JP2022543337A - 管状構造の周りに巻かれた可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナを有するアンテナ・アセンブリ - Google Patents

Abstract

アンテナ・アセンブリは、回路板に配置された管状構造と、管状構造の周りに巻かれた可撓性基板に配置された複数の導電性トレースを含むヘリカル・アンテナと、回路板の第２の側に結合された位相シフタ回路とを含み、位相シフタ回路は、ヘリカル・アンテナの仰角が約－２５度から約－４０度まで又は約２５度から約４０度までのときにヘリカル・アンテナと関連する放射パターンの軸比が４デシベルより小さくなるように、ＲＦ信号をヘリカル・アンテナへ提供するように構成される。
【選択図】図１

Description

[0001] 本願は、出願日が２０１９年６月１３日であり名称が「Antenna Assembly Having a Helical Antenna Disposed on a Flexible Substrate Wrapped Around a Tube Structure（管状構造に巻かれた可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナを有するアンテナ・アセンブリ）」である米国仮出願第６２／８６１０４６号の優先権の利益を主張するものであり、この参照によりこの米国仮出願をここに組み込む。また、本願は、出願日が２０１９年７月９日であり名称が「Antenna Assembly Having a Helical Antenna Disposed on a Flexible Substrate Wrapped Around a Tube Structure（管状構造に巻かれた可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナを有するアンテナ・アセンブリ）」である米国仮出願第６２／８７１８８６号の優先権の利益を主張するものであり、この参照によりこの米国仮出願をここに組み込む。

[0002] 本開示は、一般に、アンテナ・アセンブリに関する。

[0003] ヘリカル・アンテナは、２つのデバイスの間での通信を促進するために用いることができる。例えば、ヘリカル・アンテナは、衛星との通信を促進するために用いることができる。ヘリカル・アンテナは、電気信号を、オーバー・ジ・エアーで別のデバイスへ送ることができる無線周波数（ＲＦ）波に変換することができる。また、ヘリカル・アンテナは、ＲＦ信号を電気信号に変換することができる。幾つかの例では、パッチ・アンテナは、広範囲の周波数にわたって動作するように設計する必要があり、これは、ヘリカル・アンテナと関連する放射パターンの軸比に影響を及ぼし得る。

[0004] 本開示の実施形態の態様および利点の一部を下記の記述で明らかにするが、それらは、その記述から学ぶこと、または実施形態の実施を通じて学ぶことができる。

[0005] １つの態様では、アンテナ・アセンブリが提供される。このアンテナ・アセンブリは、回路板に配置された管状構造を含む。アンテナ・アセンブリは、更に、管状構造の周りに巻かれた可撓性基板に配置された複数の導電性トレースを含むヘリカル・アンテナを含む。

[0006] 別の態様では、アンテナ・アセンブリが提供される。このアンテナ・アセンブリは、回路板の第１の側に結合される管状構造を含む。アンテナ・アセンブリは、更に、その管状構造の周りに巻かれた可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナを含む。更に、アンテナ・アセンブリは、回路板の第２の側に結合される位相シフタ回路を含む。位相シフタ回路は、ＲＦ信号をヘリカル・アンテナへ提供するように構成されるが、ヘリカル・アンテナの仰角が約－２５度から約－４０度まで又は約２５度から約４０度までのときに、ヘリカル・アンテナと関連する放射パターンの軸比が４デシベルより小さくなるようにされる。

[0007] 更に別の態様では、可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナを有するアンテナ・アセンブリを製造する方法が提供される。この方法は、ヘリカル・アンテナの複数のアライメント点の第１アライメント点と、アンテナ・アセンブリの回路板の第１アライメント点との位置調整を行うこと含む。更に、ヘリカル・アンテナの第１アライメント点と回路板の第１アライメント点との位置調整の後に、方法は、回路板に配置された管状構造の周りに可撓性基板を巻きつけることを含む。

[0008] 様々な実施形態のこれら及び他の特徴、態様、および利点は、下記の記述および添付の請求の範囲を参照することにより、より良く理解できるであろう。この明細書に組み込まれてこの明細書の一部となる添付の図面は、本開示の実施形態を例示するものであり、記述と共に、関連する原理を説明するために役立つ。

[0009] 通常の当業者に向けた実施形態の詳細な検討は明細書で明らかにされており、明細書では添付の図面を参照する。

図１は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリの斜視図を示す。 図２は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリの上面図を示す。 図３は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリの側面図を示す。 図４は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリの回路板に配置された位相シフタ回路を示す。 図５は、本開示の例としての実施形態に従った可撓性基板に配置されたアンテナ・アセンブリのヘリカル・アンテナを示す。 図６は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリを製造する方法のフロー図を示す。 図７は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリのヘリカル・アンテナのピーク・ゲインのグラフ表現を示す。 図８は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリのヘリカル・アンテナの放射パターンと関連する軸比のグラフ表現を示す。 図９は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリのヘリカル・アンテナのトータル・ゲインのグラフ表現を示す。 図１０は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリのヘリカル・アンテナと関連する電圧定在波比（ＶＳＷＲ）のグラフ表現を示す。

[0020] ここで実施形態を詳細に参照するが、実施形態の１以上の例が図面に示されている。各例は、実施形態の説明のために提供されており、本開示を限定するためのものではない。実際、当業者には明らかであるが、本開示の範囲や精神から外れることなく、実施形態の様々な変更および変形が可能である。例えば、１つの実施形態の一部として例示または説明された特徴を別の実施形態で用いて、更に別の実施形態を生み出すことができる。すなわち、本開示の特徴がそのような変更および変形を包含することが、意図されている。

[0021] 本開示の例としての特徴は、アンテナ・アセンブリに向けたものである。アンテナ・アセンブリは、第１の側と第２の側とを有する回路板を含むことができる。アンテナ・アセンブリは、更に、回路板の第２の側に配置された管状構造を含むことができる。幾つかの実装態様では、管状構造はポリカーボネート材料から形成することができる。管状構造は、任意の適切な寸法および形状を有することができる。例えば、管状構造は、幾つかの実装態様では、円筒とすることができる。

[0022] アンテナ・アセンブリは、ヘリカル・アンテナを更に含むことができる。ヘリカル・アンテナは、円偏波ヘリカル・アンテナとすることができる。例えば、ヘリカル・アンテナは、左旋円偏波（ＬＨＣＰ）アンテナまたは右旋円偏波（ＲＨＣＰ）アンテナとすることができる。幾つかの実装態様では、ヘリカル・アンテナは、衛星通信と関連する周波数の範囲（例えば、Ｓバンド、Ｌバンド、ＧＰＳ、イリジウム（登録商標）など）にわたって、ＲＦ信号を送信および受信するように構成することができる。例えば、周波数の範囲は、約１９８０メガヘルツ（ＭＨｚ）から約２２００ＭＨｚまでとすることができる。別の例として、周波数の範囲は、１０００ＭＨｚから約１８００ＭＨｚまでとすることができる。

[0023] 幾つかの実装態様では、ヘリカル・アンテナは、複数の導電性トレースを含むことができる。複数の導電性トレースのそれぞれは、第１部分と第２部分とを含むことができる。第２部分は、角度が第１部分と第２部分との間で定められるように、第１部分から延びるようにすることができる。幾つかの実装態様では、角度は、約２５度と約４０度との間とすることができる。任意の適切な種類の導電性材料から複数の導電性トレースが形成され得ることを、理解すべきである。例えば、幾つかの実装態様では、複数の導電性トレースは銅から形成することができる。

[0024] 幾つかの実装態様では、複数の導電性トレースは、これら複数の導電性トレースが互いに等間隔で離れているように、可撓性基板に配置することができる。代替的には、または更には、可撓性基板は、可撓性基板を管状構造の周りに巻くことを容易にするために、非矩形の形状を有することができる。可撓性基板を任意の適切な種類の可撓性材料とすることができることを、理解すべきである。例えば、幾つかの実装態様では、可撓性基板をポリイミド・フィルム（例えば、カプトン（登録商標）材料）とすることができる。

[0025] 幾つかの実装態様では、ヘリカル・アンテナは、複数のアライメント点または機構を含むことができ、これらは、可撓性基板に配置されて互いに等間隔で離れている。複数のアライメント点は、可撓性基板を管状構造の周りへ巻き付ける前に、回路板に対してのヘリカル・アンテナのアライメントを容易にすることができる。例えば、可撓性基板に配置された複数のアライメント点の第１アライメント点は、回路板の第２の側に配置され且つ管状構造の周りで周方向に間隔を取られた複数のアライメント点の対応するアライメント点との位置調整がなされるように、ヘリカル・アンテナを回路板に対して配置することができる。このようにして、ヘリカル・アンテナと回路板とのアライメント点のそれぞれは、可撓性基板を管状構造の周りへ巻き付ける前に、回路板に対してのヘリカル・アンテナのアライメントを容易にすることができる。

[0026] 可撓性基板に配置された複数のアライメント点の第１アライメント点と、回路板の第２の側に配置され且つ管状構造の周りで周方向に間隔を取られた複数のアライメント点の第１アライメント点との位置調整がなされると、ヘリカル・アンテナの複数の導電性トレースのそれぞれが、回路板に配置された位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースにおける対応する導電性トレースと位置調整されるような形で、可撓性基板を管状構造の周りに巻き付けることができる。幾つかの実装態様では、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第１導電性トレースは、ヘリカル・アンテナの残りの導電性トレースを位相シフタ回路と関連する対応する導電性トレースとの位置の調整をするように、可撓性基板を管状構造の周りに巻き付ける前に、位相シフタ回路の第１導電性トレースへ固定または接続されることができる。例えば、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第１導電性トレースを、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの第１導電性トレースへろう付けすることができる。

[0027] 幾つかの実装態様では、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第１導電性トレースが位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの第１導電性トレースへ固定された後に、可撓性基板を管状構造へ巻き付けることができる。可撓性基板が管状構造へ巻き付けられると、可撓性基板の複数のアライメント点の残りのアライメント点は、回路板に配置された複数のアライメント点の対応するアライメント点との位置調整がなされることになる。更に、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの残りの導電性トレースは、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの対応する導電性トレースとの位置調整がなされることになる。このようにして、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの残りの導電性トレースのそれぞれを、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの対応する導電性トレースに固定または接続することができる。例えば、可撓性基板に配置された残りの導電性トレースのそれぞれを、位相シフタ回路と関連する対応する導電性トレースにろう付けすることができる。

[0028] 可撓性基板に配置された複数の導電性トレースのそれぞれが、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの対応する導電性トレースに固定または接続されると、位相シフタ回路は、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースのそれぞれへ、ＲＦ信号を提供することができる。

[0029] 幾つかの実装態様では、位相シフタ回路は、第１ＲＦ信号を可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第１導電性トレースへ提供するように、構成することができる。位相シフタ回路は、更に、第２ＲＦ信号を可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第２導電性トレースへ提供するように、構成することができる。幾つかの実装態様では、第２ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号に対して位相が約９０度ずれるようにすることができる。位相シフタ回路は、更に、第３ＲＦ信号を複数の導電性トレースの第３導電性トレースへ提供するように、構成することができる。幾つかの実装態様では、第３ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号に対して位相が約１８０度ずれている。位相シフタ回路は、第４ＲＦ信号を可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第４導電性トレースへ提供するように、構成することができる。幾つかの実装態様では、第４ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号に対して位相が約２７０度ずれるようにすることができる。

[0030] 幾つかの実装態様では、アンテナ・アセンブリは、回路板へ結合可能なスペーサを含むことができる。スペーサは、複数の突起部を含むことができる。スペーサが回路板へ結合されると、複数の突起部のそれぞれは、回路板に定められた複数の開口部の対応する開口部を通って延びる。このようにして、回路板の１以上の電気的な構成要素（例えば、位相シフタ回路）により生成された熱を、スペーサを介して放散することができる。更に、スペーサを回路板と結合するときに、スペーサを回路板と接地面（示さず）との間に配置することができる。このように、スペーサが回路板と結合されるときに、管状構造の周り巻かれた可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナを、接地面から間隔がおかれるようにすることができる。

[0031] スペーサをアンテナ・エレメントと接地面との間に配置せずにアンテナ・エレメントを接地面に配置した場合、放射パターンと関連するパラメータ（例えば、軸比、低仰角ゲインなど）は、少なくとも部分的に、接地面からの影響を受け得る。特に、接地面は、放射パターンをより指向性のあるものにするように影響し得る。従って、アンテナ・アセンブリのスペーサは、ヘリカル・アンテナが接地面から間隔をおかれることを可能にして、そのヘリカル・アンテナがスタンドアロン・ユニットである場合にはそのヘリカル・アンテナの放射パターンに、ヘリカル・アンテナの放射パターンが似たものとなるようにする。

[0032] 衛星通信と関連する仰角の範囲にわたっての従来のパッチ・アンテナの軸比は、５デシベルと６デシベルとの間であり得る。特に、仰角の範囲は、水平から約２５度から水平から約３５度までにわたり得る。衛星通信と関連する仰角の範囲にわたっての５デシベルと６デシベルとの間の軸比は、パッチ・アンテナの円偏波を劣化させ得ることを、理解すべきである。

[0033] 本開示のアンテナ・アセンブリは、多くの技術的利点を提供することができる。例えば、本開示に従ったヘリカル・アンテナの軸比は、衛星通信と関連する仰角の範囲にわたって約３デシベルであり得る。このように、本開示に従ったヘリカル・アンテナの軸比は、衛星通信と関連する仰角の範囲にわたっての従来のパッチ・アンテナの軸比と比較して、衛星通信と関連する仰角の範囲にわたって約２デシベルの改善を示し得る。従って、衛星通信と関連する仰角の範囲にわたっての従来のパッチ・アンテナの円偏波と比較すると、ヘリカル・アンテナの円偏波は改善されることができる。

[0034] ここで用いられているように、使用されている用語「軸比」は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリのヘリカル・アンテナにより提供される放射パターンの短径と長径との間の比を指す。ここで用いられているように、数値と関連して使用されている用語「約」や「ほぼ」は、述べた数値の１０パーセント（％）内を指すことを意図している。

[0035] これより図面を参照すると、図１から図５は、本開示の例としての実施形態に従ったアンテナ・アセンブリ１００を示す。示されているように、アンテナ・アセンブリ１００は回路板１１０を含むことができる。幾つかの実装態様では、アンテナ・アセンブリ１００は、回路板１１０に配置された位相シフタ回路１２０を含むことができる。より具体的には、位相シフタ回路１２０は、回路板１１０の第１側１１２に配置することができる。幾つかの実装態様では、位相シフタ回路１２０は、導体１３０を介して、無線周波数（ＲＦ）源（示さず）へ結合することができる。このようにして、ＲＦ源により生成されたＲＦ信号を、導体１３０を介して位相シフタ回路１２０へ提供することができる。示されているように、位相シフタ回路１２０は複数の導電性トレース１２２を含むことができる。幾つかの実装態様では、複数の導電性トレース１２２は、互いに対して回転させることができる。例えば、幾つかの実装態様では、複数の導電性トレース１２２は、互いに対して約９０度回転させることができる。

[0036] 幾つかの実装態様では、アンテナ・アセンブリ１００は、回路板１１０に配置された管状構造１４０を含むことができる。より具体的には、管状構造１４０は、回路板１１０の第１側１１２の反対側にある第２側１１４に配置することができる。幾つかの実装態様では、管状構造１４０は、任意の適切な寸法の円筒とすることができる。例えば、管状構造１４０は約１ミリメートルの厚さ１４２を有することができる。代替的には又は更には、管状構造１４０の高さ１１４は、約５０ミリメートルから約８０ミリメートルまでの範囲とすることができる。更に、管状構造１４０の直径１４６は、約３０ミリメートルから約５０ミリメートルまでの範囲とすることができる。幾つかの実装態様では、直径１４６は、管状構造１４０の内径に対応し得る。代替的には、直径１４６は、管状構造１４０の外径に対応し得る。

[0037] 管状構造１４０が任意の適切な形状を有することができることを、理解すべきである。また、管状構造１４０を適切な種類の材料から形成できることを、理解すべきである。例えば、幾つかの実装態様では、管状構造１４０はポリカーボネート材料から形成することができる。

[0038] 幾つかの実装態様では、アンテナ・アセンブリ１００はヘリカル・アンテナ１５０を含むことができる。ヘリカル・アンテナ１５０は円偏波ヘリカル・アンテナ１５０とすることができる。例えば、ヘリカル・アンテナ１５０は、左旋円偏波（ＬＨＣＰ）アンテナまたは右旋円偏波（ＲＨＣＰ）アンテナとすることができる。幾つかの実装態様では、ヘリカル・アンテナ１５０は、衛星通信と関連する周波数の範囲（例えば、Ｓバンド、Ｌバンド、ＧＰＳ、イリジウム（登録商標）など）にわたって、ＲＦ信号を送信および受信するように構成することができる。例えば、周波数の範囲は、約１９８０メガヘルツ（ＭＨｚ）から約２２００ＭＨｚまでとすることができる。別の例として、周波数の範囲は、１０００ＭＨｚから約１８００ＭＨｚまでとすることができる。

[0039] 示されているように、ヘリカル・アンテナ１５０は、横方向Ｌと縦方向Ｖとを含む座標系を定めることができる。幾つかの実装態様では、ヘリカル・アンテナ１５０は複数の導電性トレース１５２を含むことができる。示されているように、複数の導電性トレース１５２のそれぞれは、第１部分１５４と第２部分１５６とを含むことができる。第２部分１５６は、角度１５８が第１部分１５４と第２部分１５６との間で定められるように、第１部分１５４から延びるようにすることができる。角度１５８は、回路板１１０と複数の導電性トレース１５２のそれぞれとの間で定められる角度に対応し得ることを、理解すべきである。幾つかの実装態様では、角度１５８は、約２５度と約４０度との間とすることができる。任意の適切な種類の導電性材料から複数の導電性トレース１５２が形成され得ることを、理解すべきである。例えば、幾つかの実装態様では、複数の導電性トレース１５２は銅から形成することができる。

[0040] 幾つかの実装態様では、複数の導電性トレース１５２は、これら複数の導電性トレース１５２が互いに等間隔で離れているように、可撓性基板１６０に配置することができる。より具体的には、複数の導電性トレース１５２は、横方向Ｌに沿って互いに等間隔で離れるようにすることができる。更に、幾つかの実装態様では、可撓性基板１６０は、可撓性基板１６０を管状構造１４０の周りに巻き付けることを容易にするために、非矩形の形状を有することができる。示されているように、可撓性基板１６０は、可撓性基板１６０の頂部１６２と可撓性基板１６０の底部１６４との間で、縦方向Ｖに沿って延びることができる。可撓性基板１６０は、可撓性基板１６０の第１側１６６と可撓性基板１６０の第２側１６６との間で、横方向Ｌに沿って更に延びることができる。可撓性基板１６０を任意の適切な種類の可撓性材料とすることができることを、理解すべきである。例えば、幾つかの実装態様では、可撓性基板１６０をポリイミド・フィルム（例えば、カプトン（登録商標）材料）とすることができる。

[0041] 幾つかの実装態様では、ヘリカル・アンテナ１５０は、複数のアライメント点１７０を含むことができ、これらは、可撓性基板１６０に配置されて、横方向Ｌに沿って互いに等間隔で離れている。複数のアライメント点１７０は、回路板１１０に対してのヘリカル・アンテナ１５０のアライメントを容易にするために用いることができる。例えば、可撓性基板１６０に配置された複数のアライメント点１７０の第１アライメント点は、回路板１１０の第２側１１４に配置され且つ管状構造１４０の周囲の周りで互いに周方向に間隔を取られた複数のアライメント点１１６の対応するアライメント点との位置調整がなされるように、ヘリカル・アンテナ１５０を回路板１１０に対して配置することができる。このようにして、可撓性基板１６０に配置された複数のアライメント点１７０と回路板１１０に配置された複数のアライメント点１１６とは、可撓性基板１６０を管状構造１４０の周りへ巻き付ける前に、回路板１１０に対してのヘリカル・アンテナ１５０のアライメントを容易にすることができる。

[0042] 可撓性基板１６０に配置された複数のアライメント点１７０の第１アライメント点が、回路板１１０に配置された複数のアライメント点１１６の第１アライメント点とアライメントをとられると、可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２のそれぞれが、位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２における対応する導電性トレースとアライメントがとられるような形で、可撓性基板１６０を管状構造１４０の周りに巻き付けることができる。幾つかの実装態様では、可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２の第１導電性トレースは、ヘリカル・アンテナ１５０の残りの導電性トレース１５２を位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２における対応する導電性とアライメントがとられるように、可撓性基板１６０を管状構造１４０の周りに巻き付ける前に、位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２の第１導電性トレースへ固定または接続されることができる。例えば、可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２の第１導電性トレースを、位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２の第１導電性トレースへろう付けすることができる。

[0043] 幾つかの実装態様では、可撓性基板に配置された複数の導電性トレース１５２の第１導電性トレースが位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２の第１導電性トレースへ固定された後に、可撓性基板１６０が管状構造１４０の周りを包囲するように、可撓性基板１６０を管状構造１４０の周りに巻くことができる。可撓性基板１６０が管状構造１４０へ巻き付けられると、可撓性基板１６０に配置された複数のアライメント点１７０の残りのアライメント点が、回路板１１０に配置され且つ管状構造１４０の周りで周方向に間隔を取られた複数のアライメント点１１６の対応するアライメント点とアライメントがとられることになることを、理解すべきである。更に、可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２の残りのトレースは、位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレースの対応する導電性トレースとアライメントがとられることになる。このようにして、可撓性基板に配置された複数の導電性トレース１５２の残りの導電性トレースのそれぞれを、位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２の対応する導電性トレースに固定または接続することができる。

[0044] 可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２のそれぞれが、位相シフタ回路１２０と関連する複数の導電性トレース１２２の対応する導電性トレースに固定されると、位相シフタ回路１２０は、可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２のそれぞれへ、ＲＦ信号を提供することができる。

[0045] 例えば、位相シフタ回路１２０は、第１ＲＦ信号を可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２の第１導電性トレースへ提供するように、構成することができる。位相シフタ回路１２０は、第２ＲＦ信号を可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２の第２導電性トレースへ提供するように、構成することができる。幾つかの実装態様では、第２ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号に対して位相が約９０度ずれるようにすることができる。位相シフタ回路１２０は、第３ＲＦ信号を複数の導電性トレース１５２の第３導電性トレースへ提供するように、構成することができる。幾つかの実装態様では、第３ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号に対して位相が約１８０度ずれている。位相シフタ回路１２０は、第４ＲＦ信号を可撓性基板１６０に配置された複数の導電性トレース１５２の第４導電性トレースへ提供するように、構成することができる。幾つかの実装態様では、第４ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号に対して位相が約２７０度ずれるようにすることができる。

[0046] 幾つかの実装態様では、アンテナ・アセンブリ１００は、回路板１１０へ結合可能なスペーサ１８０を含むことができる。幾つかの実装態様では、スペーサ１８０は複数の突起部１８２を含むことができる。スペーサが回路板１１０へ結合されると、複数の突起部１８２のそれぞれは、回路板１１０に定められた複数の開口部（示さず）の対応する開口部を通って延びる。このようにして、回路板１１０の１以上の電気的な構成要素（例えば、位相シフタ回路１２０）により生成された熱を、スペーサ１８０を介して放散することができる。

[0047] スペーサ１８０を回路板１１０と結合するときに、スペーサ１８０を回路板１１０と接地面（示さず）との間に配置することができる。このようにして、管状構造１４０の周り巻かれた可撓性基板１６０に配置されたヘリカル・アンテナ１５０は、接地面から間隔をおかれる。幾つかの実装態様では、スペーサ１８０の高さ１８４は約５ミリメートルから約２５ミリメートルまでの範囲とすることができる。

[0048] ここで図６を参照すると、本開示の例としての実施形態に従った、アンテナ・アセンブリを製造するための方法２００のフロー図が提供されている。一般に、図１から図５を参照して上記で説明したアンテナ・アセンブリを参照して、ここで方法２００を検討する。しかしながら、図６は、例示および検討を目的として特定の順で行われるステップを示すが、ここで検討する方法は、何れの特定の順や配置にも限定されない。ここで提供される開示を用いる当業者は、ここで開示する方法の様々なステップを、本開示の範囲から外れることなく様々な形で省略すること、再編成すること、組み合わせること、および／または適合させることが可能であることを、理解するであろう。

[0049] （２０２）において、方法２００は、可撓性基板に配置されたヘリカル・アンテナと回路板との位置調整を行うことを含む。例としての実施形態では、ヘリカル・アンテナは、ヘリカル・アンテナの第１アライメント点または機構が回路板の第１アライメント点または機構と位置調整されるように、回路板に対して位置調整することができる。ヘリカル・アンテナが回路板に対して位置調整されると、方法２００は（２０４）へ進む。

[0050] （２０４）において、方法２００は、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第１導電性トレースを、回路板に配置された位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの第１導電性トレースに、固定または接続することを含むことができる。幾つかの実施形態では、可撓性基板に配置された第１導電性トレースは、位相シフタ回路の第１導電性トレースへろう付けすることができる。可撓性基板に配置された第１導電性トレースが位相シフタ回路の第１導電性トレースへ固定されると、方法２００は（２０６）へ進むことができる。

[0051] （２０６）において、方法２００は、可撓性基板を管状構造へ巻き付けることを含むことができる。可撓性基板が管状構造へ巻き付けられると、可撓性基板に配置された複数のアライメント点の残りのアライメント点が、回路板に配置された複数のアライメント点の対応するアライメント点と、位置調整されることになる。更に、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの残りの導電性トレースが、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの対応する導電性トレースと、位置調整されることになる。可撓性基板に配置された残りの導電性トレースが位相シフタ回路と関連する対応する導電性トレースと位置調整されると、方法２００は（２０８）へ進むことができる。

[0052] （２０８）において、方法２００は、可撓性基板に配置された残りの導電性トレースのそれぞれを、位相シフタ回路と関連する対応する導電性トレースへ、固定または接続することを含む。例えば、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第２導電性トレースを、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの第２導電性トレースへ、固定（例えば、ろう付け）することができる。同様に、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第３導電性トレースを、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの第３導電性トレースへ、固定（例えば、ろう付け）することができる。更に、可撓性基板に配置された複数の導電性トレースの第４導電性トレースを、位相シフタ回路と関連する複数の導電性トレースの第４導電性トレースへ、固定（例えば、ろう付け）することができる。

[0053] ここで図７を参照すると、本開示の例としての実施形態に従った、アンテナ・アセンブリ１００のヘリカル・アンテナ１５０のピーク・ゲインのグラフ表現が提供されている。示されているように、図７は、ヘリカル・アンテナ１５０のピーク・ゲインを周波数（横軸に沿ってメガヘルツで示す）の関数として示す。理解できると思うが、曲線３００は、１９００ＭＨｚから２２００ＭＨｚまで広がる周波数の範囲にわたって、アンテナ・アセンブリ１００のヘリカル・アンテナ１５０のゲイン・パターンまたは放射パターンを示す。図７はＳバンド（例えば、１９００ＭＨｚから２２００ＭＨｚ）に限定されているが、ヘリカル・アンテナ１５０を、衛星通信と関連する任意の適切な周波数帯にわたって動作できるように構成できることを、理解すべきである。例えば、幾つかの実施形態では、ヘリカル・アンテナ１５０を、Ｌバンド内で動作するように構成することができる。代替時には、ヘリカル・アンテナ１５０を、イリジウム（登録商標）の帯域で動作するように構成することができる。

[0054] ここで図８を参照すると、本開示の例としての実施形態に従った、アンテナ・アセンブリ１００（図１）のヘリカル・アンテナ１５０（図１）の放射パターンと関連する軸比のグラフ表現が提供されている。示されているように、図８のグラフは、軸比を、ヘリカル・アンテナ１５０の仰角（横軸に沿って度で示す）の関数として示す。理解できると思うが、ヘリカル・アンテナ１５０と関連する放射パターンの軸比は、ヘリカル・アンテナ１５０の仰角が水平より約２５度下から水平より約３５度下までの範囲のとき、約４デシベルより小さい。より具体的には、軸比は約３デシベルである。同様に、ヘリカル・アンテナ１５０と関連する放射パターンの軸比は、ヘリカル・アンテナ１５０の仰角が水平より約２５度上から水平より約３５度上までの範囲のとき、約４デシベルより小さい。より具体的には、軸比は約３デシベルである。

[0055] ここで図９を参照すると、本開示の例としての実施形態に従った、アンテナ・アセンブリ１００（図１）のヘリカル・アンテナ１５０（図１）のトータル・ゲインのグラフ表現が提供されている。示されているように、図９のグラフは、トータル・ゲインを、ヘリカル・アンテナ１５０の仰角（横軸に沿って度で示す）の関数として示す。理解できると思うが、ヘリカル・アンテナ１５０と関連する放射パターンのゲインは、ヘリカル・アンテナ１５０の仰角が水平より約２５度下から水平より約３５度下までの範囲のとき、約１ｄＢｉである。逆に、ヘリカル・アンテナ１５０と関連する放射パターンのゲインは、ヘリカル・アンテナ１５０の仰角が水平より約２５度上から水平より約３５度上までの範囲のとき、約－１ｄＢｉである。

[0056] ここで図１０を参照すると、本開示の例としての実施形態に従った、アンテナ・アセンブリ１００（図１）のヘリカル・アンテナ１５０（図１）と関連するＶＳＷＲのグラフ表現が提供されている。示されているように、図８のグラフは、ＶＳＷＲを、周波数（横軸に沿ってメガヘルツで示す）の関数として示す。理解できると思うが、曲線４００は、１９００ＭＨｚから２２００ＭＨｚまで広がる周波数帯にわたって、ＶＳＷＲが１．５より小さいことを示す。周波数帯を衛星通信と関連させることができることを、理解すべきである。

[0057] 本主題事項を、その特定の例としての実施形態に関して詳細に説明したが、上記の事項を理解した当業者であれば、それらの実施形態の代替物、変形物、等価物を容易に作り出し得ることが、理解されるであろう。従って、本開示の範囲は、限定のためのものではなく例示のためのものであり、通常の当業者には簡単に分かることであるが、本開示は、本主題事項に対するそのような変更、変形、および／または付加を含めることを妨げない。

Claims (20)

1. アンテナ・アセンブリであって、
   回路板に配置される管状構造と、
   前記管状構造へ巻き付けられる可撓性基板に配置された複数の導電性トレースを含むヘリカル・アンテナと
   を含むアンテナ・アセンブリ。
2. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、前記複数の導電性トレースは互いに等間隔で離れている、アンテナ・アセンブリ。
3. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、前記管状構造はポリカーボネート材料を含む、アンテナ・アセンブリ。
4. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、前記可撓性基板はポリイミド・フィルムを含む、アンテナ・アセンブリ。
5. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、前記複数の導電性トレースは銅からなる、アンテナ・アセンブリ。
6. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、
   前記回路板へ結合可能であり前記回路板と接地面との間に位置するスペーサ
   を更に含むアンテナ・アセンブリ。
7. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、
   前記回路板へ結合される位相シフタ回路であって、前記複数の導電性トレースの１以上のものへＲＦ信号を提供し、前記ヘリカル・アンテナの仰角が約－２５度から約－４０度まで又は約２５度から約４０度までのときに、前記ヘリカル・アンテナと関連する放射パターンの軸比が４デシベルより小さくなるように構成される、位相シフタ回路
   を更に含むアンテナ・アセンブリ。
8. 請求項７のアンテナ・アセンブリであって、前記軸比は約３デシベルである、アンテナ・アセンブリ。
9. 請求項７のアンテナ・アセンブリであって、
   前記管状構造は前記回路板の第１側に配置され、
   前記位相シフタ回路は前記回路板の第２側に配置される、
   アンテナ・アセンブリ。
10. 請求項７のアンテナ・アセンブリであって、前記位相シフタ回路は、
    第１ＲＦ信号を、前記複数の導電性トレースの第１導電性トレースへ提供し、
    前記第１ＲＦ信号に対して位相が約９０度ずれている第２ＲＦ信号を、前記複数の導電性トレースの第２導電性トレースへ提供し、
    前記第１ＲＦ信号に対して位相が約１８０度ずれている第３ＲＦ信号を、前記複数の導電性トレースの第３導電性トレースへ提供し、
    前記第１ＲＦ信号に対して位相が約２７０度ずれている第４ＲＦ信号を、前記複数の導電性トレースの第４導電性トレースへ提供する
    ように構成される、アンテナ・アセンブリ。
11. 請求項１のアンテナ・アセンブリであって、前記回路板と前記複数の導電性トレースのそれぞれとの間で定められる角度は約３０度からおよび約３５度である、アンテナ・アセンブリ。
12. アンテナ・アセンブリであって、
    回路板の第１側に結合される管状構造と、
    前記管状構造へ巻き付けられる可撓性基板に配置されるヘリカル・アンテナと、
    前記回路板の第２側へ結合される位相シフタ回路であって、前記ヘリカル・アンテナへＲＦ信号を提供し、前記ヘリカル・アンテナの仰角が約－２５度から約－４０度まで又は約２５度から約４０度までのときに、前記ヘリカル・アンテナと関連する放射パターンの軸比が４デシベルより小さくなるように構成される、位相シフタ回路と
    を含むアンテナ・アセンブリ。
13. 請求項１２のアンテナ・アセンブリであって、前記軸比は、周波数の範囲にわたって約２デシベルより小さい、アンテナ・アセンブリ。
14. 請求項１３のアンテナ・アセンブリであって、衛星通信と関連する周波数の範囲は約１９８０メガヘルツ（ＭＨｚ）から約２２００ＭＨｚまでである、アンテナ・アセンブリ。
15. 請求項１３のアンテナ・アセンブリであって、衛星通信と関連する周波数の範囲は約１０００ＭＨｚから約１８００ＭＨｚまでである、アンテナ・アセンブリ。
16. 請求項１２のアンテナ・アセンブリであって、前記管状構造はポリカーボネート材料を含む、アンテナ・アセンブリ。
17. 請求項１２のアンテナ・アセンブリであって、前記可撓性基板はポリイミド・フィルムを含む、アンテナ・アセンブリ。
18. 可撓性基板に配置されるヘリカル・アンテナを含むアンテナ・アセンブリを製造する方法であって、
    前記ヘリカル・アンテナの複数のアライメント点の第１アライメント点と、前期アンテナ・アセンブリの回路板の第１アライメント点との位置調整を行うことと、
    前記ヘリカル・アンテナの前記第１アライメント点と前記回路板の前記第１アライメント点との位置調整の後に、前記回路板に配置された管状構造の周りに前記可撓性基板を巻きつけることと
    を含む方法。
19. 請求項１８の方法であって、
    前記ヘリカル・アンテナの前記第１アライメント点と前記回路板の前記第１アライメント点との位置調整の後であり、且つ前記管状構造の周りに前記可撓性基板を巻きつける前に、前記ヘリカル・アンテナの第１導電性トレースを、前記回路板に配置された位相シフタ回路の第１導電性トレースへろう付けすること
    を更に含む方法。
20. 請求項１９の方法であって、前記回路板に配置された前記管状構造の周りに前記可撓性基板を巻きつけた後に、
    前記ヘリカル・アンテナの第２導電性トレースを、前記位相シフタ回路の第２導電性トレースへろう付けすることと、
    前記ヘリカル・アンテナの第３導電性トレースを、前記位相シフタ回路の第３導電性トレースへろう付けすることと、
    前記ヘリカル・アンテナの第４導電性トレースを、前記位相シフタ回路の第４導電性トレースへろう付けすることと
    を更に含む方法。

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