JP2019519988A - アンテナアレイ内の相互結合を低減するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2016年5月26日に出願された米国仮出願第62/341,835号の利益を主張するものであり、その全体の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
S21 Refl=S21 ADS−S21 Array (式1)
によって表すことができ、ここで、S21 ADSはADSが適用されたときのS21パラメータであり、S21 ArrayはADSを追加しない元のアレイアンテナのS21パラメータである。したがって、2つのアンテナポート間の減結合条件、すなわちS21 ADS=0のための条件は、
|S21 Refl|=|S21 Array| (式2a)
(S21 Refl)の位相=(S21 Array)の位相+π (式2b)
である。
Claims (31)
- アンテナアレイ内のアンテナ素子間の相互結合を低減するための近接場装置であって、前記アンテナアレイが、公称動作範囲の周波数および関連する波長を有し、前記装置が、
前記アンテナアレイの上に支持されるように構成された共通平面内の複数の導電性パッチであって、各導電性パッチが他のパッチから分離され、下にあるアンテナ素子の50%未満の幅および前記公称動作範囲の最短波長の0.3以下の最長寸法を有する、導電性パッチと、
導電性パッチの前記共通平面を前記アンテナアレイの接地板からある高さに平行に保持するように構成されたスタンドオフ構造と
を備え、
前記複数の導電性パッチのうちの少なくとも1つの導電性パッチが、下にあるアンテナ素子から隣接するアンテナ素子に電磁波の一部分を回折させるようにサイズ変更され、その結果、i)前記導電性パッチがない場合のS21 Array、およびii)前記導電性パッチがある場合のS21 ADSとして測定またはシミュレートされ、差がS21 Refl=S21 ADS−S21 Arrayとして定義された、前記下にあるアンテナ素子と前記隣接するアンテナ素子との間の相互結合sパラメータが、以下の基準:
|S21 Refl|が|S21 Array|±|S21 Array|の20%の範囲内であること、および
位相(S21 Refl)が位相(S21 Array)+180±30度の範囲内であること
を満たす、装置。 - 各導電性パッチの前記高さまたは寸法が、|S21 Refl|と|S21 Array|との間の差を最小化するように選択される、請求項1に記載の装置。
- 各導電性パッチの前記高さまたは寸法が、位相(S21 Refl)と位相(S21 Array)+180度との間の差を最小化するように選択される、請求項1に記載の装置。
- 前記アンテナアレイの前記接地板上の導電性パッチの前記共通平面の前記高さが、0.25λcと0.4λcとの間であり、λcが前記アンテナアレイの中心周波数に対応する電磁波波長である、請求項1に記載の装置。
- その上に前記複数の導電性パッチが形成される誘電体基板をさらに備える、
請求項1に記載の装置。 - 前記複数の導電性パッチが、矩形、プラス、十字形、T字形、I、#、L字形、U、および湾曲した矩形からなるグループから選択された、直角および偶数の平行な辺を有する形状を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の直角の導電性パッチのサブセットが、セグメント化された矩形、セグメント化されたプラス、セグメント化されたフレーム、およびセグメント化されたリングからなるグループから選択された、より大きい対称形状を形成する、請求項1に記載の装置。
- 各導電性パッチが、下にあるアンテナ素子の上の中心に置かれる、請求項1に記載の装置。
- 各導電性パッチが、2つの下にあるアンテナ素子の間の中心に置かれる、請求項1に記載の装置。
- 前記アンテナアレイ
をさらに備える、請求項1に記載の装置。 - 前記アンテナアレイが、線形パッチアンテナアレイ、二重分極線形ダイポールアンテナアレイ、およびパッチまたは4線巻き螺旋環状分極アンテナアレイからなるグループから選択される、請求項10に記載の装置。
- 前記複数の導電性パッチが第1の複数のパッチであり、前記装置が、
前記共通平面内の第2の複数の導電性パッチ
をさらに備え、前記第2の複数の導電性パッチの各々が、偶数の辺、各エッジにおける直角、下にあるアンテナ素子の50%未満の幅、および前記公称動作範囲の最短波長の0.3以下の最長寸法を有し、
前記第2の複数の導電性パッチのうちの少なくとも1つの導電性パッチが、下にあるアンテナから交差分極隣接アンテナ素子に電磁波の一部分を回折させるようにサイズ変更される、
請求項1に記載の装置。 - 前記複数の導電性パッチが、非周期的または非対称のパターンを形成する、請求項1に記載の装置。
- アンテナアレイ内のアンテナ素子間の相互結合を低減するための近接場装置であって、前記アンテナアレイが、公称動作範囲の周波数および関連する波長を有し、前記装置が、
前記アンテナアレイの上に支持されるように構成された共通平面内の複数の導電性パッチであって、各導電性パッチが他のパッチから分離されている、導電性パッチと、
導電性パッチの前記共通平面を前記アンテナアレイの接地板からある高さに平行に保持するように構成されたスタンドオフ構造であって、前記アンテナアレイの前記接地板上の導電性パッチの前記共通平面の前記高さが、0.25λcと0.4λcとの間にあり、λcが前記アンテナアレイの中心周波数に対応する電磁波波長である、スタンドオフ構造と
を備え、
前記複数の導電性パッチのうちの少なくとも1つの導電性パッチが、下にあるアンテナ素子から隣接するアンテナ素子に電磁波の一部分を回折させるようにサイズ変更され、その結果、i)前記導電性パッチがない場合のS21 Array、およびii)前記導電性パッチがある場合のS21 ADSとして測定またはシミュレートされ、差がS21 Refl=S21 ADS−S21 Arrayとして定義された、前記下にあるアンテナ素子と前記隣接するアンテナ素子との間の相互結合sパラメータが、以下の基準:
|S21 Refl|が|S21 Array|±|S21 Array|の20%の範囲内であること、および
位相(S21 Refl)が位相(S21 Array)+180±30度の範囲内であること
を満たす、装置。 - 各導電性パッチの前記高さまたは寸法が、|S21 Refl|と|S21 Array|との間の差を最小化するように選択される、請求項14に記載の装置。
- 各導電性パッチの前記高さまたは寸法が、位相(S21 Refl)と位相(S21 Array)+180度との間の差を最小化するように選択される、請求項14に記載の装置。
- 各導電性パッチが、下にあるアンテナ素子の50%未満の幅と、前記公称動作範囲の最短波長の0.3以下の最長寸法とを有する、請求項14に記載の装置。
- その上に前記複数の導電性パッチが形成される誘電体基板をさらに備える、
請求項14に記載の装置。 - 前記複数の導電性パッチが、正方形、矩形、プラス、十字形、大文字のT、I、#、L、U、および湾曲した矩形からなるグループから選択された、直角および偶数の平行な辺を有する形状を含む、請求項14に記載の装置。
- 前記複数の直角の導電性パッチのサブセットが、セグメント化された正方形、セグメント化された矩形、セグメント化されたプラス、セグメント化されたフレーム、およびセグメント化されたリングからなるグループから選択された、より大きい対称形状を形成する、請求項14に記載の装置。
- 各導電性パッチが、下にあるアンテナ素子の上の中心に置かれる、請求項14に記載の装置。
- 各導電性パッチが、2つの下にあるアンテナ素子の間の中心に置かれる、請求項14に記載の装置。
- 前記アンテナアレイ
をさらに備える、請求項14に記載の装置。 - 前記アンテナアレイが、線形パッチアンテナアレイ、二重分極線形ダイポールアンテナアレイ、およびパッチまたは4線巻き螺旋環状分極アンテナアレイからなるグループから選択される、請求項10に記載の装置。
- 前記複数の導電性パッチが第1の複数のパッチであり、前記装置が、
前記共通平面内の第2の複数の導電性パッチ
をさらに備え、前記第2の複数の導電性パッチの各々が、偶数の辺、各エッジにおける直角、下にあるアンテナ素子の50%未満の幅、および前記公称動作範囲の最短波長の0.3以下の最長寸法を有し、
前記第2の複数の導電性パッチのうちの少なくとも1つの導電性パッチが、下にあるアンテナから交差分極隣接アンテナ素子に電磁波の一部分を回折させるようにサイズ変更される、
請求項14に記載の装置。 - 前記複数の導電性パッチが、非周期的または非対称のパターンを形成する、請求項14に記載の装置。
- アンテナアレイ内のアンテナ素子間の相互結合を低減するための方法であって、前記アンテナアレイが、公称動作範囲の周波数および関連する波長を有し、前記方法が、
前記アンテナアレイの上に支持されるように構成された共通平面内に複数の導電性パッチを設けるステップであって、各導電性パッチが他のパッチから分離されている、ステップと、
導電性パッチの前記共通平面を前記アンテナアレイの接地板からある高さに平行に支持するステップと、
前記複数の導電性パッチを使用して、下にあるアンテナ素子から隣接するアンテナ素子に電磁波の一部分を回折させるステップであって、その結果、i)前記導電性パッチがない場合のS21 Array、およびii)前記導電性パッチがある場合のS21 ADSとして測定またはシミュレートされ、差がS21 Refl=S21 ADS−S21 Arrayとして定義された、前記下にあるアンテナ素子と前記隣接するアンテナ素子との間の相互結合sパラメータが、以下の基準:
|S21 Refl|が|S21 Array|±|S21 Array|の20%の範囲内であること、および
位相(S21 Refl)が位相(S21 Array)+180±30度の範囲内であること
を満たす、ステップ
を備える、方法。 - 各導電性パッチの前記高さまたは寸法が、|S21 Refl|と|S21 Array|との間の差を最小化するように選択される、請求項27に記載の方法。
- 各導電性パッチの前記高さまたは寸法が、位相(S21 Refl)と位相(S21 Array)+180度との間の差を最小化するように選択される、請求項27に記載の方法。
- 各導電性パッチが、下にあるアンテナ素子の50%未満の幅と、前記公称動作範囲の最短波長の0.3以下の最長寸法とを有する、請求項27に記載の方法。
- 前記アンテナアレイの前記接地板上の導電性パッチの前記共通平面の前記高さが、0.25λcと0.4λcとの間であり、λcが前記アンテナアレイの中心周波数に対応する電磁波波長である、請求項27に記載の方法。
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