本発明は、一般にミリメートル波無線周波数(RF)システムに関し、より詳細には、効率的な信号伝搬を可能にするような無線モジュールにおけるフェーズドアレイアンテナ(phased array antenna)の動作に関する。
[0003]60GHz帯域は、大量の帯域幅と広い世界的オーバラップとを採用する無認可帯域である。大きい帯域幅は、極めて大量の情報がワイヤレスに送信され得ることを意味する。その結果、60GHz帯域の周りのワイヤレス通信を可能にするために、各々が大量のデータの送信を必要とする、複数のアプリケーションが開発され得る。そのようなアプリケーションのための例としては、限定はしないが、ワイヤレス高精細度TV(HDTV)、ワイヤレスドッキングステーション(wireless docking stations)、ワイヤレスギガビットイーサネット(登録商標)(wireless Gigabit Ethernet(登録商標))、及び多くの他のものがある。
[0004]そのようなアプリケーションを可能にするために、60GHz周波数範囲において動作する、増幅器、ミキサ、無線周波数(RF)アナログ回路、及び能動アンテナなど、集積回路(IC)を開発する必要がある。RFシステムは、一般に、能動モジュールと受動モジュールとを備える。能動モジュール(例えば、フェーズドアレイアンテナ)は、受動モジュール(例えば、フィルタ)によって必要とされない、それらの動作のための制御信号及び電力信号を必要とする。それらの様々なモジュールは、プリント回路板(PCB:printed circuit board)上にアセンブルされ得る無線周波数集積回路(RFIC:radio frequency integrated circuit)として作製され、パッケージングされる。RFICパッケージのサイズは数平方ミリメートルから数百平方ミリメートルにわたり得る。
[0005]コンシューマーエレクトロニクスマーケットでは、電子機器の設計、従ってその中に組み込まれたRFモジュールの設計は、最小のコスト、サイズ、電力消費量、及び重量の制約を満たすべきである。RFモジュールの設計はまた、ミリメートル波信号の効率的な送信及び受信を可能にするために、電子機器、特に、ラップトップ及びタブレットコンピュータなど、ハンドヘルド機器の現在のアセンブル構成を考慮に入れるべきである。更に、RFモジュールの設計は、受信及び送信RF信号の最小電力損失と、最大無線受信可能範囲(maximum radio coverage)とを考慮すべきである。
[0006]ミリメートル波信号の送信及び受信のために設計されたRFモジュール100の概略図が図1に示されている。RFモジュール100は、RF回路又はIC120に接続された能動アンテナ(active antennas)110−1〜110−Nのアレイを含む。能動アンテナ110−1〜110−Nの各々は送信(TX)及び/又は受信(RX)アンテナとして動作し得る。能動アンテナは、ある方向において無線信号を受信/送信し、ビームフォーミングを実行し、受信モードから送信モードに切り替わるように制御され得る。例えば、能動アンテナは、各放射素子(radiating element)が、ビームフォーミング技法の使用を可能にするように個々に及び独立して制御され得る、フェーズドアレイアンテナであり得る。
[0007]送信モードでは、RF回路120は、一般に、中間周波数(IF:intermediate frequency)信号を無線周波数(RF)信号に変換するために、ミキサ(図1に図示せず)を使用して、アップコンバージョンを実行する。次いで、RF回路120は、制御信号に従ってTXアンテナを通してRF信号を送信する。受信モードでは、RF回路120は、アクティブRXアンテナを通してRF信号を受信し、ミキサを使用して、局部発振器(LO)信号を使用してIF信号へのダウンコンバージョンを実行し、IF信号をベースバンドモジュール(図1に図示せず)に送る。
[0008]受信モードと送信モードの両方で、RF回路120の動作は、制御信号を使用してベースバンドモジュールによって制御される。制御信号は、利得制御、RX/TX切替え、電力レベル制御、ビームステアリング動作などの機能のために利用される。幾つかの構成では、ベースバンドモジュールはまた、LO信号及び電力信号を生成し、そのような信号をRF回路120に転送する。電力信号は、RF回路120の様々な構成要素に電力供給するDC電圧信号である。通常、IF信号もベースバンドモジュールとRF回路120との間で転送される。
[0009] 一般的な設計技法では、能動アンテナ110−1〜110−Nのアレイは、RF回路120のICもその上に実装される基板上に実装される。ICは、多層基板と、様々な層間を接続する金属ビア(metal vias)との上に作製される。多層基板は、金属層と誘電体層との組合せであり得、積層体(例えば、FR4ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン)、セラミック(例えば、低温同時焼成セラミックLTCC)、ポリマー(例えば、ポリイミド)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)ベースの組成物(例えば、PTFE/セラミック、PTFE/織物ガラス繊維)、及び織物ガラス強化材料(例えば、織物ガラス強化樹脂)などの材料、ウエハレベルパッケージング、並びに他のパッケージング、技術及び材料から製造され得る。多層基板のコストは層の面積の関数であり、即ち、層の面積が大きくなるほど、基板のコストは大きくなる。
[0010]能動アンテナ110−1〜110−Nのアレイのアンテナ素子は、一般に、多層基板中に金属パターンを有することによって実装される。各アンテナ素子は幾つかの基板層を利用することができる。ミリメートル波通信のための従来の実装形態では、アンテナ素子は、多層基板面の単一面を占有するように設計される。これは、アンテナ放射が適切に伝搬することを可能にするために実行される。
[0011]RFシステムの従来の設計では、能動アンテナ110−1〜110−Nはフェーズドアレイである。フェーズドアレイアンテナは、多くのアンテナ素子のビームを特定の方向に集束させる能力を与える。即ち、フェーズドアレイアンテナは、それらが単一のアンテナであるかのように働く。
[0012]フェーズドアレイアンテナ素子間の接続は、通常、全てのアンテナ素子からのフィードを単一のフィードに結合する加算器構成要素を使用することによって実行される。加算器構成要素はフィードに沿った様々な場所において機能することができる。ベースバンドからRFモジュールへのフィード経路、従ってフィード経路に沿った信号の周波数は、IF周波数からRF周波数に変化することがある。
[0013]フェーズドアレイの従来の実装形態は、一般に、同じアンテナ素子のアレイを含む。各アンテナ素子は、アンテナ素子の残りと協調するためにアンテナ素子のフィードを調整する調整可能なコントロールによって独立して制御される。従って、ビーム全体が特定の方向に集束するか、又は特定のビーム形状を作成する。
[0014]アンテナ素子が同じであるので、調整可能なコントロールは、各素子フィードのための位相の独立制御とともに最適であることが知られている。
[0015]図2に示すように、従来のフェーズドアレイアンテナは同じ素子210−1〜210−4(以下、個々に素子210と呼ばれるか、又は総称して素子210と呼ばれる)を使用する。信号が伝搬される方向は各素子210についてほぼ同じ利得をもたらすが、素子210の位相は異なる。
[0016]例えば30GHzと300GHzとの間の、極めて高い周波数では、従来のフェーズドアレイアンテナは、より低い周波数の場合と同じ原理を使用して実装される。
[0017]ほぼオムニ放射パターン(omni-radiation pattern)をもつアンテナ素子を生成するための極めて高い周波数における基本的限界がある。これは、従来のフェーズドアレイアンテナの各素子が狭いビーム幅で特徴づけられることを意味する。例えば、4dBiを超えるパッチアンテナ素子又は2dBiを超えるダイポールオーバーグランド(dipole over ground)素子がうまく集束しないことがある。10log(N)+5dBi利得をもつN個の同じ素子を有する従来のフェーズドアレイアンテナは、個々の5dBi素子パターン内にうまく集束するように構成され得るフェーズドアレイを用いて得られる。
[0018]高周波回折波は低周波送信よりも多くの損失をもたらす。従って、全ての方向に効率的に送信する能力は、高い周波数において動作するアンテナアレイのための重要な設計基準である。従って、フェーズドアレイアンテナの従来の設計は、例えば、60GHz周波数帯域におけるmm波信号の送信にとって非効率的である。
[0019]従って、フェーズドアレイアンテナの動作を改善する解決策を提供することが有利であろう。
[0020]本開示の幾つかの例示的な態様の概要は以下の通りである。この概要は、そのような態様の基本的理解を与えるために、読者の便宜のために与えられるものであり、本開示の幅を完全に定義するとは限らない。この概要は、全ての企図された態様の包括的な概観ではなく、全ての態様の主要又は重要な要素を識別するものでも、いずれか又は全ての態様の範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後で提示するより詳細な説明の導入として、1つ又は複数の態様の幾つかの概念を簡略化された形で提示することである。便宜上、本開示の単一の態様又は複数の態様を指すために本明細書では幾つかの態様という用語を使用し得る。
[0021]本開示は、様々な態様では、複数の放射素子を動作させるための方法に関する。幾つかの実装形態では、本方法は、複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された位相及び測定された利得に基づいて複数の放射素子の各々のためのフィード利得(feed gain)及びフィード位相(feed phase)を決定することと、決定されたフィード利得及びフィード位相に基づいて複数の放射素子の各々を独立して設定することとを含む。
[0022]本開示は、更に、様々な態様では、通信のために構成された装置に関する。本装置は、複数の放射素子と、複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された位相及び利得に基づいて複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定されたフィード利得及びフィード位相に基づいて複数の放射素子の各々のフィード利得及びフィード位相を独立して設定することとを行うように構成された処理システムとを備える。
[0023]本開示の様々な態様はまた、複数の放射素子を動作させるための装置を提供する。本装置は、複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定するための手段と、それぞれの放射素子の測定された位相及び測定された利得に基づいて複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定するための手段と、決定されたフィード利得及びフィード位相に基づいて複数の放射素子の各々を独立して設定するための手段とを備える。
[0024]本開示の様々な態様は、複数の放射素子と、複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された位相及び測定された利得に基づいて複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定されたフィード利得及びフィード位相のそれぞれ複数の放射素子の各々を独立して設定することとを行うように構成された処理システムと、設定された放射素子を介して信号を送信するように構成された送信機とを備えるアクセス端末を更に提供する。
[0025]本開示の様々な態様は、コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品を更に提供する。コンピュータ可読媒体は、複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された位相及び測定された利得に基づいて複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定されたフィード利得及びフィード位相に基づいて複数の放射素子の各々を独立して設定することとを行うように実行可能な命令を含む。
[0026]本明細書で開示する主題は、明細書の結論における特許請求の範囲において特に指摘され、明確に請求される。本明細書で開示する態様の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面とともに以下の発明を実施するための形態を読めば明らかになろう。
[0027]能動アンテナのアレイをもつRFモジュールを示す図。 [0028]フェーズドアレイアンテナの従来の実装形態における信号伝搬を示す図。 [0029]一態様に従って構成されたRFICの放射パターンを示す図。 [0030]一態様による、アンテナアレイの構成を示すRFICの断面図。 [0031]様々な開示する態様について説明するために利用されるフェーズドアレイアンテナ概略図。 [0032]一態様による、同じでない素子の調整可能なフィード利得の利用を示すフローチャート。
[0033]本開示の様々な態様について以下で説明する。本明細書の教示は多種多様な形態で実施され得ること、及び本明細書で開示する特定の構造、機能、又はその両方は代表的なものにすぎないことは明らかであろう。本明細書の教示に基づいて、本明細書で開示する態様は他の態様とは無関係に実装され得ること、及びこれらの態様のうちの2つ以上は様々な方法で組み合わせられ得ることを、当業者なら諒解されたい。例えば、本明細書に記載する態様をいくつ使用しても、装置は実装され得、又は方法は実施され得る。更に、本明細書に記載の態様のうちの1つ又は複数に加えて、若しくはそれらの代わりに他の構造、機能、又は構造及び機能を使用して、そのような装置が実装され得るか、又はそのような方法が実施され得る。更に、本明細書で開示するどの態様も請求項の1つ又は複数の要素によって実施され得る。
[0034]上記の一例として、幾つかの態様では、フェーズドアレイアンテナを動作させるための方法は、フェーズドアレイアンテナの複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された位相及び利得に基づいてフェーズドアレイアンテナの複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、フェーズドアレイアンテナの複数の放射素子の各々のフィード利得及びフィード位相を独立して設定することとを備え得る。更に、幾つかの態様では、フェーズドアレイアンテナの複数の放射素子の各々が異なる。
[0035]開示する態様は、本明細書で提示する発明的教示の多くの考えられる有利な用途及び実装形態の例である。概して、本出願の明細書においてなされた記述は、必ずしも様々な開示する態様のうちのいずれかを限定するとは限らない。更に、幾つかの記述は、幾つかの発明的特徴には適用されるが、他の発明的特徴には適用されないことがある。概して、別段に規定されていない限り、一般性の喪失なしに、単数形の素子は複数形であり得、その逆も同様である。図面において、幾つかの図を通して、同様の数字は同様の部分を指す。
[0036]提案する態様は、アンテナアレイの同じでないアンテナ素子を制御することによってフェーズドアレイアンテナを動作させるための従来技術の解決策の欠点を回避する。そのような態様は、各独立素子に適用された方向及び電力を更にカスタマイズすることによって、基礎をなす不均衡なアレイの効率的な動作を可能にする。
[0037]本明細書で開示する様々な態様によれば、アンテナのアレイの同じでないアンテナ素子が、様々な偏波を用いて全ての方向に良好な受信可能範囲を与えるために独立して動作させられる。開示する技法は、複数のサブアレイから構成される能動アンテナのアレイを有するRFモジュールにおいて利用され得る。
[0038]図3に、開示する態様を実行するために利用され得るRFモジュール300の放射パターンを意味論的に示す。RFモジュール300は、少なくとも6つのアンテナサブアレイ(図3に標示されない)と、(例えば、集積回路の形態の)RF回路320と、個別電子的構成要素330とをパッケージングし、それらの全てがRFモジュール300の多層基板310上に作製される。モジュール300の能動アンテナアレイを形成するアンテナのサブアレイは、RFモジュール300の4つの側面301、302、303、及び304から伝搬するミリメートル波信号を受信及び送信するように設計される。更に、信号は、RFモジュール300の上表面305を通って上方へ伝搬し、RFモジュール300の下表面306を通って下方へ伝搬する。
[0039]一構成では、RFモジュール300は、60GHz周波数帯域のミリメートル波適用例を与えるために電子機器中に設置される。そのような適用例のための例としては、限定はしないが、ワイヤレスドケッティング、ワイヤレスビデオ送信、記憶機器(storage appliances)へのワイヤレス接続性などがある。電子機器は、例えば、スマートフォン、モバイルフォン、タブレットコンピュータ、アクセスポイント、アクセス端末、アクセスゲートウェイ、電子キオスク、ラップトップコンピュータなどを含み得る。
[0040]一実装形態によれば、各アンテナサブアレイ310中の各素子はRF回路320によって独立して制御され得る。そのような制御は、以下で更に詳細に説明するように、様々な偏波を用いて全ての方向に良好な受信可能範囲を与えるために実行される。その結果、信号は、RFモジュール300中の6つのアンテナサブアレイの任意の組合せを通して受信及び/又は送信され得る。従って、そのような信号は方向の任意の組合せから受信され得る。例えば、基板310の上位層中のアンテナサブアレイと下位層中のアンテナサブアレイの両方は、上方向及び下方向などを通る信号の受信及び送信を可能にするために必要とされる。以下で説明するように、アンテナサブアレイのうちのいずれか中の各放射素子は、モジュール300中のアンテナアレイを更に改善し、最適化するように独立して制御され得る。各アンテナサブアレイがミリメートル波信号を送信及び受信するように構成されることに留意されたい。一態様では、各アンテナサブアレイは、60GHz周波数帯域において無線信号を送信及び受信するように構成される。
[0041]図4に、一態様による、アンテナアレイの構成を示すRFモジュール300の断面図を示す。図4に示されているように、RFモジュール300の多層基板310は、モジュールの能動アンテナアレイを備え、多層基板310の異なる層上に実装される、6つのアンテナサブアレイ421、422、423、424、425、及び426を含んでいる。例示的な多層基板310は8つの層411〜418を含む。そのような各層は、互いに付着する、ダイアレクティック材料、金属材料、及び半導体材料のサブレイヤを含む。
[0042]詳細には、アンテナサブアレイ421は、基板310の前面層411上に実装され(例えば、印刷され、又は作製され)、上方向に放射する(305)。アンテナサブアレイ422は、基板310の背面層416中に実装され、下方向に放射する(306)。アンテナサブアレイ423、424、425、及び426は、基板310の412、413、414、及び415の中間層中に実装される。
[0043]一態様では、アンテナサブアレイ423、424、425、及び426の各々は、中間層412、413、414、及び415のうちの異なる層において実装される。別の態様では、アンテナサブアレイ423、424、425、及び426のうちの2つ又はそれ以上は、中間層412、413、414、及び415のうちの同じ層を共有し得る。1つの例示的な構成では、アンテナサブアレイ423、424、425、及び426は、それぞれ、RFモジュール300の側面301、302、303、及び304を通して放射する。
[0044]図4に示されている意味論的図において、層417及び418はRFモジュール300のグランド層である。一態様では、全てのアンテナサブアレイはグランド層417及び418を共有する。グランド層のこの共有は、RFモジュール300が、コンパクトなスタックアップを維持し、垂直信号ルーティングを短縮することを可能にし、それにより、様々なアンテナアレイによる信号損失が低減する。
[0045]アンテナサブアレイ421、422、423、424、425、及び426の各々は、各放射素子が、ビームフォーミング技法の使用を可能にするように独立して制御され得る、フェーズドアレイアンテナなど、能動アンテナであり得る。更に、能動アンテナは、各放射素子が、ビームフォーミング技法の使用を可能にするように個々に及び独立して制御され得る、フェーズドアレイアンテナであり得る。特定の態様では、アンテナサブアレイ421、422、423、424、425、及び426の各々は、60GHz周波数帯域においてミリメートル波信号を受信及び送信するために利用され得る。以下で詳細に説明するように、「サイド」アンテナサブアレイ423、424、425、及び426の放射素子は、一般に、前面層及び背面層(411、416)のアンテナサブアレイ421及び422の放射素子とは別様に構成される。
[0046]図4に示されているように、RF回路(RFIC)440及び個別電子的構成要素450も多層基板310上に実装され得る。RF回路440は、一般に、中間周波数(IF)信号を無線周波数(RF)信号に変換するためにミキサ(図1に図示せず)を使用してアップコンバージョンを実行する。次いで、RF回路440は、制御信号の制御に従ってTXアンテナを通してRF信号を送信する。
[0047]受信モードでは、RF回路440は、アクティブRXアンテナを通してRF信号を受信し、ミキサを使用して、局部発振器(LO)信号を使用してIF信号へのダウンコンバージョンを実行し、IF信号をベースバンドモジュールに送る。更に、一態様によれば、RF回路440は、互いに独立してアンテナサブアレイ421、422、423、424、425、及び426を制御することができる。この独立制御は、特定の方向においてより高いアンテナダイバーシティと最適カバレージとを達成することを可能にする。
[0048]非限定的な例として、RF回路440は、他のアンテナアレイをオフに切り替えること及び/又はサイドアンテナアレイをオンに切り替えることなどと同時に、アンテナサブアレイ421をオンに切り替えることができる。各アンテナサブアレイを独立して制御することに加えて、各アンテナサブアレイ中の放射素子も独立して制御され得ることに留意されたい。RF回路440はまた、フェーズドアレイアンテナのためのビームフォーミング動作を確立するためにアンテナごとに位相を制御する。
[0049]個別電子的構成要素450は、上記で説明した構成要素を含む。一態様では、RF回路440構成要素450は、RFモジュール300の金属シールド(図示せず)内にパッケージングされる。金属シールドは、RF回路440構成要素450も前面層上に実装されるように、前面層411に付着する。アンテナサブアレイ421〜426の構成は、RFモジュールの面積を増加させることなしに、アンテナの数、従って、ミリメートル波RFモジュールにおける能動アンテナアレイのサイズを最大にすることを可能にすることを諒解されたい。従って、そのような構成を採用する態様では、RFモジュールの面積は、アンテナの数の増加にもかかわらず最小に保たれ得る。
[0050]図5は、様々な開示する態様について説明するために利用されるフェーズドアレイアンテナ500の図である。一態様では、アンテナ500は、図4に関して上記で説明したアンテナサブアレイ421〜426のうちのいずれかであり得る。別の態様では、アンテナ500は6つのサブアレイのうちの1つ又は複数を含んでおり、それによってRFモジュールの能動アンテナアレイとして働き得る。
[0051]フェーズドアレイアンテナ500は数Nの放射素子510−1〜510−Nを含み、放射素子の各々は、例えば、60GHz周波数帯域にわたってmm波信号を受信及び送信するように設計される。アンテナ500を形成する異なるサブアレイ421〜426、ならびに放射素子510−1〜510−Nは、異なるタイプのアンテナ素子を使用して構成され得ることに留意されたい。例えば、放射素子の第1のセットはダイポールであり得るが、放射素子の第2のセットは八木−宇田(Yagi-Uda)であり得る。
[0052]受信方向において、放射素子510−1〜510−Nの各々は、それぞれ、LNA520−1〜520−N(単に簡単のために及び開示する態様に対する制限なしに、以下、総称してLNA520と呼ばれるか、又は個々に低雑音増幅器(LNA)520と呼ばれる)と、位相シフタ525−1〜525−N(単に簡単のために及び開示する態様に対する制限なしに、以下、総称して位相シフタ525と呼ばれるか、又は個々に位相シフタ525と呼ばれる)とに接続され、受信信号を加算する加算器構成要素550に更に接続される。
[0053]送信方向において、放射素子510−1〜510−Nの各々は、それぞれ、電力増幅器(PA)540−1〜540N(単に簡単のために及び開示する態様に対する制限なしに、以下、総称して電力増幅器540と呼ばれるか、又は個々に電力増幅器540と呼ばれる)と、位相シフタ545−1〜545−N(以下、総称して位相シフタ545と呼ばれるか、又は個々に位相シフタ545と呼ばれる)とに接続され、着信RF信号を放射素子に分配する分配器560に更に接続される。
[0054]開示する態様によれば、各位相シフタ525又は545の位相θiは、信号の受信又は送信中に個々に又は独立して制御される。更に、LNA520又はPA540の各々の利得Aiは信号の受信又は送信中に独立して制御される。従って、開示する態様によれば、素子への信号フィードの利得及び位相(Ai;θi、i=1、...、N)は個別制御され、それにより、全ての方向及び全ての偏波においてフェーズドアレイアンテナ500のための性能を最適化する。
[0055]一態様では、制御可能な構成要素、即ち、増幅器520及び540ならびに位相シフタ525及び545は、処理システム570によって制御される。処理システム570は、素子510のフィード利得及びフィード位相を調整することによってアンテナ500を動作させるように構成される。方向及び偏波に応じて利得及び位相(Ai;θi)を制御するための様々な態様及び他の実装依存態様について、図6に関して本明細書において以下でより詳細に説明する。
[0056]処理システム570は、1つ又は複数のプロセッサとともに実装されたより大きい処理システムを備えるか、又はそれの構成要素であり得る。1つ又は複数のプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理機器(PLD)、コントローラ、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限状態機械、あるいは情報の計算又は他の操作を実行することができる任意の他の好適なエンティティの任意の組合せを用いて実装され得る。
[0057]処理システム570は、ソフトウェアを記憶するための機械可読媒体をも含み得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、任意のタイプの命令を意味すると広く解釈されたい。命令は、(例えば、ソースコード形式、バイナリコード形式、実行可能コード形式、又は任意の他の好適なコード形式の)コードを含み得る。命令は、1つ又は複数のプロセッサによって実行されたとき、本明細書で説明する様々な機能を処理システムに実行させる。
[0058]一態様では、処理システム570はRF回路(例えば、図4、RF回路440)中に組み込まれ得る。別の態様では、処理システム570はベースバンドモジュール(図示せず)の一部であり得る。
[0059]幾つかの態様では、放射素子510−1〜510−Nは、ダイポールアンテナ又は八木−宇田アンテナなど、平衡フィードアンテナに基づく。一般に、平衡フィードアンテナは、送信されるべき入力信号から平衡(差動)信号を生成する「バラン(balun)」素子に結合される。受信動作は相互的であり、即ち、アンテナは、平衡から不平衡への遷移を介してシングルラインに結合される平衡信号を生成する。
[0060]開示する態様によれば、位相シフタ525及び545はバラン機能を実行するように設定され得る。即ち、位相シフタ525及び545は、アンテナ素子の2つのフィード(図5に図示せず)間の180度位相差を設定することによって平衡差動信号を生成するように設定され得る。詳細には、バラン機能が必要とされるとき、第1のフィードの位相フィードはθiに設定され、他のフィードの位相フィードはθi+180°に設定される。この態様では、RFモジュール設計の一部として明示的バランの必要がないことを諒解されたい。
[0061]図6は、一態様による、フェーズドアレイアンテナ500を動作させるための方法を示すフローチャート600である。本方法は、同じでない非平衡放射素子のフィード利得及びフィード位相を調整する。
[0062]S610において、各放射素子510の利得Gi及び位相Φiを測定する。一態様では、測定はビーム形成プロセス中に実行される。利得Gi及び位相Φiを測定するために、送信機は、制御されるべきフェーズドアレイアンテナ(例えば、アンテナ500)を有する受信機に(反復シーケンス)信号を連続的に送信する。利得Gi及び位相Φiは、通信リンクの他の側の物理的方向D及び偏波に応じて測定され得る。物理的方向D及び偏波は、送信機又は受信機のいずれかにおける移動及び回転により変化する。
[0063]受信機は、1つの放射素子(例えば、素子510−1)をオンにし、他の放射素子(例えば、素子510−2〜510−N)をオフにする。これは各放射素子について実行される。オンである各素子について、受信機は受信信号の位相及び振幅を測定する。測定された情報はそれぞれの素子の利得Gi及び位相Φiとして働く。一態様では、全ての素子のための測定された利得Gi及び位相Φiはコントローラ570中に保存される。更に、これらの測定値は送信機にも送られ得る。
[0064]また、利得Gi及び位相Φiを測定するための例示的なプロセスについて、2010年5月20日に承認され、公開された、(WiGiとしても知られる)IEEE802.11ad規格のPHY/MAC仕様において説明する。一態様では、利得Gi及び位相Φiは、信号の受信又は送信中にそれぞれの素子のフィードを制御する際に利用される。
[0065]S620において、2つの構成可能パラメータα及びβを選択する。パラメータα及びβは、測定されたアンテナ利得Gi及び位相Φiに比例する、フィード利得Ai及びフィード位相θiの計算において使用される。一態様では、α及びβの値はランダムに選択される。別の態様では、α及びβの値は、位相量子化誤差を最小限に抑えるために決定される。一般に、ビームステアリングの精度及び放射パターンの他の特性は放射素子の位相給電に依存する。位相量子化誤差は位相給電に影響を及ぼし、この誤差を低減することはアンテナ性能の改善を可能にする。
[0066]一態様では、α値及びβ値は、様々な事前構成された値に設定され、位相量子化誤差が測定される。最小誤差を与えるα値とβ値とのセットが選択される。
[0067]S630において、パラメータと、測定されたアンテナ利得及び位相(Gi;Φi、i=1、..、N)とに基づいて、各放射素子のためのフィード利得及びフィード位相(Ai;θi、i=1、...、N)を個々に決定する。一態様では、フィード利得及びフィード位相は、構成可能パラメータα及びβを使用して決定される。
[0068]一態様では、個々の素子フィード利得値Ai及びフィード位相値θiが、アレイのためのフィード利得及びフィード位相に比例するように決定され得る。一態様では、アレイフィード利得Ai及びアレイフィード位相θiのための最適値は方向に応じて決定され得る。この決定は、例えば、以下に示す、式1及び式2などの所定の式を使用することによって達成され得る。

Gi、Φi、α、及びβは上記で定義した通りである。
[0069]上記に示した式1及び式2を使用して計算されたフィード利得及びフィード位相は、送信機における最大電力効率と受信機における最小雑音とに関して最適割当てを行う。一態様では、位相は以下の不等式によって観測され得る。

式3は、θi=−Φi+βであるときに等式になる。
[0070]Ai及びθiの値を設定するための別の態様は、以下の式を使用して決定され得る。

[0071]式4は、Ai=αGtである場合に等式になる。一態様では、式3又は式4を使用してアレイ利得を設定することはサイドローブを最小限に抑える。別の態様では、放射素子のサイドローブは、例えば、非凸最適化アルゴリズムによって最小限に抑えられ得る。そのようなアルゴリズムは、他の方向を最小限に抑えるか、又は他の特定の方向を無効にしながら、必要とされる方向のための利得を最大にすることができる。放射素子(510)が異なり、従って、それらのそれぞれの利得Gi値が異なるので、非凸最適化及び同様のアルゴリズムの動作は有効である。更に、フィード利得Aiは独立して制御される。
[0072]別の態様では、フィード利得Ai及びフィード位相θiのための値は、最適値に最も近い可能な値であると決定され得る。θiの最も近い可能な最適値は、

に基づいて決定され得る。
[0073]Aiの最も近い可能な最適値は、

のように決定され得る。
[0074]一態様では、式5、式6、又はその両方を解くために、モンテカルロ法又は全数探索が使用され得る。
[0075]そのような態様では、実装される制御が非効率的であるか、又は場合によってはフィード利得Ai及びフィード位相θiのための最適値を達成することができない場合、フィード利得Ai及びフィード位相θiのための値は、最適値に最も近い可能な値であると決定され得る。そのような、最適値を達成することができないことは、例えば、制御量子化、増幅器構造、チェーンにおける利得不整合などにより生じ得る。
[0076]また別の態様では、電力を節約するために、アレイ中の1つ又は複数の完全なチェーンがオフにされ得る。好ましくは、そのようなオフにされたチェーンは、最低利得値Giをもつチェーンである。より低い利得をもつ幾つかのチェーンをオフにすることは、性能の劣化を最小限に抑えながら電力を節約することを可能にする。そのような態様では、S640において、どの1つ又は複数のチェーンがオフにされるかを決定する。オフにされるチェーンは、限定はしないが、最低利得値Giをもつ所定の数のチェーン、しきい値を下回る総利得値をもつ任意の数のチェーンなどによって決定され得る。
[0077]また別の態様では、素子のいずれか又は全てにおけるフィード利得Aiは、変更された素子のための恣意的な利得定数αを変化させることによって変更され得る。この変更は、例えば、素子の利得の増幅を変化させることによって行われ得る。そのような態様では、増幅器は、より低い利得値のためにより少ない電力を消費する傾向があるので、パラメータαを低下させることはアレイにおける電力消費量を低下させる。
[0078]S650において、各素子のフィード利得値Ai及びフィード位相値θiに基づいて、アレイ中の各素子の利得及び位相を独立して設定する。上記の態様のうちの全てにおいて、バラン機能が実装されるべきであるとき、アンテナのフィードのうちの一方はθiに設定され、他方のフィードはθi+180°に設定されることに留意されたい。
[0079]これらの態様が本明細書の発明的教示の多くの有利な用途の例であることに留意することが重要である。詳細には、本明細書で開示する発明的教示は、ミリメートル波信号の受信及び送信が必要とされる任意のタイプのコンシューマー電子機器において適応され得る。更に、幾つかの記述は、幾つかの発明的特徴には適用されるが、他の発明的特徴には適用されないことがある。概して、別段に規定されていない限り、一般性の喪失なしに、単数形の素子は複数形であり得、その逆も同様であることを理解されたい。
[0080]本明細書で表現説明する様々な構成要素及び機能は、任意の好適な手段を使用して実装され得る。そのような手段は、少なくとも部分的に、本明細書で教示する対応する構造を使用して実装される。例えば、処理システム570に関連して上記で説明した構成要素は、同様に指定された「ための手段」機能に対応する。従って、幾つかの実装形態では、そのような手段のうちの1つ又は複数は、本明細書で教示するプロセッサ構成要素、集積回路、又は他の好適な構造のうちの1つ又は複数を使用して実装される。
[0081]幾つかの実装形態では、トランシーバ又はRFモジュールなどの通信機器構造は、ミリメートル波信号などの信号を受信及び送信するための手段の機能を実施するように構成される。例えば、幾つかの実装形態では、この構造は、受信動作の結果として受信される信号を受信し、処理するようにプログラム又は設計される。更に、幾つかの実装形態では、この構造は、送信動作の結果として送信される信号を処理し、送信するようにプログラム又は設計される。一般に、通信機器構造はワイヤレスベーストランシーバ機器を備える。
[0082]幾つかの実装形態では、ASIC又はプログラマブルプロセッサなど、処理システム構造は、各放射素子の利得及び位相を測定するための手段の機能を実施するように構成される。幾つかの実装形態では、この構造は、各放射素子のそれぞれの測定された利得及び位相に基づいて各放射素子のフィード利得及びフィード位相を決定するように更にプログラム又は設計される。幾つかの実装形態では、この構造は、各放射素子のフィード利得及びフィード位相を独立して設定するように更にプログラム又は設計される。
[0083]本明細書で開示する態様に関して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施され得るか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施され得るか、又はその2つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュール(例えば、実行可能命令及び関連するデータを含む)及び他のデータは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROM(登録商標)メモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD−ROM、又は当技術分野で知られている他の形態のコンピュータ可読記憶媒体など、メモリ中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報(例えば、コード)を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、例えば、コンピュータ/プロセッサ(便宜上、本明細書では「プロセッサ」と呼ぶことがある)などのマシンに結合され得る。例示的な記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。プロセッサ及び記憶媒体はASIC中に常駐し得る。ASICはユーザ機器中に常駐し得る。代替として、プロセッサ及び記憶媒体はユーザ機器中の個別構成要素として常駐し得る。更に、幾つかの態様では、任意の好適なコンピュータプログラム製品は、本開示の態様のうちの1つ又は複数に関係する機能を与えるために実行可能な(例えば、少なくとも1つのコンピュータによって実行可能な)コードを備えるコンピュータ可読媒体を備え得る。幾つかの態様では、コンピュータプログラム製品はパッケージング材料を備え得る。更に、非一時的コンピュータ可読媒体は、一時的な伝搬信号を除く任意のコンピュータ可読媒体である。
[0084]1つ又は複数の例示的な態様では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つ又は複数の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROM又は他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又は他の磁気ストレージ機器、あるいは命令又はデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送又は記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク(disk)及びディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)及びblu−ray(登録商標)ディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザーで光学的に再生する。従って、幾つかの態様では、コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ可読媒体(例えば、有形媒体、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータ可読記憶機器など)を備え得る。そのような非一時的コンピュータ可読媒体(例えば、コンピュータ可読記憶機器)は、本明細書で説明する又はさもなければ知られている媒体(例えば、メモリ機器、媒体ディスクなど)の有形形態のいずれかを備え得る。更に、幾つかの態様では、コンピュータ可読媒体は(例えば、信号を備える)一時的コンピュータ可読媒体を備え得る。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。コンピュータ可読媒体は、任意の好適なコンピュータプログラム製品中に実装され得ることを諒解されたい。本明細書では特定の態様について説明するが、これらの態様の多くの変形及び置換は本開示の範囲内に入る。
[0085]また、本明細書における「第1」、「第2」などの名称を使用した素子への言及は、それらの素子の数量又は順序を概括的に限定するものでないことを理解されたい。むしろ、これらの名称は、概して、本明細書において2つ以上の素子又はある素子の複数の例を区別する便利な方法として使用される。従って、第1及び第2の素子への言及は、そこで2つの素子のみが採用され得ること、又は第1の素子が何らかの方法で第2の素子に先行しなければならないことを意味するものではない。また、別段に記載されていない限り、素子のセットは1つ又は複数の素子を備える。更に、明細書又は特許請求の範囲において使用される「A、B、又はCのうちの少なくとも1つ」又は「A、B、又はCのうちの1つ又は複数」又は「A、B、及びCからなるグループのうちの少なくとも1つ」又は「A、B、及びCのうちの少なくとも1つ」という形式の用語は、「A又はB又はCあるいはこれらの素子の任意の組合せ」を意味する。例えば、この用語は、A、又はB、又はC、又はA及びB、又はA及びC、又はA及びB及びC、又は2A、又は2B、又は2Cなどを含み得る。
[0086]好適な態様の幾つかの利益及び利点について説明するが、本開示の範囲は特定の利益、使用、又は目的に限定されるものではない。むしろ、本開示の態様は、様々なワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、及び送信プロトコルに広く適用可能であるものとし、そのうちの幾つかが例として図及び説明において示される。
[0087]開示する態様の前述の説明は、当業者が本開示を実施又は使用できるように与えたものである。これらの態様への様々な修正が当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義された一般原理が、本開示の範囲から逸脱することなく他の態様に適用され得る。従って、本開示は、本明細書に示した態様に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理及び新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
[0087]開示する態様の前述の説明は、当業者が本開示を実施又は使用できるように与えたものである。これらの態様への様々な修正が当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義された一般原理が、本開示の範囲から逸脱することなく他の態様に適用され得る。従って、本開示は、本明細書に示した態様に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理及び新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 複数の放射素子を動作させるための方法であって、前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された前記位相及び測定された前記利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定することとを備える、方法。
[2] 前記複数の放射素子の各々が異なる、[1]に記載の方法。
[3] 前記複数の放射素子の各々の前記利得及び前記位相が特定の方向及び回転に応じて測定される、[1]に記載の方法。
[4] 各フィード利得が測定された前記利得に比例し、各フィード位相が、各それぞれの放射素子の測定された前記位相と反対の極性を有する、[1]に記載の方法。
[5] 前記決定が、前記フィード利得(Ai)をAi=αGiに設定し、前記フィード位相(θi)をθi=−Φi+βに設定することを備え、ここにおいて、α及びβが構成可能パラメータであり、Gi及びΦiが、それぞれ、前記それぞれの放射素子の測定された前記利得及び前記測定された位相である、[1]に記載の方法。
[6] 前記構成可能パラメータの値をランダムに選択することを更に備える、[5]に記載の方法。
[7] 無線信号の送信又は無線信号の受信のいずれかに関連する量子化誤差に基づいて前記構成可能パラメータのための値を選択することを更に備える、[5]に記載の方法。
[8] 前記放射素子の各々が第1及び第2のフィードを備え、前記決定が、前記第1のフィードと前記第2のフィードとの間の位相差を180度に設定することを備える、[1]に記載の方法。
[9] 前記放射素子の各々が、60GHz又はより高い周波数帯域において信号を送信及び受信する、[1]に記載の方法。
[10] 前記複数の放射素子を、フロントアンテナサブアレイ、バックアンテナサブアレイ、又は1つ以上の中間アンテナサブアレイのうちの少なくとも1つに構成することを更に備える、[1]に記載の方法。
[11] 複数の放射素子と、前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の前記測定された位相及び利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々の前記フィード利得及び前記フィード位相を独立して設定することとを行うように構成された処理システムとを備える、通信のための装置。
[12] 前記複数の放射素子の各々が異なる、[11]に記載の装置。
[13] 前記複数の放射素子の各々の前記利得及び前記位相が特定の方向及び回転に応じて測定される、[11]に記載の装置。
[14] 各フィード利得が測定された前記利得に比例し、各フィード位相が、各それぞれの放射素子の測定された前記位相と反対の極性を有する、[11]に記載の装置。
[15] 処理システムが、前記フィード利得(Ai)をAi=α*Giに設定し、前記フィード位相(θi)をθi=−Φi+βに設定するように更に構成され、ここにおいて、α及びβが構成可能パラメータであり、Gi及びΦiが、それぞれ、前記それぞれの放射素子の測定された前記利得及び前記測定された位相である、[11]に記載の装置。
[16] 前記処理システムが、前記構成可能パラメータの値をランダムに選択するように更に構成された、[15]に記載の装置。
[17] 前記処理システムが、無線信号の送信又は受信のいずれかに関連する量子化誤差に基づいて前記構成可能パラメータのための値を選択するように更に構成された、[15]に記載の装置。
[18] 前記放射素子の各々が第1及び第2のフィードを備え、前記処理システムが、前記第1のフィードと前記第2のフィードとの間の位相差を180度に設定するように更に構成された、[11]に記載の装置。
[19] 前記放射素子の各々が、60GHz又はより高い周波数帯域において信号を送信及び受信する、[11]に記載の装置。
[20] 前記複数の放射素子が、フロントアンテナサブアレイ、バックアンテナサブアレイ、又は1つ以上の中間アンテナサブアレイのうちの少なくとも1つに構成された、[11]に記載の装置。
[21] 前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された前記位相及び前記測定された利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定することとを行うために装置によって実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品。
[22] 複数の放射素子を動作させるための装置であって、前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定するための手段と、それぞれの放射素子の測定された前記位相及び測定された前記利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定するための手段と、決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定するための手段とを備える、装置。
[23] 複数の放射素子と、前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、それぞれの放射素子の測定された前記位相及び測定された前記利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定することと を行うように構成された処理システムと、設定された前記放射素子を介して信号を送信するように構成された送信機とを備えるアクセス端末。




  1. 複数の放射素子を動作させるための方法であって、
    前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、
    それぞれの放射素子の測定された前記位相及び測定された前記利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、
    決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定することと
    を備える、方法。

  2. 前記複数の放射素子の各々が異なる、請求項1に記載の方法。

  3. 前記複数の放射素子の各々の前記利得及び前記位相が特定の方向及び回転に応じて測定される、請求項1に記載の方法。

  4. 各フィード利得が測定された前記利得に比例し、各フィード位相が、各それぞれの放射素子の測定された前記位相と反対の極性を有する、請求項1に記載の方法。

  5. 前記決定が、
    前記フィード利得(Ai)をAi=αGiに設定し、前記フィード位相(θi)をθi=−Φi+βに設定すること
    を備え、ここにおいて、α及びβが構成可能パラメータであり、Gi及びΦiが、それぞれ、前記それぞれの放射素子の測定された前記利得及び前記測定された位相である、請求項1に記載の方法。

  6. 前記構成可能パラメータの値をランダムに選択すること
    を更に備える、請求項5に記載の方法。

  7. 無線信号の送信又は無線信号の受信のいずれかに関連する量子化誤差に基づいて前記構成可能パラメータのための値を選択すること
    を更に備える、請求項5に記載の方法。

  8. 前記放射素子の各々が第1及び第2のフィードを備え、前記決定が、
    前記第1のフィードと前記第2のフィードとの間の位相差を180度に設定すること
    を備える、請求項1に記載の方法。

  9. 前記放射素子の各々が、60GHz又はより高い周波数帯域において信号を送信及び受信する、請求項1に記載の方法。

  10. 前記複数の放射素子を、フロントアンテナサブアレイ、バックアンテナサブアレイ、又は1つ以上の中間アンテナサブアレイのうちの少なくとも1つに構成すること
    を更に備える、請求項1に記載の方法。

  11. 複数の放射素子と、
    前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、
    それぞれの放射素子の前記測定された位相及び利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、
    決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々の前記フィード利得及び前記フィード位相を独立して設定することと
    を行うように構成された処理システムと
    を備える、通信のための装置。

  12. 前記複数の放射素子の各々が異なる、請求項11に記載の装置。

  13. 前記複数の放射素子の各々の前記利得及び前記位相が特定の方向及び回転に応じて測定される、請求項11に記載の装置。

  14. 各フィード利得が測定された前記利得に比例し、各フィード位相が、各それぞれの放射素子の測定された前記位相と反対の極性を有する、請求項11に記載の装置。

  15. 処理システムが、前記フィード利得(Ai)をAi=α*Giに設定し、前記フィード位相(θi)をθi=−Φi+βに設定するように更に構成され、ここにおいて、α及びβが構成可能パラメータであり、Gi及びΦiが、それぞれ、前記それぞれの放射素子の測定された前記利得及び前記測定された位相である、請求項11に記載の装置。

  16. 前記処理システムが、前記構成可能パラメータの値をランダムに選択するように更に構成された、請求項15に記載の装置。

  17. 前記処理システムが、無線信号の送信又は受信のいずれかに関連する量子化誤差に基づいて前記構成可能パラメータのための値を選択するように更に構成された、請求項15に記載の装置。

  18. 前記放射素子の各々が第1及び第2のフィードを備え、前記処理システムが、前記第1のフィードと前記第2のフィードとの間の位相差を180度に設定するように更に構成された、請求項11に記載の装置。

  19. 前記放射素子の各々が、60GHz又はより高い周波数帯域において信号を送信及び受信する、請求項11に記載の装置。

  20. 前記複数の放射素子が、フロントアンテナサブアレイ、バックアンテナサブアレイ、又は1つ以上の中間アンテナサブアレイのうちの少なくとも1つに構成された、請求項11に記載の装置。

  21. 前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、
    それぞれの放射素子の測定された前記位相及び前記測定された利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、
    決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定することと
    を行うために装置によって実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品。

  22. 複数の放射素子を動作させるための装置であって、
    前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定するための手段と、
    それぞれの放射素子の測定された前記位相及び測定された前記利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定するための手段と、
    決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定するための手段と
    を備える、装置。

  23. 複数の放射素子と、
    前記複数の放射素子の各々の位相及び利得を測定することと、
    それぞれの放射素子の測定された前記位相及び測定された前記利得に基づいて前記複数の放射素子の各々のためのフィード利得及びフィード位相を決定することと、
    決定された前記フィード利得及び前記フィード位相に基づいて前記複数の放射素子の各々を独立して設定することと
    を行うように構成された処理システムと、
    設定された前記放射素子を介して信号を送信するように構成された送信機と
    を備えるアクセス端末。

 

 

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スマートアンテナ機器は、ケーシングを含み、ケーシングは、全方向性アンテナアレイと、アンテナアレイと電気的に接続された複数のトランシーバと、複数のトランシーバとネットワークポートとの間に電気的に接続されたフォーマット変換器及びブースタ装置とを支持し、前記フォーマット変換器及びブースタ装置は、複数のトランシーバからネットワークポートへの複数のUSB信号を符号化し、且つネットワークポートから複数のトランシーバへの複数のUSB信号を復号化するマルチプレクサ/デマルチプレクサ回路を含む。
パラボラアンテナ // JP2016524822
本発明はパラボラアンテナのためのソース(S)に関し、ソース(S)の主送信/受信軸(A)に位置付けられるシグマ放射要素(11)と、シグマ放射要素(11)に供給するシグマ供給回路(12)とを含む、シグマチャネルを生成するのに適したシグマ放射アセンブリ(1S,1C,1L)と、ソース(S)の主送信/受信軸(A)の周りに配置される8つのデルタ放射要素(21S,21C,21L)と、デルタ供給回路(22S,22C,22L)とを含む、デルタチャネルを生成するのに適したデルタ放射アセンブリ(2S,2C,2L)と、を含む。
本発明は、概して、複数のアンテナを有するセルラー電話機に関する。本発明は、ダイバーシティ又はMIMOアンテナシステムにおける2つのアンテナが相互結合によってどのように相互作用するかに関する。相互結合は、2つのアンテナの接近、それらのアンテナパターン及び効率に起因する。システムの性能は、アンテナ間の相互結合を調節することで最適化可能である。主アンテナ及び副アンテナは、システム性能を向上させるためにそれぞれ「同調」及び「離調」されることが可能である。本発明において、主アンテナ及び副アンテナは、周波数同調のためにアンテナ開口において構成されたMEMSキャパシタを用いて独立に同調される。
良好なアイソレーションおよび広い帯域幅を達成するためにコンパクトな構成を使用するワイヤレスデバイスにおいて複数のアンテナを提供するための技法。ある態様において、別個に駆動され得る第1および第2のモノポール素子は、共通の接地構造と導電結合された接地ストリップの反対側で提供される。第1および第2のモノポール素子を共通の接地構造に容量結合することによって、各モノポールアンテナの効果的な共振器サイズが増加され、したがってアンテナ構造のより良い性能を達成する。共通の接地構造および他のアンテナ素子に関する例示的なパターンがさらに開示される。
【選択図】 図3
本発明は、多重アンテナシステムおよびモバイル端末を提供する。該システムは、金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、金属短絡ピンを含む第一タイプのpifaを含み、ここで放射パッチは、誘電体板の上面に設置され、かつプローブ型給電ユニットおよび金属短絡ピンを使用することによって金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのpifaと、金属グランドプレーン、放射パッチ、給電ユニット、および金属短絡パッチを含む第二タイプのpifaであって、ここで放射パッチは、給電ユニットおよび金属短絡パッチを使用することによって、金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのpifaと垂直である第二タイプのpifaと、第二タイプのpifaに接して、第一タイプのpifaの誘電体板の上面の横の端に設置された孤立スタブと、を含む。この様な方法で、多重アンテナシステムのアイソレーションは、モバイル端末の要件を満たす。
【解決手段】WLANとWANの環境において、無線ルーターとそれらのクライアントの間で、より大きな範囲および帯域幅を提供するために、干渉を低減するか除去するために同期される、対数検波増幅器(LDA)、複数のアンテナ、アクティブアンテナ、および複数のアクティブアンテナおよびレシーバーが、様々な構成で提供される。
【選択図】図13
複数のアンテナを有するモバイルデバイスを含むマルチアンテナシステムが本願により提供される。第1アンテナ及び第2アンテナは2つ以上の同じ通信周波数バンドで動作することが可能である。第1アンテナ及び第2アンテナは、近接して離間され、第1アンテナ及び第2アンテナが2つ以上の異なる通信周波数バンドで実質的に分離されるように、異なる基本動作モードを有する。異なる基本モードを有する第1アンテナ及び第2アンテナは、モノポール、ダイポール、pifa又はpilaのような線状アンテナ、及び、スロット又はループアンテナのような開口アンテナとすることが可能である。
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