JP2019146161A - 消費電力の低減のため軸対称に間引きされたデジタルビームフォーミングアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】信号処理の計算負荷、及び消費電力を低減することができるデジタルビームフォーミングアレイアンテナにおける、アンテナ素子の配置を提供する。【解決手段】デジタルビームフォーミングアレイアンテナのアンテナプレート１０は、ポリゴングリッド１２に基づいて間引きアレイを構成するように配置された、複数のアンテナ素子を含む。ポリゴングリッド１２は、中心ポリゴン１４に関して対称に配置された複数のポリゴンペア１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂから成る。グリッド１２における各ポリゴンには、複数のアンテナ素子が、中心点に関して対称な複数ペアを構成し、各対称ペアにおける第１アンテナ素子と第２アンテナ素子が、互いの複素共役になるように配置されている。【選択図】図１

Description

本開示は、概して、アンテナの分野に関し、より具体的には、デジタルビームフォーミングアンテナに関する。

デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）は、指向性の信号を送受信するための技術である。ＤＢＦアンテナは、物理的には、アンテナプレート（antenna platter）全体に分散された複数のアンテナ素子（例えば、「アレイ」）を含み、それぞれのアンテナ素子（あるいはアンテナ素子の組、例えば、サブアレイ）が複数の送受信機のうちの１つに接続されたアーキテクチャを有する。ＤＢＦアンテナで受信された信号は、素子レベル及び／又はサブアレイレベルで検出、ダウンコンバート、デジタル化された後、デジタルビームプロセッサによって処理されて所望のビームが形成される。複数の送受信機間で、ノイズ及び歪みが排除される。送信側では、それぞれのアンテナ素子又はサブアレイによって形成された複数のサブビームをデジタルビームプロセッサにより合成して、所望のアンテナビームを形成する。デジタルビームプロセッサは、選択したアンテナ素子の出力を変化させることでアンテナビームを「方向付ける」機能を備える。したがって、ＤＢＦ技術を用いれば、アンテナを物理的に移動させることなく、アレイ前方の広い角度のいずれの方向にある受信局に対しても、アンテナビーム集束させて送信することが可能である。

本開示の態様は、フェーズドアレイアンテナシステム用のアンテナプレートに関し、また、フェーズドアレイアンテナシステム用のアンテナプレートの設計及び製造方法に関する。本開示によれば、これらの態様は、例えば、コンピュータ装置により実施可能である。

一態様において、フェーズドアレイアンテナシステムは、アンテナプレート及び複数のアンテナ素子を含む。前記複数のアンテナ素子は、複数ペアのポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて、前記アンテナプレートに分布されている。各ポリゴンペアは、前記アンテナプレートの中心に関して対称に配置された第１ポリゴンと第２ポリゴンから成る。加えて、前記複数のアンテナ素子は、各ポリゴンペアにおいて、当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアにおけるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置されている。

一態様において、前記複数のアンテナ素子は、間引きされたアレイを構成する。加えて、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離の関数として変化する。

一態様において、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離が長くなるにつれて低くなる。

一態様において、各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは、サイズ及び形状が同じである。さらに、一態様において、第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと異なる。そのような態様においては、前記第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴンと、前記第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴンは、サイズ及び／又は形状が異なる。

一態様において、第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンのそれぞれは、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと、サイズ及び形状が同じである。そのような態様では、前記第１のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンは、前記第２のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンと同じである。

一態様では、各ポリゴンペアの第１ポリゴン及び第２ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布は、各ポリゴンペアの第１ポリゴン及び第２ポリゴンのサイズ及び形状の関数である。

一態様において、本開示は、フェーズドアレイアンテナシステムにおけるアンテナ素子の分布を決定する方法を提供する。本態様において、前記方法は、複数のアンテナ素子をポリゴングリッドに基づいてアンテナプレートに分布させることを含む。前記ポリゴングリッドは、前記アンテナプレートの中心に関して対称な複数のポリゴンペアを構成するように配置された複数のポリゴンから成る。さらに、前記複数のアンテナ素子を分布させることは、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、前記複数のアンテナ素子が当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアにおけるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置することを含む。

一態様において、アンテナ素子の各対称ペアは、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子から成り、各ポリゴンにおいて前記複数のアンテナ素子が対称ペアを構成するように配置することは、各対称ペアの第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とを、前記中心点から実質的に等距離に配置することを含む。

一態様において、前記方法は、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度が前記アンテナプレートの中心からの距離の関数として変化するように、前記複数のアンテナ素子を間引くことをさらに含む。そのような態様では、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離が長くなるにつれて低くなる。

一態様において、各ポリゴンペアは、互いに合同な第１ポリゴンと第２ポリゴンから成る。

一態様において、第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、非合同である。これらの態様において、前記第１のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンは、前記第２のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンと異なる。

一態様において、前記方法は、前記ポリゴングリッドにおけるポリゴンペアの１つ以上の集合を特定することをさらに含む。これらの態様において、各集合の各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは、サイズ及び形状が互いに合同である。そのような態様において、複数のアンテナ素子を分布させることは、各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンのアンテナ素子と、各ポリゴンペアにおける第２ポリゴンのアンテナ素子とを、同じパターンで分布させることを含む。

一態様において、本開示は、プログラム可能なコンピュータ装置を制御するためのコンピュータプログラムプロダクトを格納した非一時的なンピュータ可読媒体を提供する。前記コンピュータプログラムプロダクトに含まれるソフトウェア命令は、前記プログラム可能なコンピュータ装置の処理回路によって実行されると、当該処理回路に、アンテナプレートにおける複数のアンテナ素子の分布を、前記アンテナプレートの中心に関して対称な複数のポリゴンのペアを構成するように配置された複数のポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて決定させる。次いで、前記複数のアンテナ素子を前記アンテナプレートに分布させる。前記複数のアンテナ素子を分布させるために、前記ソフトウェア命令は実行されると、前記処理回路に、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、前記複数のアンテナ素子が当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアに含まれるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置させる。

本開示の態様を添付の図面に示しているが、これらは、例示であって、限定ではない。添付図面において、同様の要素は、同じ参照符号を使って示されている。

本開示の一態様よるフェーズドアレイアンテナシステム用のアンテナプレート、及び、このアンテナプレートに重畳されたポリゴンのグリッドを示す。 本開示の一態様によるポリゴングリッドのポリゴンにおけるアンテナ素子の分布を示す。 本開示の態様にしたがって構成されたアンテナプレートを有するフェーズドアレイアンテナの放射パターンを示す。 本開示の態様によるアンテナプレートにおける複数のアンテナ素子の分布パターンを決定する方法を示すフロー図である。 本開示の一態様によるアンテナプレートの製造を容易にするために用いられるポリゴングリッドを示す。 図５に示す態様にしたがって構成されたアンテナプレートを有するフェーズドアレイアンテナの放射パターンを示す。 本開示の一態様によるアンテナプレートにおける複数のアンテナ素子の分布パターンを決定する方法を示すフロー図である。 本開示の態様によるアンテナ素子の分布パターンを決定するよう構成されたコンピュータ装置を示す機能ブロック図である。 本開示の態様を実現するよう構成された処理回路を示す機能ブロック図である。 本開示の一態様にしたがって構成されたフェーズドアレイアンテナシステムを示す機能ブロック図である。 本開示の一態様にしたがって構成されたアンテナプレートを利用可能ないくつかの例示的なデバイスを示す。

本開示の態様は、間引きした（thinned）デジタルビームフォーミングアレイ（ＤＢＡ）を構成する複数のアンテナ素子の分布及び配置、並びに、その設計及び製造に関する。より詳しくは、本開示の態様では、アンテナプレートにポリゴングリッドを重畳する。このポリゴングリッドは、複数のポリゴンがアンテナプレートの中心に関して対称な複数のポリゴンのペアを構成するように配置されて成る。各ポリゴンには、アンテナ素子が当該ポリゴンの中心点に対して対称なペアを構成するように配置され、各対称ペアにおけるアンテナ素子は互いの複素共役である。このようにアンテナ素子を配置することで、ビームフォーミングパラメータの算出に必要な演算数を少なくすることができ、よって、アンテナ使用時のデジタル信号処理の計算負荷及び消費電力を低減することができる。

図面を参照すると、図１は、フェーズドアレイアンテナシステム用のアンテナプレート１０に重畳されたポリゴングリッド１２を示す。図示の態様から分かるように、アンテナプレート１０は、概ね円形である。ただし、これがあくまでも例示であることは、当業者には認識されるだろう。アンテナプレート１０のサイズ及び／又は形状は、本開示において本質的なものではなく、本開示の態様は、非円形のサイズ及び／又は形状のアンテナプレート１０に対しても同様に好適である。

ポリゴングリッド１２は、中心ポリゴン１４を有し、この周りに複数のポリゴンがペアを構成するように配置されている。各ポリゴンペアは、第１ポリゴン（例えば、ポリゴン１６ａ、１６ｃ、１８ａ、２０ａ）と、これと中心ポリゴン１４に関して対称に配置された第２ポリゴン（例えば、ポリゴン１６ｂ、１６ｄ、１８ｂ、２０ｂ）と、から成る。各ポリゴンペアにおける第１ポリゴン１６ａ、１６ｃ、１８ａ、２０ａのサイズ及び形状は、同じペアにおける第２ポリゴン１６ｂ、１６ｄ、１８ｂ、２０ｂのサイズ及び形状と実質的に同一である。つまり、それぞれのポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴン（例えば、１６ａ、１６ｂ）は、「合同（congruent）」である。

より詳しくは、本明細書において用いる「合同」は、２つ以上のポリゴン（例えば、ポリゴンペアを構成するポリゴン）のサイズ及び形状（例えば、形）が略同一であって、これらのポリゴンを互いに重ねると、略一致することを意味する。例えば、図１において、ポリゴン１６ａは、ポリゴン１６ｂとペアを成し、中心ポリゴン１４の直径方向で反対の位置に配置されている。ポリゴン１６ａのサイズ及び形状は、ポリゴン１６ｂと略同一であり、よって、ポリゴン１６ａとポリゴン１６ｂとは、「合同」であると言える。

全般的には、所与の第１のポリゴンペアに含まれる第１ポリゴンと第２ポリゴン（例えば、１６ａ、１６ｂ、以降、これらをまとめて１６−１とする）のサイズ及び形状は、所与の第２のポリゴンペアに含まれる第１ポリゴンと第２ポリゴン（例えば、２０ａ、２０ｂ、以降、これらをまとめて２０とする）のサイズ及び形状と異なる。つまり、第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、異なるポリゴンペアにおけるポリゴンとは「非合同（non-congruent）」である。本明細書における「非合同」なる用語は、２つ以上のポリゴンのサイズ又は形状のうちの少なくとも一方が異なることを意味する。

ただし、非合同は常に求められる要件ではない。本開示のいくつかの態様では、第１のポリゴンペア（例えば、ポリゴンペア１６−１）に含まれる第１ポリゴンと第２ポリゴン（例えば、１６ａ、１６ｂ）それぞれのサイズ及び形状は、第２のポリゴンペア含まれる第１ポリゴンと第２ポリゴン（例えば、１６ｃ、１６ｄ、以降、これらをまとめて１６−２とする）と合同である。つまり、特定の態様では、所与のポリゴンペアを構成するポリゴンが互いに合同であるだけではなく、これらのポリゴンは、別のポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンとも合同である。

詳しくは後述するが、本開示の態様では、「合同」という特性を利用することで、ビームフォーミングパラメータの算出に要する計算負荷、及び、アンテナプレート１０の消費電力の両方を低減するように、アンテナプレート１０におけるアンテナ素子の分布パターンを決定することができる。例えば、本開示のいくつかの態様では、先ず、ポリゴングリッド１２を分析して、ポリゴンの「代表集合（representative set）」を特定する。代表集合に含まれる各ポリゴンは、同じ体表集合に含まれる他のいずれのポリゴンとも異なる独自のサイズ及び形状を有する。ただし、必須の要件ではないが、代表集合に含まれる各ポリゴンは、代表集合に含まれない１つ以上の他のポリゴンとは合同であってもよい。このような態様では、代表集合に含まれる各ポリゴンにおけるアンテナ素子の分布パターンが、最初に決定され、次いで、これらの分布パターンが、合同に基づいて、ポリゴングリッド１２における他のポリゴンに複製、あるいは、「クローニング（cloned）」される。このような複製を行えば、ポリゴングリッド１２における各ポリゴンの分布パターンを複製しない場合に比べて、設計及び製造に必要な工程数を少なくすることができ有利である。

図２は、本開示の一態様による代表的なポリゴン１６ａにおけるアンテナ素子２２の分布パターンＤを示す図である。図２に示す通り、複数のアンテナ素子２２が、中心点Ｃに関して対称なペア２２−１、２２−２、２２−３を構成するように配置されている。例えば、アンテナ素子２２−１同士は、互いに対応するアンテナ素子である。同様に、アンテナ素子２２−２同士も、アンテナ素子２２−３同士も、互いに対応するアンテナ素子である。対称ペア２２−１、２２−２、２２−３の各々は、第１アンテナ素子と、中心点Ｃからの距離が当該素子と実質的に等しい位置に配置された第２アンテナ素子と、から成る。各対称ペア２２−１、２２−２、２２−３における第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とが物理的に対称な配置であるということは、これら第１アンテナ素子と第２アンテナ素子が互いの複素共役となるように配置されていることを意味する。例えば、本態様において、ポリゴングリッド１２の所与のポリゴンにおける第１アンテナ素子と第２アンテナ素子の位置は、当該第１アンテナ素子と第２アンテナ素子に関連するビームフォーミング演算における実数値と虚数値に基づく。

具体的には、所与の対称ペア（例えば、対称ペア２２−１）における第１アンテナ素子と第２アンテナ素子のぞれぞれは、同じ大きさの実数部、及び、同じ大きさで符号が反対の虚数部を有する複素数によって定義される。例えば、対称ペア２２−１の第１アンテナ素子を定義する複素数が２＋５ｉであれば、対称ペア２２−１の第２アンテナ素子は、２＋５ｉの複素共役である２−５ｉで定義される。したがって、本開示の態様によれば、虚数部の符号を「＋」から「−」に（あるいは、逆に「−」から「＋」に）変えるだけで、任意の対称ペアにおける第１アンテナ素子の複素共役を見つけることができる。

一態様によれば、例えば、ポリゴン１６ａに含まれる対称ペア２２−１、２２−２、２２−３など、所与のポリゴンに含まれる対称ペアにおける複素共役の関係は、ポリゴングリッド１２の各ポリゴンに含まれるアンテナ素子２２からの信号を合成しても維持される。例えば、一態様では、信号の合成は、例えば、ネットワークから受信した情報を利用して、あるいは、信号の到来時間の実遅延時間を調整する（true time delay adjustment）様々な既知の処理技術のうちの任意のものを利用して実行される。１つの実遅延時間の値が、各ポリゴンに含まれるすべてのアンテナ素子２２に対して用いられる。一態様では、各ポリゴンに含まれるアンテナ素子２２からの信号に対して、実遅延時間の調整の前又は後に位相調整も行われる。

本開示の態様によれば、アンテナ素子が互いの複素共役になる対称な分布に配置されているので、すべてのアンテナ素子についてビームフォーミングの演算を行う必要がなく、ペアを成すアンテナ素子のうちの一方についてのみビームフォーミングパラメータを算出する演算を行えばよい。本開示によれば、一方のアンテナ素子について演算が完了ずれば、虚数部の符号を変えて当該アンテナ素子の複素共役を算出するだけで、当該対称ペアにおける他方のアンテナ素子のビームフォーミングパラメータを取得することができる。このような算術演算は、各アンテナ素子について同様のビームフォーミングの演算を個別に行う場合よりも計算負荷が小さい（例えば、ビームフォーミングパラメータの算出に必要な演算の数が、各素子についてビームフォーミングの演算を個別に行うことを必要とする他の計算手法に比べて少なくてすむ）。

尚、図２に示したポリゴン１６ａのサイズ及び形状、並びに、ポリゴン１６ａにおけるアンテナ素子２２の対称ペアの具体的な分布及び配置は、あくまで例示である。同様に、図示したアンテナ素子２２の数、及び、アンテナ素子２２の対称ペアの配置も、あくまでも例示である。実際には、ポリゴン１６ａ及び図２に関連して説明した態様は、ポリゴングリッド１２における任意の他のポリゴンにも同様に適用可能である。詳細は後述するが、アンテナ素子２２の数、また、アンテナ素子２２の対称ペアの数は、設計要件に基づいて変更可能である。ただし、いくつかの態様では、アンテナ素子２２の密度は、アンテナプレート１０の中心に近いほど高くなる。

本開示によれば、アンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２の具体的な分布及び配置は、アンテナプレート１０の製造前にコンピュータ装置によって決定することができる。その後、決定した分布パターンＤにしたがって、アンテナプレート１０を構築する。

具体的には、本開示の態様では、先ずは、非常に高密度のアンテナ素子２２のアレイがアンテナプレート１０全体に分布した状態であるとして、設計プロセスを開始する。一態様では、アンテナ素子２２のこの分布は、ランダム又は擬似ランダムな分布である。次いで、アンテナ素子２２のアレイを、例えば、テイラーシニングプロセス（Taylor Thinning process）を適用して間引きする。間引き処理では、サイドローブレベル（ＳＬＬ）が低い放射パターンが形成されるように、いくつかのアンテナ素子２２を適切に排除することができる。例えば、一態様では、間引き後のアンテナ素子２２は、ポリゴングリッド１２の各ポリゴンに約４０〜１３０個のアンテナ素子が含まれる分布になっている。次いで、ポリゴングリッド１２がアンテナプレート１０に重畳される。

間引きを適用した後、ランダムあるいは擬似ランダムの分布及び配置のアンテナ素子２２を、新たな分布及び配置のアンテナ素子２２に置換するが、ここで、ポリゴングリッド１２におけるアンテナ素子２２の総数は、略同じであり、ポリゴングリッド１２の各ポリゴンあたりのアンテナ素子２２の総数も、略同じである。ただし、「部分的（fractional）」なポリゴン（即ち、ポリゴングリッド１２の周縁に位置するポリゴン）におけるアンテナ素子２２の数は、そのサイズに比例して少なくなる。

このような分布を達成すべく、本開示の一態様では、間引きされたアレイを消去する前に、グリッド１２における各ポリゴンの形状及び／又はサイズを変更して、グリッド１２における各ポリゴンが略同数のアンテナ素子２２を含むようにする。次いで、間引きされたアレイを消去したら、新たな分布のアンテナ素子２２をグリッド１２の各ポリゴンに対称ペアを構成するように配置する。具体的には、上述したように、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子が中心点Ｃに対して対称な複数の対称ペアを構成するように配置し、よって、各対称ペアのアンテナ素子２２は互いの複素共役である。

各ポリゴンあたりのアンテナ素子２２の数は厳密である必要はない。ただし、各ポリゴンにおけるアンテナ素子２２の数は、ポリゴンのサイズ及び合同によって略同じでなくてはならない。例えば、一態様では、各ポリゴンあたりのアンテナ素子２２の数は、各ポリゴンあたり約５０個と約１１０個の間である。ポリゴングリッド１２において比較的大きいポリゴンは、比較的小さいポリゴン、つまり、「周縁」ポリゴンよりも多くのアンテナ素子２２を含むことができる。ただし、サイズ及び形状が同等のポリゴン同士は、略同数のアンテナ素子２２を有する。ポリゴングリッド１２において、各ポリゴンあたりに含まれるアンテナ素子２２の数が大きく違っている場合は、ポリゴンのサイズ及び形状の変更が正しく行われなかった可能性を示唆する。

アンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２は、具体的な個数と配置に関わらず、アンテナ素子２２の密度がアンテナプレート１０の中心からの距離の関数として変化するように分布している。したがって、アンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２の密度は、アンテナプレート１０の中心に近いほど高く、アンテナプレート１０の中心からの距離が長くなるにつれて低くなっている。特定の態様では、グリッド１２のポリゴンのサイズも、アンテナプレート１０の中心からの距離が長くなるにつれて大きくなる。ポリゴンのサイズを大きくすることで、グリッド１２においてアンテナプレート１０の中心からより遠くに位置するポリゴンが、アンテナプレート１０の中心付近に位置するポリゴンと略同数のアンテナ素子を含むことができる。

図３Ａ、図３Ｂは、本開示の態様にしたがって構成されたアンテナプレート１０を有するフェーズドアレイアンテナシステムの放射パターンを示す。具体的には、図３Ａのグラフ２８に示す放射パターンでは、０．００度に突出したメインビームを表す「山形」が現れており、その両脇に比較的低いＳＬＬが現れている。つまり、メインビームの方向への放射が強く、不要なサイドローブ方向への放射は弱い。図３Ｂのグラフ３０は、図３Ａと同じ放射パターンを示すが、より小さい角度範囲（中心から±ｎ度）に着目している。図３Ｂにおいても、メインビームを表す山形が０．０度に突出しているが、メインビームの両脇のＳＬＬは減衰している。必要であれば、フィルタリングを追加することにより、ＳＬＬ放射をさらに低減し、場合によっては、実質的に排除することが可能である。

図４は、本開示の一態様によるアンテナプレート１０における複数のアンテナ素子２２の分布パターンＤを決定する方法４０のフロー図である。詳細は後述するが、方法４０は、ワークステーションやネットワーク型サーバなどのコンピュータ装置が、例えば、制御用アプリケーションプログラムを含むソフトウェア設計ツールを実行することによって実施可能である。

図４に示すように、方法４０では、先ず、複数のアンテナ素子２２をアンテナプレート１０にランダムに、あるいは、擬似ランダムに分布させる。この最初の分布では、アンテナ素子２２は、非常に高密度のアレイを構成する（ボックス４２）。分布の後、方法４０では、ポリゴングリッド１２を決定（ボックス４４）し、このポリゴングリッド１２をアンテナプレート１０に重畳する（ボックス４６）。このポリゴングリッド１２は、複数のポリゴンペアを構成するように配置された複数のポリゴンから成る。各ポリゴンペアは、アンテナプレート１０の中心（例えば、中心ポリゴン１４）に関して対称に配置された第１ポリゴンと第２ポリゴンから成る。次いで、方法４０では、高密度アレイに対して間引きアルゴリズムを適用して、アンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２の数を間引きする（ボックス４８）。前述の通り、間引きプロセスは、残ったアンテナ素子により形成される放射パターンのサイドローブレベルが低くなるように、アレイからいくつかのアンテナ素子２２を適切に排除する処理である。

次いで、方法４０は、グリッド１２の各ポリゴンにおけるアンテナ素子２２が所定の密度になるように、１つ以上のポリゴンのサイズ及び／又は形状を変更させる（ボックス５０）。本開示によれば、どのような所望又は必要な密度も可能であるが、一態様では、１つのポリゴンにつき約５０〜１１０個の間のアンテナ素子２２を所定の密度とする。図示の通り、アンテナ素子２２の密度は、アンテナプレート１０の周縁に向かうよりも、アンテナプレート１０の中心に向かうに連れて高くなるように配置されている。したがって、一態様では、配置されているポリゴンのサイズは、アンテナプレート１０の中心からの距離に伴って大きくなっている。サイズを大きくすることにより、アンテナプレート１０の周縁に近いポリゴンが、アンテナプレートの中心に近いポリゴンと略同数のアンテナ素子２２を含むようにでき、よって、各ポリゴンあたりのアンテナ素子２２の密度を所定の密度に維持することができる。

ポリゴングリッド１２に含まれるポリゴンのサイズ及び形状を変更したら、方法４０では、現材の分布のアンテナ素子２２を消去して、新たな分布のアンテナ素子２２に置き換える（ボックス５２）。具体的には、複数のアンテナ素子２２は、ポリゴングリッド１２の各ポリゴンにおいて以下を満たすように分散される。即ち、
グリッド１２の各ポリゴンにおける新たな分布のアンテナ素子２２の密度が、所定の密度と略同等に維持されること、
各ポリゴンにおけるアンテナ素子２２が、当該ポリゴンの中心点Ｃに関して対称なペアを構成するように配置されること、
各対称ペアにおける第１及び第２アンテナ素子２２が、互いの複素共役であること、
を満たすように配置される。

前述の通り、アンテナ素子２２がポリゴンの中心に関して対称なペアを構成するように配置しおり、よって、各ペアにおける第１及び第２アンテナ素子２２が互いの複素共役であるので、デジタル信号処理を用いる操作において、ビームフォーミングパラメータを算出するために必要な演算の数を少なくすることができる。したがって、本開示の分布方法によれば、アンテナ使用時のデジタル信号処理における計算負荷及び電力消費を低減できるという効果が得られる。

アンテナ素子２２の分布パターンＤが決定されれば、方法４０は、ユーザがアンテナ素子を分布及び配置するための設計を生成し、出力する（ボックス５４）。一態様では、設計は、ユーザが閲覧する表示装置に対して出力される。他の態様では、設計は、メモリ装置（例えば、データベース）に格納されて、後の製造プロセスにおいて利用される。例えば、一態様では、本開示の態様により生成される設計は、アンテナプレート１０を物理的に作製する際のテンプレートとして利用される。

したがって、本開示の態様によれば、本開示にしたがって構成されたアンテナプレート１０を備えるシステムの動作に要するリソースを低減できるという効果が得られる。これに加えて、本開示の態様では、そのようなアンテナプレート１０の製造を容易にする方法も検討している。より具体的には、本開示の態様では、アンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２の分布及び配置を決定する際に考慮すべきポリゴンの数を、グリッド１２における各ポリゴンのサイズ及び形状に基づいて減らすことができる。本開示の態様では、ポリゴンの数を減らすので、少ない数のポリゴンについてだけアンテナ素子２２の新たな分布パターンＤを決定すればよい。本開示では、少ない数のポリゴンについて新たな分布を決定したら、ポリゴングリッド１２における残りのポリゴンについては、この分布パターンＤを単に複製すればよい。よって、グリッド１２の各ポリゴンにおけるアンテナ素子２２の分布及び配置の決定に要する処理量を大幅に低減することができる。

図５に示す通り、例えば、本開示の一態様では、ポリゴングリッド１２における各ポリゴンのサイズ及び形状が比較される。この比較の結果に基づいて、本方法を実施するコンピュータ装置は、ポリゴンの代表部分集合６０を特定する。図５の態様では、ポリゴンの代表部分集合６０は、中心ポリゴン１４を含む１５個のポリゴンから成る。代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンは、いずれも固有のサイズ及び形状を有する。つまり、代表部分集合６０には、互いに合同であるポリゴンは含まれない。ただし、代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンは、中心ポリゴン１４を除き、グリッド１２のうち代表部分集合６０に含まれない少なくとも１つの他のポリゴンと合同である。よって、本開示の一態様によれば、コンピュータ装置は、代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンについてのみアンテナ素子２２の分布パターンＤを決定すればよい。代表部分集合６０に含まれるすべてのポリゴンについて分布パターンＤが決定されれば、コンピュータ装置は、グリッド１２における残りのポリゴンについては、決定した分布パターンＤを合同の関係に基づいて複製するだけでよい。

よって、本開示の態様は、グリッド１２におけるいくつかのポリゴンのサイズ及び形状が、グリッド１２における他のポリゴンのサイズ及び形状と実質的に同じであることを利用して、アンテナプレート１０の製造の煩雑さを低減することができる。つまり、グリッド１２の中から、「固有の」サイズ及び形状を有するポリゴンを識別し、これらの「固有の」ポリゴンにおけるアンテナ素子２２の分布パターンＤを複製することにより、本開示の態様は、アンテナプレート１０について決定する必要のあるパターンの数を全体として大幅に低減することができる。パターンの数を低減できれば、アンテナプレート１０の製造における煩雑さの大幅に低減することができる。

また、そのような低減を実現しても、アンテナプレート１０の放射パターンに実質的な悪影響を及ぼすことはない。例えば、図６Ａ及び図６Ｂのグラフ６２及び６４に示すように、放射パターンの０．０度における「山形」が表すメインローブの両脇に現れるサイドローブが若干高くなっている。様々な態様において、このサイドローブの放射は、適切なフィルタリングを採用すれば、低減あるいは排除可能であり、メインローブの指向性を有する望ましい放射パターンだけを残すことができる。

図７Ａ、図７Ｂは、アンテナプレート１０における複数のアンテナ素子２２の分布パターンＤを決定する際に、処理対象のポリゴン（即ち「サブアレイ」）の数を低減する、本開示の一態様による方法７０のフロー図である。上述したように、方法７０は、コンピュータ装置により実施され、アンテナプレート１０のアンテナ素子２２の分布及び配置を特定する設計を出力するものである。出力された設計は、アンテナプレート１０を物理的に構成する製造プロセスにおいて用いられる。

方法７０は、方法４０同様に開始される。具体的には、方法７０では、先ず、複数のアンテナ素子２２をアンテナプレート１０全体にランダムに分布させ、また、アンテナプレート１０のポリゴングリッド１２を生成する（ボックス７２、７４）。前述の通り、グリッド１２は、互いに合同な（即ち、略同じサイズ及び形状の）第１ポリゴン及び第２ポリゴンから成る複数のポリゴンペアを含む。加えて、各ペアのポリゴンは、グリッド１２の中心ポリゴン１４に関して対称に配置されている。次に、ポリゴングリッド１２をアンテナプレート１０に重畳し（ボックス７６）、次に、アンテナ素子２２を間引きする（ボックス７８）。次に、アンテナ素子２２が所定の分布になるように、１つ以上のポリゴンの形状及び／又はサイズを調整する（ボックス８０）。次いで、この時点のアンテナ素子２２のアレイを消去するとともに、処理対象のポリゴン（例えば、サブアレイ）の数を減らす（ボックス８２）。

図７Ｂに、処理対象のポリゴンを減らすための一つのプロセスを示す。この態様に示すように、コンピュータ装置により実施される方法７０は、先ず、ポリゴンの代表部分集合６０を特定する（ボックス８４）。ここで、ポリゴンの代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンは、同じく代表部分集合６０に含まれる他のポリゴンのいずれとも非合同である。つまり、ポリゴンの代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンは、それぞれ固有のサイズ及び形状を有する。代表部分集合６０のうち中心ポリゴン１４を除く各ポリゴンは、グリッド１２のうち代表部分集合６０に含まれない少なくとも１つの他のポリゴンと合同である。グリッド１２に含まれるポリゴンにおける合同の関係が分かっているので、方法７０を実施するコンピュータ装置は、最小限の数のポリゴン（例えば、ポリゴンの代表部分集合６０に含まれるポリゴン）についてアンテナ素子分布パターンＤを決定し（ボックス８６）、グリッド１２における残りのポリゴンについては、決定したパターンを複製する（ボックス８８）ことができる。

具体的には、ポリゴンの代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンにおいて、複数の対称ペア（例えば、図２の２２−１、２２−２、２２−３）を構成するようにアンテナ素子２２を分布させる。各対称ペアを構成する第１アンテナ素子と第２アンテナ素子は、ポリゴンの中心点Ｃに関して対称に配置されており、互いの複素共役である。一態様において、各対称ペアに含まれる第１及び第２のアンテナ素子２２は、図２に示すように、ポリゴンの中心点Ｃからの距離が互いに等しい。

ポリゴンの代表部分集合６０に含まれる各ポリゴンのパターンが決定されれば、方法７０は、合同の関係に基づいて、当該パターンをグリッド１２の他のすべてのポリゴンに複製する（ボックス８８）。具体的には、ポリゴンの代表部分集合６０に含まれる個々のポリゴンについて、方法７０は、当該ポリゴンに含まれるアンテナ素子２２の分布及び配置を、グリッド１２において、代表部分集合６０に含まれないポリゴンのうち、当該ポリゴンと合同のポリゴンに対して複製する。このような複製を行うことにより、ポリゴングリッド１２に含まれる各ポリゴンについてアンテナ素子分布パターンＤを個別に決定する必要がなくなる。次いで、方法７０は、新たな分布のアンテナ素子２２を含むアンテナプレート１０の設計を生成、出力し、この設計に基づいて、アンテナプレート１０を製造することができる（ボックス９０）。

図８は、本開示の態様によるアンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２の分布パターンＤを決定するよう構成されたコンピュータ装置１００を示す機能ブロック図である。図８に示すように、コンピュータ装置１００は、処理回路１０２を含み、この処理回路は、１つ以上のバスを介して、メモリ１０４、ユーザ入力／出力インターフェース１０６、及び、通信インターフェース１０８に通信可能に接続されている。本開示の様々な態様によれば、処理回路１０２は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ハードウェア回路、ディスクリートロジック回路、ハードウェアレジスタ、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）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は、それらの組み合わせを含む。そのような態様の一つでは、処理回路１０２は、プログラム可能なハードウェアを含み、例えば、機械可読のコンピュータ制御プログラム１１０としてメモリ１０４に格納されたソフトウェア命令を実行することができる。より具体的には、処理回路１０２は、制御プログラム１１０を実行して、前述の本開示の態様を実施するよう構成されている。

メモリ１０４は、当業界で公知の、あるいは、今後開発されうる任意の非一時的な機械可読の記憶媒体を含み、揮発性でも、不揮発性でもよい。その例としては、（限定するものではないが）固体媒体（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＤＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、固体ドライブなど）、リムーバブル記憶デバイス（例えば、セキュアデジタル（ＳＤ）カード、ミニＳＤカード、マイクロＳＤカード、メモリスティック、サムドライブ、ＵＳＢフラッシュドライブ、ＲＯＭカードリッジ、ユニバーサル・メディア・ディスク）、固定ドライブ（例えば、磁気ハードディスクドライブ）などの各々が含まれ、あるいは、それらの任意の組み合わせが含まれる。図８に示すように、メモリ１０４は、処理回路１０２により実行されて、本開示の態様を実施するコンピュータプログラムプロダクト（例えば、制御プログラム１１０）を格納するよう構成されている。

ユーザ入力／出力インターフェース１０６は、コンピュータ装置１００における入力及び出力（Ｉ／Ｏ）データパスを制御するよう構成された回路を含む。Ｉ／Ｏデータパスには、他のコンピュータ及び大容量記憶装置と、通信ネットワーク（図示せず）を介して信号を交換するためのデータパス、及び／又は、ユーザと信号を交換するためのデータパスが含まれる。いくつかの態様において、ユーザＩ／Ｏインターフェース１０６は、様々なユーザ入力／出力デバイスを含み、限定するものではないが、例えば、１つ以上の表示装置、キーボード又はキーパッド、マウス、などが含まれる。

通信インターフェース１０８は、コンピュータ装置１００が１つ以上の遠隔コンピュータ装置に対してデータ及び情報を通信すること可能にする回路を含む。一般的に、通信インターフェース１０８は、ＥＴＨＥＲＮＥＴカード、あるいは、コンピュータ装置１００がコンピュータネットワークを介してデータ及び情報を通信することを可能するよう特別に構成されたその他の回路を含む。ただし、本開示の他の態様では、通信インターフェース１０８は、無線ネットワークを介して他のデバイスと通信信号の送受信を行うよう構成された送受信機を含む。

図９は、本開示の一態様による様々なハードウェア部やソフトウェアモジュール（例えば、メモリ１０４に格納された制御プログラム１１０など）で実装された処理回路１０２のブロック図である。図９に示すように、処理回路１０２は、ポリゴングリッド生成部／モジュール１１２、ポリゴン集合特定部／モジュール１１４、アンテナ素子分散部／モジュール１１６、アンテナ素子間引き部／モジュール１１８、及び、アンテナプレート設計出力部／モジュール１２０を含む。

ポリゴングリッド生成部／モジュール１１２は、アンテナプレート１０に重畳されるポリゴングリッド１２を生成するよう構成されている。ポリゴン集合特定部／モジュール１１４は、ポリゴングリッド１２を分析し、ポリゴングリッド１２に含まれるポリゴンのうち、前述の代表部分集合６０を構成するポリゴンの集合を特定するよう構成されている。アンテナ素子分散部／モジュール１１６は、グリッド１２の各ポリゴンにおけるアンテナ素子２２の分布パターンＤを決定するよう構成されている。具体的には、アンテナ素子分散部／モジュール１１６は、各ポリゴンに含まれるアンテナ素子２２において、複数の対称ペアを構成する第１及び第２アンテナ素子２２と、また、ポリゴンの中心点Ｃに関して対称な当該第１及び第２アンテナ素子２２の配置と、を決定するよう構成されている。アンテナプレート１０の製造を容易化するために、ポリゴンの数が低減されている場合には、アンテナ素子分散部／モジュール１１６は、代表部分集合６０に含まれる非合同の各ポリゴンについてアンテナ素子２２の分布パターンＤを決定し、次いで、特定したパターンを合同の関係に基づいてグリッド１２における残りのポリゴンについて複製すればよい。これは、前述の通りである。

アンテナ素子間引き部／モジュール１１８は、アンテナプレート１０のアンテナ素子に対して間引きアルゴリズムを適用して、アンテナプレート１０におけるアンテナ素子２２の分布が、アンテナプレート１０の中心からの距離の関数として変化するようにする。アンテナプレート設計出力部／モジュール１２０は、アンテナプレート１０の設計をユーザに対して出力するよう構成されている。前述の通り、本開示の態様において出力される設計は、いくつかの態様では、アンテナプレート１０を物理的に製造するために利用される。

図１０は、本開示の一態様にしたがって構成されたフェーズドアレイアンテナシステム１２２を示す機能ブロック図である。図１０に示すように、フェーズドアレイアンテナシステム１２２は、前述したように、アンテナプレート１０全体に分布及び配置された複数のアンテナ素子２２を含む。各アンテナ素子２２には、対応する送信機１２４から電流が供給される。各供給電流は、コントローラ１２８によって制御される位相シフター（phase shifter）１２６を通って供給される。

当業界で既知であるように、コントローラ１２８は、各位相シフター１２６を制御して、供給電流の位相の関係を電気的に変化させる。この変化により、いくつかのアンテナ素子２２による電波が足し合されて所望の方向の放射を強め、その他のアンテナ素子２２による電波が互いに打ち消し合って所望の方向以外の放射を抑制するように制御することができる。つまり、このような制御により、指向性の放射を実現するフェーズドアレイアンテナシステム１２２を構成することができる。

本開示の態様にしたがって構成されたアンテナプレート１０は、任意の数の異なるデバイスに関連づけられたフェーズドアレイアンテナシステム１２２に使用するのに好適である。図１１は、そのようなデバイスの例を示し、限定するものではないが、例えば、航空機１３０、回転翼機１３２、衛星（又は、その他の地球外輸送体）１３４、レーダ施設１３６、携帯電話１３８、船舶１４０、などが含まれる。

本開示の態様は、さらに、本明細書に記載した様々な方法及びプロセスを含み、これらは、様々なハードウェア構成を用いて実施可能であり、このようなハードウェア構成は、上述の概要とは具体的な詳細が異なっていてもよい。例えば、上述した処理機能の１つ以上は、プログラム命令を組み込んだマイクロプロセッサによってではなく、専用のハードウェアによって実装してもよい。このような実装は、例えば、各手法における設計とコストのバランス、及び／又は、システムレベル要件に依存する。

さらに、本開示は、下記の付記による実施形態も包含する。

付記１． アンテナプレートと、
前記アンテナプレートに、複数ペアのポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて分布された複数のアンテナ素子と、を含み、
各ポリゴンペアは、前記アンテナプレートの中心に関して対称に配置された第１ポリゴンと第２ポリゴンから成り、
前記複数のアンテナ素子は、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアにおけるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置されている、
フェーズドアレイアンテナシステム。

付記２． 前記複数のアンテナ素子は、間引きされたアレイを構成し、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離の関数として変化する、付記１に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記３． 前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離が長くなるにつれて低くなる、付記２に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記４． 各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは、サイズ及び形状が同じである、先行する付記のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記５． 第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと異なる、付記４に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記６． 前記第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴンと、前記第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴンは、サイズが異なる、付記５に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記７． 前記第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴンと、前記第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴンは、形状が異なる、付記５に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記８． 第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンのそれぞれは、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと、サイズ及び形状が同じである、先行する付記のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記９． 前記第１のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンは、前記第２のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンと同じである、付記８に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記１０． 各ポリゴンペアの第１ポリゴン及び第２ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布は、各ポリゴンペアの第１ポリゴン及び第２ポリゴンのサイズ及び形状の関数である、先行する付記のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

付記１１． フェーズドアレイアンテナシステムにおけるアンテナ素子の分布を決定する方法であって、
複数のアンテナ素子をアンテナプレートに、前記アンテナプレートの中心に関して対称な複数のポリゴンペアを構成するように配置された複数のポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて分布させることを含み、
前記複数のアンテナ素子を分布させることは、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、前記複数のアンテナ素子が当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアにおけるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置することを含む、方法。

付記１２． アンテナ素子の各対称ペアは、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子から成り、各ポリゴンにおいて前記複数のアンテナ素子が対称ペアを構成するように配置することは、各対称ペアの第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とを、前記中心点から実質的に等距離に配置することを含む、付記１１に記載の方法。

付記１３． 前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度が前記アンテナプレートの中心からの距離の関数として変化するように、前記複数のアンテナ素子を間引くことをさらに含む、先行する付記のいずれかに記載の方法。

付記１４． 前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離が長くなるにつれて低くなる、付記１３に記載の方法。

付記１５． 各ポリゴンペアは、第１ポリゴンと第２ポリゴンから成り、各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは互いに合同である、先行する付記のいずれかに記載の方法。

付記１６． 第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、非合同である、付記１５に記載の方法。

付記１７． 前記第１のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンは、前記第２のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンと異なる、付記１６に記載の方法。

付記１８． 前記ポリゴングリッドにおけるポリゴンペアの１つ以上の集合を特定することをさらに含み、各集合の各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは、サイズ及び形状が互いに合同である、先行する付記のいずれかに記載の方法。

付記１９． 複数のアンテナ素子を分布させることは、各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンのアンテナ素子と、各ポリゴンペアにおける第２ポリゴンのアンテナ素子とを、同じパターンで分布させることを含む、付記１８に記載の方法。

付記２０． プログラム可能なコンピュータ装置を制御するためのコンピュータプログラムプロダクトを格納した非一時的なンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムプロダクトに含まれるソフトウェア命令は、前記プログラム可能なコンピュータ装置の処理回路によって実行されると、当該処理回路に、
アンテナプレートにおける複数のアンテナ素子の分布を、前記アンテナプレートの中心に関して対称な複数のポリゴンのペアを構成するように配置された複数のポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて決定させ、
前記複数のアンテナ素子を前記アンテナプレートに分布させるものであり、前記複数のアンテナ素子を分布させるために、前記ソフトウェア命令は前記処理回路により実行されると、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、前記複数のアンテナ素子が当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアに含まれるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置させる。

上述の説明及び添付の図面は、本開示の方法及び装置の実施例を示すが、これらは非限定的な例である。したがって、本開示の態様は、上述の説明及び添付図面によって限定されるものではなく、本開示の態様は、下記の特許請求の範囲、及び、その法的な均等範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (13)

1. アンテナプレートと、
   前記アンテナプレートに、複数ペアのポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて分散された複数のアンテナ素子と、を含み、
   各ポリゴンペアは、前記アンテナプレートの中心に関して対称に配置された第１ポリゴンと第２ポリゴンから成り、
   前記複数のアンテナ素子は、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアにおけるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置されている、
   フェーズドアレイアンテナシステム。
2. 前記複数のアンテナ素子は、間引きされたアレイを構成し、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離の関数として変化する、請求項１に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
3. 前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離が長くなるにつれて低くなる、請求項２に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
4. 各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは、サイズ及び形状が同じである、請求項１〜３のいずれか１つに記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
5. 第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと異なる、請求項４に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
6. 前記第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴンと、前記第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴンは、サイズが異なる、請求項５に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
7. 前記第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴンと、前記第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴンは、形状が異なる、請求項５に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
8. 第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンのそれぞれは、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと、サイズ及び形状が同じである、請求項１〜７のいずれか１つに記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
9. 前記第１のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンは、前記第２のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンと同じである、請求項８に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
10. 各ポリゴンペアの第１ポリゴン及び第２ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布は、各ポリゴンペアの第１ポリゴン及び第２ポリゴンのサイズ及び形状の関数である、請求項１〜９のいずれか１つに記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
11. フェーズドアレイアンテナシステムにおけるアンテナ素子の分布を決定する方法であって、
    複数のアンテナ素子をアンテナプレートに、前記アンテナプレートの中心に関して対称な複数のポリゴンペアを構成するように配置された複数のポリゴンから成るポリゴングリッドに基づいて分布させることを含み、
    前記複数のアンテナ素子を分布させることは、各ポリゴンペアを構成するそれぞれのポリゴンにおいて、前記複数のアンテナ素子が当該ポリゴンの中心点に関して対称なペアを構成し、各対称ペアにおけるアンテナ素子が互いの複素共役になるように配置することを含み、アンテナ素子の各対称ペアは、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子から成り、各ポリゴンにおいて前記複数のアンテナ素子が対称ペアを構成するように配置することは、各対称ペアの第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とを、前記中心点から実質的に等距離に配置することを含む、方法。
12. 前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度が前記アンテナプレートの中心からの距離の関数として変化するように、前記複数のアンテナ素子を間引くことをさらに含み、前記アンテナプレートにおける前記複数のアンテナ素子の密度は、前記アンテナプレートの中心からの距離が長くなるにつれて低くなる、請求項１１に記載の方法。
13. 各ポリゴンペアは、第１ポリゴンと第２ポリゴンから成り、各ポリゴンペアにおける第１ポリゴンと第２ポリゴンは互いに合同であり、第１のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンと、第２のポリゴンペアにおける第１ポリゴン及び第２ポリゴンは、非合同であり、前記第１のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンは、前記第２のポリゴンペアの第１ポリゴンに含まれるアンテナ素子の分布パターンと異なる、請求項１１又は１２に記載の方法。