JP2023528952A - 操縦可能アンテナならびに操縦可能アンテナを加熱および／または焼戻す方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操縦可能アンテナならびに操縦可能アンテナを加熱および／または焼戻す方法を提供する。【解決手段】複数の放射素子（１２）と、放射素子（１２）により発せられる信号の位相シフトおよび／または振幅調整のために構成される複数の変調素子（１４）とを含む操縦可能アンテナ（１０）が開示される。それぞれ放射素子（１２）は１個の変調素子（１４）に連結されており、それぞれ変調素子（１４）は液晶媒体を含んでおり、変調素子（１４）は位相および／または振幅の調整が液晶媒体の状態に依存するように構成される。操縦可能アンテナ（１０）は、変調素子（１４）に接続され、変調素子（１４）の液晶媒体の誘電加熱に適する信号を発生するために構成されている信号発生器（２０）を更に含む。本発明の更なる態様は、このような操縦可能アンテナ（１０）の液晶媒体の温度を加熱および／または制御する方法に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、複数の放射素子と、放射素子により発せられる信号の位相シフトおよび／または振幅調整のために構成される複数の変調素子とを含む操縦可能アンテナであって、１個以上の放射素子は１個以上の変調素子に連結されており、それぞれ変調素子は液晶媒体を含んでおり、変調素子は位相および／または振幅の調整が液晶媒体の状態に依存するように構成されている操縦可能アンテナに関する。更に本発明は、このような操縦可能アンテナの液晶媒体の温度を加熱および／または制御する方法に関する。

特に衛星通信やマイクロ波地上通信システムにおいて、アンテナを衛星や地上通信の相手に連続的に向けるために、操縦可能アンテナが有用である。アンテナビームを移動させるために、操縦可能アンテナを機械的に移動できる。フェーズドアンテナアレイは、当該技術分野において知られており、可動部品を使用することなくアンテナの主ビーム方向の操縦を可能にする。このようなフェーズドアンテナアレイは、複数の個々のアンテナ素子を含み、アンテナビームの方向を制御するために、個々の素子間の相対位相が制御され得る。

Ｃ．Ｆｒｉｔｚｓｃｈら著（２０１９年）７７－１：「Ｉｎｖｉｔｅｄ Ｐａｐｅｒ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ｂｅｙｏｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙｓ：Ｓｍａｒｔ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｐｔｉｃｓ」ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、第５０巻、第１０９８～１１０１頁、ＤＯＩ：１０．１００２／ｓｄｔｐ．１３１２０（非特許文献１）による論文には、他の技術分野における液晶の応用について記載されている。特に、電子ビーム操縦可能アンテナにおける液晶の利用が開示されている。このようなアンテナは、機械的な可動部品なしに、そのアンテナビームを異なる方向に向けることができる。このようなアンテナは、アンテナの放射素子に接続された複数の液晶ベースの位相シフト素子を含み、この位相シフト素子はアンテナの放射素子に接続されている。特定の増分の位相シフトを導入することで、放射される場の同位相波面を傾斜でき、よってアンテナビームも所望の方向へ傾斜される。

米国特許出願公開第２０１４／０２６６８９７号明細書（特許文献１）には、２次元ビーム操縦可能フェーズドアレイアンテナが開示されている。このアンテナは、複数の電力分割器と、複数の電子的に調整可能な移相器と、複数の放射素子とを含む。アンテナの個々の素子は、少なくとも電子的に調整可能な移相器、バイアスネットワークおよび放射素子を含む。位相シフト器は、印加される電界によって調整可能な液晶材料を含む。位相シフト器は、液晶材料に隣接して配置された蛇行したマイクロストリップ線路を含む。マイクロストリップ線路は、放射素子に結合されている。

Ｈ．Ｍａｕｎｅら著、「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｃｒｙｓｔａｌｓ ２０１８年、第８巻（第９号）、第３５５頁、ＤＯＩ：１０．３３９０／ｃｒｙｓｔ８０９０３５５（非特許文献２）による論文には、異なる調整可能な液晶（ＬＣ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）ベースのマイクロ波部品が記載されている。特に、誘電的に充填された矩形導波路を有するＬＣベースの位相シフト器が記載されている。

Ａ．Ｇａｅｂｌｅｒら著、「Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ－Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｔ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｎｄ Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅｓ」（２００９年２月）、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ、Ｖｏｋｌ ２００９年、Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ ８７６９８９、ＤＯＩ：１０．１１５５／２００９／８７６９８９（非特許文献３）による論文には、液晶で満たされたマイクロストリップ線路を形成する平面低温焼成セラミックスシートを含む移相器について記載されている。バイアス電界の印加により、伝送線路の実効誘電率を調整できる。

Ｔｉｅｎ－Ｌｕｎ Ｔｉｎｇ著、「Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｂａｓｅｄ ａｎｔｅｎｎａ」２０１９年６月１０日、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ 第１７１３８頁、第２７巻、第１２号、ＤＯＩ：１０．１３６４／ＯＥ．２７．０１７１３８（非特許文献４）による論文には、液晶を用いた幾つかの移相器が記載されている。位相器の１つの型は、信号線が１００μｍより大きい液晶層に隣接して配置されるマイクロストリップ線路を含む。他の型は、典型的に１０μｍ未満のセルギャップの液晶薄層に隣接して配置される共平面導波路を含む。

米国特許出願公開第２０１５／０２８８０６３号明細書（特許文献２）には、導波路と、導波路のトップリッドとして導波路に結合されたメタマテリアル層とを含むホログラフィックメタマテリアルアンテナが開示されている。アンテナは、導波路の上蓋に配置された調整可能なスロットのアレイを更に含む。調整可能スロットは、調整可能スロット内の誘電体材料を調整することによって調整され得る。一実施形態では、誘電体材料は、液晶を横切って印加される電圧を変化させることによって調整される液晶である。アンテナビームの操縦のために、ホログラフィック回折パターンが決定され、調整可能スロットのアレイが、決定された回折パターンに従って駆動される。

使用される液晶媒体の特性は温度に依存する。特に低温条件でアンテナを動作させるときは、通常、液晶を加熱するために発熱素子を含む必要がある。

米国特許出願公開第２０１９／０２２９４３１号明細書（特許文献３）には、パッチ電極を有するＴＦＴ基板、液晶層、スロットを有するスロット電極、誘電体基板及び反射導電板をこの順に含む走査型アンテナが開示されている。反射性導電板とスロット電極は、マイクロ波の導波路を形成する。アンテナは複数のアンテナユニットで構成され、各アンテナユニットはスロット電極の対応するスロットと対応するパッチ電極を有する。アンテナユニットの液晶の静電容量値を変化させることにより、各パッチ電極から励起されるマイクロ波の位相が変化する。アンテナは、液晶層を加熱するためのヒーター抵抗膜を更に含んでよい。

米国特許出願公開第２０１８／０１４６５１１号明細書（特許文献４）には、無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子のアレイを有する物理的なアンテナ開口を有するアンテナが開示されている。ＲＦアンテナ素子は、液晶媒体を含んでよい。さらに、アンテナは、ＲＦアンテナ素子のアレイのＲＦアンテナ素子の対の間に配置される複数の加熱素子を含む。発熱体は、ヒーティングワイヤーとして構成される。液晶媒体の温度を監視するために、温度センサが使用されてもよい。別の実施形態では、液晶の静電容量が温度測定に使用されてもよい。

追加の加熱要素、例えばワイヤヒータまたは抵抗膜の形態の抵抗加熱要素は、通常、アンテナエレメントの外側に配置される。そのため、発熱体から導入された熱は熱伝導によって液晶媒体に伝播する必要があり、アンテナ素子の液晶媒体の加熱が遅れる。また、液晶媒体が均一に加熱されないため、液晶媒体内で熱平衡に達するまでに長い待ち時間が必要である。したがって、液晶媒体を直接加熱することが望まれる。

誘電加熱とは、液晶などの誘電体媒体を交流電界で加熱することである。この加熱は、誘電体内の分子双極子回転によって引き起こされる。極性分子は電気的な双極子モーメントを持っている。この双極子モーメントが交流電界中で整列し、回転する分子が電気力によって他の分子を押したり引いたり衝突したりして、エネルギーを物質中の隣接する分子や原子に分散させる。温度は物質中の原子や分子の平均運動エネルギーと関係しているので、この過程で物質の温度は上昇する。

交流電界は液晶の誘電加熱を引き起こし得る。Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ（１９８１年）「Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ａｎｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第６６：１巻、第３１９～３３６頁、ＤＯＩ：１０．１０８０／００２６８９４８１０８０７２６８３（非特許文献５）による論文には、ネマチック液晶層の温度変化を誘発するため誘電加熱を使用した実験が記載されている。

また、誘電加熱を利用して、光学デバイスの液晶層の温度を制御することも知られている。欧州特許出願公開第０ ３７０ ６２７号明細書（特許文献５）には、不透明状態と透明状態との間で切り替え可能な光学デバイスが開示されている。このデバイスは、分散された液晶液滴を含む光学材料を含む。光学材料は、インジウム－錫－酸化物コーティングされたプレートの間に配置される。デバイスの温度を上げるために、高周波加熱電界が光学材料に印加され、光学材料が誘電加熱される。

欧州特許出願公開第３ ３４９ ２０８号明細書（特許文献６）には、上部基板、下部基板、および２つの基板間の液晶層を含む液晶ディスプレイが開示されている。液晶層の静電容量の変化は電流センサで検出され、検出された静電容量を用いて液晶層の温度が決定される。液晶層の温度依存性を補償するために、温度に依存して駆動信号を制御する。温度の導出や補正の決定には、探索表を用いることができる。

米国特許出願公開第２０１４／０２６６８９７号明細書 米国特許出願公開第２０１５／０２８８０６３号明細書 米国特許出願公開第２０１９／０２２９４３１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０１４６５１１号明細書 欧州特許出願公開第０ ３７０ ６２７号明細書 欧州特許出願公開第３ ３４９ ２０８号明細書

Ｃ．Ｆｒｉｔｚｓｃｈら著（２０１９年）７７－１：「Ｉｎｖｉｔｅｄ Ｐａｐｅｒ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ｂｅｙｏｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙｓ：Ｓｍａｒｔ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｐｔｉｃｓ」ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、第５０巻、第１０９８～１１０１頁、ＤＯＩ：１０．１００２／ｓｄｔｐ．１３１２０ Ｈ．Ｍａｕｎｅら著、「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｃｒｙｓｔａｌｓ ２０１８年、第８巻（第９号）、第３５５頁、ＤＯＩ：１０．３３９０／ｃｒｙｓｔ８０９０３５５ Ａ．Ｇａｅｂｌｅｒら著、「Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ－Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｔ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｎｄ Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅｓ」（２００９年２月）、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ、Ｖｏｋｌ ２００９年、Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ ８７６９８９、ＤＯＩ：１０．１１５５／２００９／８７６９８９ Ｔｉｅｎ－Ｌｕｎ Ｔｉｎｇ著、「Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｂａｓｅｄ ａｎｔｅｎｎａ」２０１９年６月１０日、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ 第１７１３８頁、第２７巻、第１２号、ＤＯＩ：１０．１３６４／ＯＥ．２７．０１７１３８ Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ（１９８１年）「Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ａｎｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第６６：１巻、第３１９～３３６頁、ＤＯＩ：１０．１０８０／００２６８９４８１０８０７２６８３

産業および自動車用途に必要な全温度範囲、特に約－４０℃～０℃の範囲内の低温で動作でき、必要な動作温度に迅速かつ確実に焼戻せる操縦可能アンテナに対する要求が存在する。

複数の放射素子と、放射素子により発せられる信号の位相シフトおよび／または振幅調整のために構成される複数の変調素子とを含む操縦可能アンテナが提案され、１個以上の放射素子は１個以上の変調素子に連結されており、それぞれ変調素子は液晶媒体を含んでおり、変調素子は位相および／または振幅の調整が液晶媒体の状態に依存するように構成される。操縦可能アンテナは更に、変調素子に接続され、変調素子の液晶媒体の誘電加熱に適する加熱信号を発生するために構成されている信号発生器を含む。

好ましい実施形態において各放射素子は、複数の変調素子に連結される。

別の好ましい実施形態において複数の放射素子は、各変調素子に連結される。

好ましくは放射素子は、格子状または同心円状に配置される。放射素子を含む操縦可能アンテナの能動部が本質的に平坦であるように、放射素子を平面内に配置することが更に好ましい。

４個の放射素子を有する操縦可能アンテナの概略ブロック図である。 位相シフト器として構成される変調素子の概略図である。 例示的な液晶媒体の誘電率実部の温度および周波数依存性を示す図である。 例示的な液晶媒体の液晶ディレクターに垂直な損失正接の温度および周波数依存性を示す図である。 例示的な液晶媒体の液晶ディレクターに平行な損失正接の温度および周波数依存性を示す図である。

変調素子は、それぞれの変調素子に接続された放射素子によって放射される放射の位相および／または振幅を調整するために使用される。この位相および／または振幅の調節は、液晶媒体の状態に依存する。液晶媒体の状態は、電界によって制御されてもよい。したがって、変調素子は、液晶媒体に電界を印加するように構成された電極を含んでいる。電界は、それぞれの電極に制御信号を印加することによって制御されてもよい。

好ましくは変調素子は、位相シフト器として構成される。位相シフト器は、信号の位相を変化させる装置であり、理想的には、アンテナ信号の周波数にわたって平坦な位相応答を有する。変調素子が位相シフト器として構成されている場合、操縦可能アンテナはフェーズドアレイアンテナとして構成される。液晶を用いた位相シフト器の位相特性は、アンテナ信号の周波数に依存する場合がある。しかし、周波数特性を考慮することで、液晶を用いた位相シフト器をフェーズドアレーアンテナに使用してよい。

フェーズドアレイアンテナでは、放射素子に接続された位相シフト器にアンテナ信号が分配される。すべての位相シフト器が同相出力を生成するように構成されている場合、放射された信号の位相フロントはアンテナ表面に平行に揃えられ、したがってアンテナビームはアンテナ表面に対して垂直に向けられる。特定の位相シフトを導入する場合、放射されるフィールドの位相フロントは傾斜し、したがってアンテナビームも所望の方向に向かって傾斜する。同じ原理がフェーズドアレイアンテナで受信する信号にも適用される。

位相シフト器は、信号の位相を調整するための活性成分として液晶媒体を含んで構成される。さらに、位相シフト器は、好ましくは、アンテナ信号を伝送するように構成された導波路を有する。

好ましくはアンテナは、可変減衰器として構成された変調素子を含み、非常に好ましくは、それぞれ位相シフト器として構成された変調素子に接続される。

放射素子を含む操縦可能アンテナの能動部の寸法、例えば直径または長さおよび幅は、放射（アンテナによって送信または受信される信号）の周波数に依存する。理論的には、２つの放射素子間の距離は、それぞれ放射または受信される放射の波長をλとすると、λ／２となる。「Ｎ」を整数、好ましくは１０～１００の範囲内とすると、多数の「Ｎ×Ｎ」個の放射素子を有する正方形形状のアンテナの場合、操縦可能アンテナの能動部の大きさは、長さと幅について、約Ｎ（λ／２）×Ｎ（λ／２）である。

アンテナ能動部の全体の寸法は、アンテナ利得に影響を与える。従って、能動部の全体寸法は、所望のアンテナ利得に応じて選択される。例えば、正方形状の操縦可能アンテナは、５ｃｍ～５００ｃｍの範囲内の辺の長さを有する能動部を含んでよく、放射素子の数は、２×２（４素子）～１００×１００（１００００素子）の範囲内で選択してよい。能動部の典型的な全体寸法（アパーチャサイズ）は、衛星通信用に４０ｃｍ×４０ｃｍ～８０ｃｍ×８０ｃｍの範囲内である。

好ましくは導波路は、液晶層に隣接して配置されるマイクロストリップ線路もしくは共平面導波路として、または少なくとも一部が液晶媒体で充填される中空導波路として構成される。

マイクロストリップ線路では、アンテナによって放射または受信されるアンテナ信号を搬送する信号線が接地面に隣接して配置され、信号線と接地面は、ギャップまたは誘電体基板によって分離されている。マイクロストリップ線路のいくつかのバリエーションは、当技術分野の専門家に知られている。好ましくは、マイクロストリップ線路は、接地面と導電線がそれぞれ別の基板上に配置され、基板は、接地面と信号線の両方が液晶媒体で満たされたギャップに面するように配置される、反転マイクロストリップラインとして構成される。このような構成におけるギャップ幅は典型的には、１００μｍより大きい。

接地面は好ましくは、液晶媒体の状態を制御するための電界を印加するために用いられる電極の１つとして用いられる。また、信号線は、制御信号により電界を印加するための第２電極として用いてもよい。電界を印加すると、液晶媒質中の液晶の配向が変化し、それに伴い、マイクロストリップ線路を伝搬する信号が感知する並列容量が変化する。

共平面導波路は、アンテナによって放射または受信されるアンテナ信号を伝送する信号線が第１基板上に配置され、信号線の両側に一対の接地線が配置される。液晶媒体を封入するための空洞を形成するために、信号線を有する第１基板の側面に対向して第２基板が配置される。空洞部には液晶媒体が充填されている。ギャップ幅、よって液晶層の厚さは典型的には、１０μｍ未満である。

第２基板の表面には、空洞に面して最上電極を配置することができる。液晶媒体の状態を制御するための電界の印加には、信号線を第１電極として用いてもよい。液晶媒体の状態を制御するための電界を印加するための第２電極として、最上電極および／または接地線が用いられてもよい。最上電極および接地線は、電気的に接続されていてもよい。

マイクロストリップ線路または共平面導波路としてとして構成される位相シフト器は、例えば、Ｔｉｅｎ－Ｌｕｎ Ｔｉｎｇ著「Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｂａｓｅｄ ａｎｔｅｎｎａ」２０１９年６月１０日、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、第１７１３８頁、第２７巻、第１２号、ＤＯＩ：１０．１３６４／ＯＥ．２７．０１７１３８による論文に記載される。

中空導波路を含む位相シフト器において、バイアス電極は、例えば金属矩形導波路として構成され得る中空導波路の２つの対向する表面に配置される。中空導波路は、少なくとも部分的に液晶媒体で満たされており、液晶媒体の配向状態は、２つのバイアス電極に制御信号を印加することによって制御され得る電界によって制御される。

そのような位相シフト器は、例えば、Ｈ．Ｍａｕｎｅら著「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｃｒｙｓｔａｌｓ ２０１８年、第８巻（第９号）、第３５５頁、ＤＯＩ：１０．３３９０／ｃｒｙｓｔ８０９０３５５による論文に記載されている。

本発明の別の実施形態では、操縦可能アンテナは、ホログラフィックアンテナとして構成される。このようなホログラフィックアンテナでは、ホログラフィック発光パターンが形成される。ホログラム形態の変更により、放射されるアンテナ信号のビーム方向およびビーム形状を変更することができる。

このようなホログラフィック操縦可能アンテナにおける放射素子は、メタマテリアル層の一部であることが好ましく、ホログラフィックパターンは、変調素子によって制御される。導波路および導波路に連結されたメタマテリアル層を有するそのようなホログラフィック操縦可能アンテナは、例えば、米国特許出願公開第２０１５／０２８８０６３号明細書から知られる。

変調素子は、例えば、共振周波数が液晶媒体の状態に依存する共振素子として構成される。変調素子は、液晶媒体で少なくとも部分的に満たされ、液晶媒体の配向状態の制御のための電界を印加するための電極を有する空洞を含んでいてもよい。電界を制御するために、制御信号が電極に印加されてもよい。

このようなホログラフィック操縦可能アンテナにおいて、操縦可能アンテナが、複数のスロットを有する共通導波路を更に含み、変調素子が共通導波路とスロットの間に配置されていることが好ましい。変調素子は、少なくとも、それぞれのスロットの誘導抵抗を調整することによって、それぞれの放射素子によって放射される放射の振幅を制御するように構成される。

好ましくは操縦可能アンテナは、複数のスロットおよび変調素子を構成するメタマテリアル層を含む。複数のスロットの各々は、放射素子に連結され、放射素子は、好ましくは、アレイの形態で配置される。変調素子によって、放射素子のアレイは、アンテナによって放射されるアンテナ信号を操縦するためにホログラフィック回折パターンを形成するように構成することができる。

放射されるアンテナ信号は共通導波管によって供給され、調整可能スロットを通して放射要素に導かれ、変調素子によって、調整可能スロットの各々の誘導抵抗は、各々の変調素子の液晶媒体に印加される電界に応じて調整することができる。

放射素子の間隔は、放射素子を含むアンテナの能動部が放射または受信信号に関してメタマテリアル層として作用するように、λ／２未満であることが好ましい。さらに、アンテナの能動部の直径またはエッジ長などの全体寸法は、好ましくは、多波長もの長さになるように寸法設定される。

液晶媒体は好ましくは、アンテナ信号の所望の周波数範囲において良好な調整性が提供され、さらに、液晶媒体が、アンテナによって放射または受信されるアンテナ信号に対して低い吸収または損失を有するように選択される。使用する液晶媒体の重要なパラメータは、調整性および誘電損失正接の２つである。

調整性τは

より計算してよい。

式中、ε_∥は分子軸に平行な誘電率であり、ε_⊥は分子軸に垂直な誘電率である。調整性τは、液晶媒体の可能な限り高い比誘電率変化を記述する。

誘電損失正接ｔａｎδは、それぞれの信号周波数における誘電率の虚数部および実数部の比によって定義され、

で与えられる。

誘電損失正接ｔａｎδは誘電体吸収を表す数値であり、アンテナ信号の吸収損失を表している。したがって、アンテナ信号の所望の周波数に対して、調整性τが最大となり、誘電正接ｔａｎδが最小となるよう液晶媒体が選択される。

液晶媒体の特性、特に調整性τ、誘電損失正接ｔａｎδ、回転粘度（γ_１）は温度依存性であり、回転粘度は応答時間に影響する。従って、液晶媒体の温度は、好ましくは設定された動作温度に制御される。特に、応答速度の観点から、所望の動作温度となるように液晶媒体を加熱する。高速応答には、低い回転粘度が必要である。

本発明の操縦可能アンテナにおいて、変調素子に接続され、変調素子の液晶媒体の誘電加熱に適した加熱信号を生成するように構成された信号発生器が提供される。

誘電加熱は、印加された信号が、液晶媒体を加熱する交流電界を引き起こすプロセスである。この加熱は、媒質内の分子双極子回転によって引き起こされる。液晶媒体中の液晶分子は、電気双極子モーメントを持つ極性分子である。この双極子モーメントが交流電界中で整列し、その結果、回転する分子が電気力によって他の分子を押したり引いたり衝突したりして、エネルギーを物質中の隣接する分子や原子に分散させるのである。温度は物質中の原子や分子の平均運動エネルギーと関係があるので、この過程で液晶媒体の温度は上昇する。

誘電加熱に適した加熱信号の周波数は好ましくは、操縦可能アンテナから放射されるアンテナ信号の周波数より数桁小さく選択される。例えば、誘電加熱に用いられる周波数は１０Ｈｚ～１ＭＨｚの範囲内で選択され、アンテナ信号の周波数は１ＧＨｚ～１１０ＧＨｚの範囲内で選択される。信号発生器は、選択される周波数の加熱信号を供給するように適宜構成される。

液晶媒体および／または加熱信号の周波数は好ましくは、損失正接ｔａｎδが加熱信号の周波数に対して最大値を有するように選択される。

本明細書で使用されるように、誘電加熱のための最適な周波数は、液晶媒体の所与の温度および配向状態に対して損失正接ｔａｎδが最大となる周波数である。

本発明によるアンテナに用いられる媒体は、好ましくは９０℃以上、より好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１１０℃以上、さらに好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、特に好ましくは１４０℃以上、非常に特に好ましくは１５０℃以上の透明点を有する。

本発明によるアンテナに使用される媒体のネマチック相は好ましくは、少なくとも０℃以下～９０℃以上にわたる。本発明による媒体は、さらに広いネマチック相の範囲、好ましくは少なくとも－１０℃以下～１２０℃以上、非常に好ましくは少なくとも－２０℃以下～１４０℃以上、特に好ましくは少なくとも－３０℃以下～１５０℃以上、非常に特に好ましくは少なくとも－４０℃以下～１７０℃以上の範囲を示すことが有利である。

本発明によるアンテナに用いられる液晶媒体の１ｋＨｚおよび２０℃における誘電異方性（Δε）は、好ましくは３以上、より好ましくは７以上、非常に好ましくは１０以上である。

本発明によるアンテナに用いられる液晶媒体の５８９ｎｍ（Ｎａ^Ｄ）および２０℃における複屈折（Δｎ）は、好ましくは０．２８０以上、より好ましくは０．３００以上、さらに好ましくは０．３２０以上、非常に好ましくは０．３３０以上、特に０．３５０以上である。

本発明によるアンテナに用いられる液晶媒体の５８９ｎｍ（Ｎａ^Ｄ）および２０℃におけるΔｎは、好ましくは０．２００～０．９００の範囲内、より好ましくは０．２５０～０．８００の範囲内、さらに好ましくは０．３００～０．７００の範囲内、非常に特に好ましくは０．３５０～０．６００の範囲内である。

適切な液晶媒体は、先行技術から知られている。好ましい媒体は、例えば国際公開第２０１３／０３４２２７号、欧州特許第２９８２７３０号明細書、欧州特許第３３１２２５１号明細書、欧州特許第３５４３３１３号明細書および国際公開第２０１９／２４３２２３号に開示されている。

非常に好ましくは本発明によるアンテナは、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの群から選択される１種類以上の化合物を含む液晶媒体を含む。

式中、
Ｒ^１は、Ｈ、１～１７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルもしくは非フッ素化アルコキシ、または２～１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシもしくは非フッ素化アルコキシアルキルを表し、該基において１個以上のＣＨ_２基は、

で置き換えられてよく、
ｎは、０、１または２であり、

は、それぞれの出現で独立に、

を表し、
式中Ｒ^Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたは１～６個のＣ原子を有するアルキルを表し、
ただし、

は代替して、

を表し、
Ｒ^２は、Ｈ、１～１７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルもしくは非フッ素化アルコキシ、または２～１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシもしくは非フッ素化アルコキシアルキルを表し、該基において１個以上のＣＨ_２基は、

で置き換えられてよく、
Ｚ^２１は、トランス－ＣＨ＝ＣＨ－、トランス－ＣＦ＝ＣＦ－または－Ｃ≡Ｃ－を表し、

は互いに独立に、

を表し、
式中Ｒ^Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたは１～６個のＣ原子を有するアルキルを表し、
Ｒ^３は、Ｈ、１～１７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルもしくは非フッ素化アルコキシ、または２～１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシもしくは非フッ素化アルコキシアルキルを表し、該基において１個以上のＣＨ_２基は、

で置き換えられてよく、
Ｚ^３１およびＺ^３２の一方はトランス－ＣＨ＝ＣＨ－、トランス－ＣＦ＝ＣＦ－または－Ｃ≡Ｃ－を表し、それとは独立に他方は－Ｃ≡Ｃ－、トランス－ＣＨ＝ＣＨ－、トランス－ＣＦ＝ＣＦ－または単結合を表し、

は互いに独立に、

を表し、
式中Ｒ^Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたは１～６個のＣ原子を有するアルキルを表し、
ただし、

は代替して、

を表す。

変調素子の液晶媒体の焼戻しに誘電加熱を用いることは、低温環境、特に０℃以下の温度で操縦可能アンテナに電源を投入するコールドスタート時に特に有効である。誘電加熱は、液晶媒体を素早く加熱することができ、その特性は温度に依存する。従来の電気ヒーター、例えば抵抗ヒーターなどを変調素子の液晶媒体に近接して配置した場合よりも、はるかに早く動作温度に到達できる。誘電加熱では、加熱される液晶媒体の中で直接熱が発生する。外部ヒーターから液晶媒体への熱伝導による時間遅れがない。

好ましくは各変調素子は少なくとも２個の電極を有し、第１電極は液晶媒体の状態を調整するための電界を印加するように構成され、第２電極は信号発生器に接続され、液晶媒体の誘電加熱のための電界を印加するように構成される。

あるいは各変調素子は少なくとも１個の電極を有し、この電極は液晶媒体の状態を調整するための電界の両方を印加するように構成され、さらに信号発生器に接続されて、液晶媒体の誘電加熱のための電界を印加するように構成される。

加熱信号と同様に制御信号を生成するために、信号発生器が使用されてもよい。これらの信号発生器は、２個の独立した信号発生器の形態で提供されてもよい。あるいは、制御信号と加熱信号の両方に共通の信号発生器が提供されてもよい。

好ましくは操縦可能アンテナは、変調素子の液晶媒体の温度を測定するように構成された温度センサを更に含む。これにより、液晶媒体の温度を測定することができる。この測定は、例えば、温度を制御するため、または操縦可能アンテナの動作状態に関連するフィードバックを提供するために使用されてもよい。

好ましくは操縦可能アンテナは、変調素子の液晶媒体の温度に依存して誘電加熱に適した加熱信号の周波数を調整するように構成された制御ユニットを更に含む。したがって、制御ユニットは、信号発生器に接続され、信号発生器は、出力信号の周波数が、制御ユニットによって提供される制御信号に依存して調整され得るように構成される。

制御ユニットは例えば、液晶媒体の温度を所望の温度設定点に制御するための、比例積分微分（ＰＩＤ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－ｉｎｔｅｇｒａｌ－ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御器などの温度制御器を含んでよい。

好ましくはアンテナは、誘電加熱の電力入力を測定する手段と、電力入力値に基づいてＬＣ温度の変化に伴う最適な周波数を追跡するように構成された追跡システムとを含む。これは、温度が変化したときに誘電加熱を最適な周波数で動作させることができ、例えば、加熱時に増加させることができるため有用である。

もちろん操縦可能アンテナは、例えば、環境の影響からの保護を提供するために放射素子を覆うように配置されるレドームまたは保護層などの更なる構成要素を含んでよい。更に操縦可能アンテナは、変調素子の各液晶媒体の誘電加熱に加えて更なる加熱を提供するために、例えば電気加熱素子のようなさらなるヒーターを含んでよい。

本発明の更なる態様では、操縦可能アンテナを加熱および／または焼戻す方法が提供される。操縦可能アンテナは複数の放射素子と、放射素子により発せられる信号の位相シフトおよび／または振幅調整のために構成される複数の変調素子とを含み、それぞれ放射素子は１個の変調素子に連結されており、それぞれ変調素子は液晶媒体を含んでおり、変調素子は位相および／または振幅の調整が液晶媒体の状態に依存するように構成される。該方法は、液晶媒体の誘電加熱に適する周波数を有する交流電界を変調素子の液晶媒体に印加することを含む。

好ましくは操縦可能アンテナは、本明細書に記載される操縦可能アンテナのうちの１つである。

好ましくは誘電加熱のための興隆電界を印加するために、液晶媒体に近接および／または隣接して配置された電極に加熱信号が印加される。電界を印加するために、加熱信号が前記電極に印加されてもよい。

誘電加熱に使用する加熱信号に選択される周波数は、好ましくは液晶媒体が選択された周波数に対して吸収極大を有するように選択される。

液晶媒体の物理的特性は温度に依存するので、該方法は、液晶媒体の温度の測定と、測定された温度に依存して加熱信号の周波数、したがって交流電界の周波数を調整することとを好ましくは更に含む。

誘電加熱に使用される吸収極大の温度依存性は、例えば、実験的に決定されてもよい。

好ましくは加熱信号の周波数は探索表を用いて、測定された温度から決定される。探索表は例えば、実験データに基づいて作成されてもよい。

損失正接は、温度および加熱信号の周波数に依存する。

図４ａは、液晶のダイレクターに垂直な損失正接の温度および周波数依存性を示す。

図４ｂは、例示的な液晶媒体の液晶のダイレクターに平行な損失正接の温度および周波数依存性を示す。

複数の探索表が、液晶の異なる配向状態に対して提供される。配向は、液晶の状態を制御するために印加される制御信号に依存する。

好ましい実施形態において液晶は、加熱信号が印加される前またはその間、液晶が電界に対して平行に配向するように完全に切り換えられる。

探索表を使用することにより、誘電加熱に使用する周波数の調整を行う制御装置に必要な計算資源はわずかである。探索表の２つのエントリー間にある温度については、補間が使用される場合がある。

好ましくは加熱信号の周波数は、アンテナの誘電加熱の電力入力に依存して調整される。電力入力値は、液晶の所与の配向に対する各周波数値に関連付けられている。高い電力入力は高い損失正接に対応し、液晶およびアンテナの高速加熱を有利に引き起こす。加熱のための動作周波数は、最も高い電力入力を有する周波数値として選択され得る。

好ましくは最適周波数は、
ｉ）アンテナ（１０）の電力入力を監視しながら、所定の周波数範囲を通して前記周波数を掃引し、
ｉｉ）電力入力が最大値を有するところから周波数を決定することで
決定される。

好ましくは該方法は追加して、
ｉ）アンテナの誘電加熱の電力入力を測定し、
ｉｉ）前記電力入力に変化が生じたか否かを判断し、生じた場合には
ｉｉｉ）その周波数の電力入力の変化が調整され所定値を維持するように、好ましくはゼロであるように前記変化に応じて加熱信号の周波数を変化させる
工程を更に含む最適周波数を追跡する方法を含む。

任意に結果は、将来の参考のために電子的に保存される。

好ましくは液晶媒体の温度は、液晶媒体内または液晶媒体の近傍に配置された温度センサを介して測定される。

追加または代替して温度は、液晶媒体の静電容量を測定することを介して決定される。

液晶媒体の静電容量は例えば、液晶媒体の状態を制御するための電界を印加するため、および／または誘電加熱に用いる信号を印加するために用いられるのと同じ電極を用いて測定してよい。静電容量の温度依存性は例えば、実験的に決定してよい。

好ましくは、測定された静電容量から温度を決定するために、探索表が使用される。この場合も、探索表を使用することで、温度制御を行うための計算資源が少なくてすむ。探索表の２つのエントリー間にある静電容量値については、補間を使用してもよい。

好ましくは液晶媒体の加熱は、液晶媒体の温度が４０℃以下、好ましくは－４０℃～４０℃、より好ましくは－３５℃～２０℃、特に好ましくは－３０℃～１０℃、特に－３０℃～０℃の範囲内で行われる。

好ましくは温度制御を行い、液晶媒体の温度を所定の温度設定値に制御する。

＜図面の簡単な説明＞
図面は以下を示す。

図１は、４個の放射素子を有する操縦可能アンテナの概略ブロック図である。

図２は、位相シフト器として構成される変調素子の概略図である。

図３は、例示的な液晶媒体の誘電率実部の温度および周波数依存性を示す図である。

図４ａは、例示的な液晶媒体の液晶ディレクターに垂直な損失正接の温度および周波数依存性を示す図である。

図４ｂは、例示的な液晶媒体の液晶ディレクターに平行な損失正接の温度および周波数依存性を示す図である。

図は、本発明を模式的に、非限定的に表現したものに過ぎない。

図１において、４個の放射素子１２を有する操縦可能アンテナ１０の概略ブロック図が示されている。操縦可能アンテナ１０は、操縦可能アンテナ１０によって放射されることになるアンテナ信号を供給するためのアンテナ信号入力１６を有する。更に操縦可能アンテナ１０は、制御ユニット５０を含む。

図１の操縦可能アンテナ１０は、フェーズドアレイアンテナとして構成されており、放射素子１２の各々は、位相シフト器として構成された変調素子１４および配電線網１８を介してアンテナ信号入力１６に接続されている。放射素子１２は、図１の例では、２×２のアレイに配置されている。

アンテナ信号入力１６に供給されるアンテナ信号は、配電線網１８によって、放射素子１２に接続されている位相シフト器に分配される。すべての位相シフト器が同相出力を生成するように構成されている場合、放射された信号の位相フロントはアンテナ表面に平行に整列され、したがってアンテナビームはアンテナ表面に垂直に向けられる。特定の増分位相シフトを導入する場合、放射されたフィールドの位相フロントは傾斜し、したがって、アンテナビームも所望の方向に向かって傾斜する。

位相シフト器として構成される変調素子１４は、それぞれ液晶媒体を含み、位相シフトは液晶媒体の状態に依存する。液晶媒体の状態は、変調素子１４に配置された電極を用いて印加される電界によって制御される。電界は、前記電極に印加される制御信号に依存する。

図１に示す例示的な実施形態では、制御ユニット５０は、アンテナビームの制御に必要な位相シフトを制御するために使用されてもよい。制御ユニット５０は、位相シフト器として構成されている各変調素子１４に接続されている制御信号発生器２２に接続されている。

液晶媒体の物理的特性は温度に依存するので、少なくとも操縦可能アンテナ１０の変調素子１４の液晶媒体が動作温度範囲内の温度を有することを保証することが必要である。これは、温度が０℃未満の低温環境において特に重要である。変調素子１４の液晶層を加熱するために、操縦可能アンテナ１０は、変調素子１４にも接続される加熱信号発生器２０をさらに含む。加熱信号発生器２０は、液晶層の誘電加熱のための電界を発生させるのに適した加熱信号を提供するように構成されている。したがって、変調素子１４は、加熱信号が当該電極に印加されたときに液晶媒体内に電界を発生させるために使用され得る電極を含む。

図１に示す実施形態では、加熱信号発生器２０および制御信号発生器２２は、結合信号を発生する共通信号発生器として構成されている。そして、この結合信号は、各変調素子１４における液晶媒体の隣に配置された一対の電極に印加される。

図１に示す実施形態では、制御ユニット５０は、さらに、変調素子１４の液晶媒体の温度を制御するように構成されている。したがって、制御ユニット５０は、加熱信号発生器２０に接続され、また、変調素子１４の１つにおける液晶媒体に近接して配置された温度センサ４０に接続される。別の実施形態では、変調素子１４のそれぞれについて温度センサ４０を配置することが可能である。

制御ユニット５０は、例えば、温度センサ４０によって提供されるフィードバックを使用して、変調素子１４の液晶媒体の温度を所望の温度設定値に制御するための、比例積分微分（ＰＩＤ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－ｉｎｔｅｇｒａｌ－ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御器などの温度制御器を含んでよい。

加熱信号のための最適な周波数を選択するために、制御ユニット５０は、記憶された検索表を有するメモリユニットを含んでいてもよい。検索表のエントリーは、液晶媒体のそれぞれの温度に対して、二次電気加熱のために使用されるべき正しい周波数を提供する。

図２は模式図において、位相シフト器として構成された変調素子１４を示す。

位相シフト器は、共平面導波路３０として構成されたマイクロストリップ線路で構成されている。共平面導波路３０は、配電線網１８および放射素子１２のそれぞれの１つに接続される第１基板１４１上に配置された信号線１４２を含む。図１参照。

信号線１４２は、信号線１４２の両側に配置された一対の接地線１４６とともに、第１基板１４１上に配置されている。液晶層１４３の形態で液晶媒体を封入するための空洞を形成するために、第２基板１４５が、第１基板１４１の信号線１４２を運ぶ側に面して配置されている。液晶層１４３のギャップ幅、よって厚さは、典型的には１０μｍ未満である。

図２に示す実施形態では、液晶層１４３の方を向いた第２基板１４５の表面に、最上電極１４４が配設されている。液晶層１４３の液晶媒体の状態を制御するための電界の印加には、信号線１４２を第１電極として用いてもよい。また、液晶媒体の状態を制御するための電界を印加するとともに、液晶媒体の加熱のための電界を印加するために、最上電極１４４および／または接地線１４６を第２電極として用いてもよい。

媒体Ｎ１およびＮ２は、以下の組成および物性を有する。

＜例Ｎ１＞

＜例Ｎ２＞

図３は、液晶媒体Ｎ１の例で、１００Ｈｚ～１００ｋＨｚまでの異なる周波数について、誘電率の実部ε’の対温度を示す。

第１曲線２０１は、分子軸に平行な誘電率を示している。第２曲線２０２は、１００Ｈｚの周波数における分子軸に垂直な誘電率を示している。１００ｋＨｚまでの更なる周波数に対する曲線はわずかに異なるだけなので、１００Ｈｚに対する第２曲線２０２のみが例として示されている。第３曲線２０３は、分子軸に平行な誘電率と垂直な誘電率の差Δεを示す。

図３の図から分かるように、誘電率の極大値は、温度とともにシフトする。

図４ａは、例Ｎ２の液晶混合物について、ダイレクターに垂直な損失正接の温度および周波数依存性を示す。例えば、０℃では液晶を垂直に配向させるために１Ｈｚの加熱信号を印加するのが有利であり、損失正接の最高値がここで観測される（ｔａｎ＝３．６１）。２０℃まで加熱すると、最大値は１．５８Ｈｚ（ｔａｎ＝５．６７）にシフトする。

図４ｂは、液晶媒体Ｎ２について、ダイレクターに平行な損失正接の温度および周波数依存性を示す。例えば、－３０℃では、平行配向の損失正接の最高値は、この場合の誘電加熱に最適な周波数である６３１Ｈｚ（ｔａｎ＝０．６８５）で観測される。１０℃に加熱すると、最適周波数、すなわち最大損失は１０ｋＨｚ（ｔａｎ＝０．７１７）にシフトする。

１０ 操縦可能アンテナ
１２ 放射素子
１４ 変調素子
１６ アンテナ信号入力
１８ 配電線網
２０ 加熱信号発生器
２２ 制御信号発生器
３０ （共平面）導波路
４０ 温度センサ
５０ 制御ユニット
１４１ 第１基板
１４２ 信号線
１４３ 液晶層
１４４ 最上電極
１４５ 第２基板
１４６ 接地線
２０１ 第１曲線
２０２ 第２曲線
２０３ 第３曲線

Claims (23)

1. 複数の放射素子（１２）と、放射素子（１２）により発せられる信号の位相シフトおよび／または振幅調整のために構成される複数の変調素子（１４）とを含む操縦可能アンテナ（１０）であって、１個以上の放射素子（１２）は１個以上の変調素子（１４）に連結されており、それぞれ変調素子（１４）は液晶媒体を含んでおり、変調素子（１４）は位相および／または振幅の調整が液晶媒体の状態に依存するように構成されており、操縦可能アンテナ（１０）は、変調素子（１４）に接続され、変調素子（１４）の液晶媒体の誘電加熱に適する信号を発生するために構成されている信号発生器（２０）を更に含むことを特徴とする、操縦可能アンテナ（１０）。
2. 放射素子（１２）は格子状または同心円状に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
3. 変調素子（１４）は位相シフト器として構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
4. 可変減衰器として構成される変調素子（１４）を追加して含む、請求項３に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
5. 位相シフト器は導波路（３０）を有する、請求項３または４に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
6. 導波路（３０）は、液晶層に隣接して配置されるマイクロストリップ線路もしくは共平面導波路として、または少なくとも一部が液晶媒体で充填される中空導波路として構成される、請求項５に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
7. 操縦可能アンテナ（１０）は複数のスロットを有する共通導波路を更に含み、変調素子（１４）は共通導波路およびスロットの間に配置される、請求項１または２に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
8. それぞれ変調素子（１４）は少なくとも２個の電極を有し、第１電極は液晶媒体の配向状態を調整するために電界を印加するよう構成され、第２電極は信号発生器（２０）に接続されて液晶媒体の誘電加熱のために電界を印加するよう構成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
9. それぞれ変調素子（１４）は、液晶媒体の配向状態を調整するために電界の両方を印加するよう構成され、更に信号発生器（２０）に接続されて液晶媒体の誘電加熱のために電界を印加するよう構成される少なくとも１個の電極（１４４）を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
10. 変調素子（１４）の液晶媒体の温度を測定するよう構成される温度センサ（４０）を更に含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
11. 変調素子（１４）の液晶媒体の温度に依存して誘電加熱に適する信号の周波数を調整するよう構成される制御ユニット（５０）が提供される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の操縦可能アンテナ（１０）。
12. 複数の放射素子（１２）と、放射素子（１２）により発せられる信号の位相シフトおよび／または振幅調整のために構成される複数の変調素子（１４）とを含む操縦可能アンテナ（１０）を加熱および／または焼戻す方法であって、１個以上の放射素子（１２）は１個以上の変調素子（１４）に連結されており、それぞれ変調素子（１４）は液晶媒体を含んでおり、変調素子（１４）は位相および／または振幅の調整が液晶媒体の状態に依存するように構成されており、液晶媒体の誘電加熱に適する周波数を有する交流電界が変調素子（１４）の液晶媒体に印加されることを特徴とする、方法。
13. 液晶媒体の温度が測定され、測定された温度に依存して交流電界の周波数が調整される、請求項１２に記載の方法。
14. 探索表を用いて測定された温度から周波数を決定する、請求項１３に記載の方法。
15. 交流電界の周波数はアンテナ（１０）の誘電加熱の電力入力に依存して調整される、請求項１２に記載の方法。
16. 周波数は
    ｉ）アンテナ（１０）の電力入力を監視しながら、所定の周波数範囲を通して周波数を掃引し、
    ｉｉ）電力入力が最大値を有するところから周波数を決定することで
    決定される、請求項１５に記載の方法。
17. ｉ）アンテナの誘電加熱の電力入力を測定し、
    ｉｉ）前記電力入力に変化が生じたか否かを判断し、生じた場合には
    ｉｉｉ）その周波数の電力入力の変化が調整され所定値を維持するように、前記変化に応じて加熱信号の周波数を変化させる
    工程を更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 液晶媒体内または液晶媒体近傍に配置される温度センサ（４０）を介して温度が測定される、請求項１３または１４に記載の方法。
19. 液晶媒体の静電容量を測定することで温度が決定される、請求項１３または１４に記載の方法。
20. 測定される静電容量から温度を決定するために探索表を使用する、請求項１９に記載の方法。
21. ４０℃以下、好ましくは－４０℃～４０℃の範囲内の液晶媒体の温度に対して液晶媒体の加熱が行われる、請求項１２～２０のいずれか１項に記載の方法。
22. 温度制御が行われ、液晶媒体の温度が所定の温度設定値に制御される、請求項１２～２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 操縦可能アンテナ（１０）は請求項１～１１のいずれか１項に記載の操縦可能アンテナ（１０）である、請求項１２～２２のいずれか１項に記載の方法。

Images