JP2023549385A - アンテナ構成 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１透明誘電パネル及び第２透明誘電パネルを含む構成を開示する。第２透明誘電パネルは、第１透明誘電パネルの前面にあり、かつ第１透明誘電パネルから少なくとも１つのパネル中間層によって分離される。アンテナ構成は、少なくとも１つのパッチ中間層によって取り付けられかつ第１透明誘電パネルから分離されたパッチネットワークと、少なくとも１つのフィード中間層によって取り付けられかつ第２透明誘電パネルから分離されたフィーディングネットワーク、ただし、フィーディングネットワークは、パッチネットワークとフィーディングネットワークとの間に距離Ｄｐｆを規定する、と、接地プレーンとを更に含む。本発明は、関連する方法及び使用を開示する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般にアンテナ構成に関し、更に詳しくは、高周波信号の送信及び／又は受信を最適化するための改善された性能のアパーチャ結合又は近接結合プレーナーアンテナ構成に関する。

従って、本発明は、アンテナ構成が使用される複数の分野に関する。

モバイルデータトラフィックが継続的に増大し、５Ｇに伴って格段に急増していることにより、モバイルネットワーク事業者はＣＡＰＥＸ圧力下に置かれている。５Ｇのための、より高い周波数帯域は、特に容量が必要とされ厳格なＥＭＦ制限が適用される高密度の市街地において、カバレージ配備のさらなる課題を意味する。小さなセルを配備することは、電磁波の送信及び受信を安定的に実行するための多数のアンテナの設置を必要とする容量改善のための良好な解決策であると言われている。但し、多くの欠点が小さなセルの配備を制限している。第１に、新しいアンテナのための場所を見出すことが非常に困難である。第２に、ファイバ及び電気を屋外に持ち出すには費用を要する。最後に、都市の規制が小さなセルの可能性を制限する場合がある。

その一方で、近年においては、小型化に伴って、アンテナは益々建物内に設置されている。建物内にアンテナを設置する場合、建物の外観の劣化を防止しつつ電磁波が安定的に送信及び受信されることができるように、アンテナの適切な位置付けを選択することが必要である。

米国特許第５，３２２，１４３号明細書は、パッチネットワーク、接地、及びフィーディングネットワークという３つの導電層を有するプレーナーアンテナについて記述している。プレーナーアンテナは、担持体としてガラスパネルを使用することにより、建物のファサード内に統合することができる。このようなプレーナーアンテナに伴う課題は、ファサード内に統合されることから、少なくとも電気接続、設置、及び維持が複雑化し、且つ、ファサードが建物上にあると管理が不可能であるという点にある。これらに加えて、プレーナーアンテナの性能パラメータは、ガラスパネル、スペーサ、などのようなファサードのコンポーネントの厚さによって制限される。

従って、このようなプレーナーアンテナにより、現時点の及び将来の通信システムの要件に適合するための、周波数帯域の変更、又はアンテナの送信及び／若しくは受信の最適化を行うことは不可能である。

本発明は、第１の態様において、第１透明誘電パネルと、第２透明誘電パネルとを含むアンテナ構成に関する。第２透明誘電パネルは、第１透明誘電パネルの前面にあり、かつ第１透明誘電パネルから少なくとも１つのパネル中間層によって分離されている。

アンテナ構成は、少なくとも１つのパッチ中間層によって取り付けられかつ第１透明誘電パネルから分離されたパッチネットワークと、少なくとも１つのフィード中間層によって取り付けられかつ第２透明誘電パネルから分離されたフィーディングネットワークとを更に含む。フィーディングネットワークは、パッチネットワークとフィーディングネットワークとの間に距離Ｄｐｆを規定する。また、距離Ｄｐｇをパッチネットワークと接地プレーンとの間に規定することもできる。

本発明の第１の態様において規定されている解決策は、少なくとも１つのパッチ中間層が透明ポリマー中間層であるということに基づいている。

本発明は、第２の態様において、第１の態様によるアンテナ構成を組み立てる方法に関し、方法は、
Ａ．第１透明誘電パネル上にパッチネットワークを組み立てるステップと、
Ｂ．第２透明誘電パネル上にフィーディングネットワークを組み立てるステップと、
Ｃ．第１透明誘電パネル及び第２透明誘電パネルをパネル中間層と一緒に組み立てるステップと、
を含む。

本発明は、請求項において又は記述されている実施形態において記述されている特徴の、すべての可能な組合せに関することに留意されたい。

以下の説明は建物用途に関するが、本発明は、自動車又は輸送用途のような他の分野にも適用可能であり得ることを理解されたい。

以下、限定ではなく例示を目的として提供される、本発明の様々な例示のための実施形態を示す添付図面を参照し、本発明のこの態様及び他の態様について更に詳細に説明する。図面は概略表現であり、その縮尺は正確ではない。図面は、本発明を決して限定するものではない。更なる利点については、例によって説明する。

本発明の第１実施形態によるアンテナ構成の概略断面図である。 本発明の第２実施形態によるアンテナ構成の概略断面図である。

本発明の目的は、上述の問題を軽減し、屋外４Ｇ及び５Ｇネットワークの高密度化に対する障壁を除去することにある。特に、本発明の第１の態様の目的は、通りにおける足場組立又は基礎工事に対するニーズを除去するアンテナ構成の設置、好ましくは特に屋内設置を得ることにある。本発明の別の利点は、透明アンテナが都市の美観及びＥＭＦの制約と合致したシームレスな屋内の又は屋外の位置付けを可能にするという点にある。

本発明の第１の態様によれば、本発明は、第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネル１２を含むアンテナ構成１０に関する。第２透明誘電パネル１２は、第１透明誘電パネル１１の前面にあり、かつ第１透明誘電パネル１１から少なくとも１つのパネル中間層２０４、３０２によって分離されている。

アンテナ構成は、通常、動作周波数、アンテナ構成に含まれる要素の数、及び／又は透明設計に応じて、例えば、２１０ｍｍ×２５０ｍｍの矩形形状、１５０ｍｍ×１６０ｍｍの矩形形状、又は２５５ｍｍ×５００ｍｍの矩形形状などの２０ｍｍ～６００ｍｍの幅及び／又は長さを有する。

好ましくは、アンテナ構成は、６９０ＭＨｚ～７０ＧＨｚの周波数を有する波長を意味する４Ｇ及び／又は５Ｇにおいて機能する。

「前面に（ｉｎ ｆｒｏｎｔ ｏｆ）」という用語は、第１透明誘電パネルがアンテナシステムの前面と対向しており、第２透明誘電パネルが第１透明誘電パネルと対向していることを表す。

「透明（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）」という用語は、少なくとも１％の、可視スペクトルにおいて材料を透過した可視光の平均ＴＬ（光透過）を示す特性を表す。好ましくは、透明は、少なくとも１０％のＴＬ特性に関する。更に好ましくは、透明は、少なくとも５０％のＴＬを表す。理想的には、透明は、少なくとも７０％のＴＬを表す。

誘電パネルは、導電性を有していないパネルである。

第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネル１２は、プラスチックに基づいた組成などの異なる化学的組成を有することができる。プラスチックに基づいた組成は、ＰＥＴ、ポリカーボネート、ＰＶＣ、又はパネルとして使用されることができる任意の他の透明誘電プラスチックに基づいたものであってよい。

好ましくは、第１及び／又は第２透明誘電パネルは、アンテナ構成及びアンテナシステムを擦過傷から保護するためのガラスパネルを含む。ガラスパネルは、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、又はボロシリケートガラスのようなガラスなどの少なくとも５０重量％のＳｉＯ２を含むことができる。

いくつかの実施形態において、第１及び第２透明誘電パネルは、取扱い及び製造のプロセスを低減するために、同一の化学的組成を有する。

好ましくは、第１及び第２透明誘電パネルは、アンテナシステムの効率を増大させつつパネル内のエネルギー損失を低減するために、０．０３以下の損失正接を有することが可能であり、更に好ましくは、誘電パネルの損失正接は０．０２以下であり、更に好ましくは、誘電パネルの損失正接は０．０１以下である。

好適な実施形態において、第１及び第２透明誘電パネルは０．００５以下の損失正接を有し、更に好ましくは、誘電パネルの損失正接は、アンテナシステムの効率を増大させつつパネル内のエネルギー損失を低減するように、０．００３以下である。

好ましくは、第１及び第２透明誘電パネルは、損失正接を０．０１以下の値に低減するために、ボロシリケートガラスパネルである。

誘電パネルは、フロート法、フュージョン法、リドロー法、プレスモールディング法、又はプリング法などの既知の製造方法によって製造することができる。ガラスパネルの製造方法としては、生産性及び費用の観点において、フロート法を使用することが好ましい。

それぞれの透明誘電パネルは、独立的に処理及び／又は着色などをすることが可能であり、及び／又は、美観、安全性などを改善するために、異なる厚さを有することもできる。

それぞれの透明誘電パネルは、セキュリティ要件の仕様を尊重するために、処理、即ち、焼きなまし、焼き戻し、などを実行することができる。透明誘電パネルは、独立的に、クリアな又は着色された透明誘電パネルであってよく、例えば、特定の組成により、或いは、更なる被覆又はプラスチック層を適用することにより、着色することができる。

第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネル１２は、任意の形状を有することができる。平面図における透明誘電パネル１１、１２の形状は、矩形に制限されるものではなく、台形、三角形、正方形、円形、又はこれらに類似したものであってよい。

いくつかの実施形態において、可能な限り別個に窓を通じた少なくとも動作周波数の送信及び／又は受信を提供するために、アンテナ構成は、窓の前面に置くことができる。好ましくは、アンテナ構成は、例えば、窓を通じて放出及び／又は受信するために、並びに建物の外側においてターミナルをカバーするために、第１透明誘電パネル１１を通じて、特定の方向に向かって放射する。このような実施形態においては、第１透明誘電パネル１１及び／又は第２透明誘電パネル１２は、窓の前面に取り付けることができる。

いくつかの実施形態において、アンテナ構成は、例えば、窓の反対方向において放出及び／又は受信するために、並びに建物の内側においてターミナルをカバーするために、第１透明誘電パネルとは反対の側を通じて、特定の方向に向かって放射する。

いくつかの実施形態において、アンテナ構成は、例えば、窓を通じて放出及び／又は受信するために、並びに建物の外側及び内側においてターミナルをカバーするために、２つの特定の方向に向かって放出する。

いくつかの実施形態において、第１誘電パネルは、固定手段により、窓の外部表面に固定される。固定手段は、糊、プラスチック中間層、吸着パッド、又は窓の表面上にアンテナ構成を固定することができる任意の他の手段であってよい。

アンテナ構成は、窓の前面において取り付けられるように、及び／又は、アンテナ構成と窓の間の距離を適合させるように、及び／又は、アンテナ構成のコンポーネントの間の距離を適合させるように、アンテナハウジング内において組み立てることができる。

いくつかの実施形態において、アンテナ構成は、第１誘電パネル１１と窓との間に配設された、設置インターフェイスパネルを含むことができる。設置インターフェイスパネルは、アンテナシステムの性能に対する１つ又は複数の設置媒体の影響を相殺することを許容し、アンテナのインピーダンス応答のみならずアンテナの放射特性を仕様内において維持することを許容する。いくつかの実施形態において、設置インターフェイスパネルは、ビーム操向又はビーム成形などの更に多くの機能をアンテナシステムに追加することができる。

設置インターフェイスパネル１４は、少なくとも、ガラス及び／又はプラスチックなどの透明誘電パネルを含むことができる。いくつかの実施形態においては、少なくとも、誘電パネルの少なくとも１つの上に導電パターンを堆積させることができる。

好ましくは、設置インターフェイスパネル１４は、信号の送信及び／又は受信を最適化しつつ設置インターフェイスパネルの設計及び製造を単純化するために、アンテナ構成に対して平行である。

また、アンテナ構成１０は、少なくとも１つのパッチ中間層Ｉｐによって取り付けられかつ第１透明誘電パネル１１から分離された、パッチネットワークＰを含む。

少なくとも１つのパッチ中間層Ｉｐは、ポリマー中間層である。好ましくは、透明ポリマー中間層は、ポリビニルブチラル（ＰＶＢ）、エチレン－ビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、スチレンメチルメタクリレートコポリマー（ＳＭＭＡ）、及びこれらのものの任意の混合物、架橋された樹脂、イオノプラスト、イオノマー、シクロ－オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロ－オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、又は光学用透明粘着シート（ＯＣＡ）であってよい。

架橋又は硬化された樹脂は当業者には既知であり、架橋剤としても知られる硬化剤との反応により、或いは、熱、ＵＶ放射（ＵＶ）、又は電子ビーム（ＥＢ）に対する曝露の際に低分子量種の架橋／硬化によって得られる３次元ポリマーネットワークである。架橋された樹脂の非網羅的な例は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ＵＶ又はＥＢ硬化可能樹脂である。本発明においては、架橋された樹脂が透明になるように、架橋された樹脂のプレカーソルは透明であってもよく、或いは提供されなくてもよい。

いくつかのポリマー混合物、コポリマー、及びいくつかの半結晶性ポリマーは、分散相に起因して又は結晶質の存在に起因して不透明かつ非透明であり得ると言われている。従って、以上に言及されている列挙されたポリマーの組成のすべてが透明ではないことが可能である。当業者は、どの組成が透明であるかを識別することができ、従って、与えられたポリマーが特許請求されている透明ポリマーに含まれるかどうかを識別することができる。

パッチネットワークＰは、第１透明誘電パネル１１の表面の任意のものに対して取り付けられることができることを理解されたい。好ましくは、パッチネットワークＰは、図１に示されているように、より高度なアンテナ性能を実現するために、且つ、並行して、湿気、擦過傷などのような外部攻撃からパッチネットワークＰを保護するために、窓に対向する表面とは反対側の表面に取り付けられている。

いくつかの実施形態において、パッチネットワークＰは、少なくとも１つの共振導電要素を含む。好ましくは、導電要素の長さは、動作周波数の有効波長の半分と等価である。

好ましくは、パッチネットワークの表面の寸法は、第１透明誘電パネルの表面未満である。

いくつかの実施形態においては、同一又は異なる周波数を送信及び／又は受信するアンテナシステムを得るために、いくつかのパッチネットワークを第１透明誘電パネルに取り付けることができる。このような実施形態において、パッチネットワークは互いに電気的に絶縁される。

パッチネットワークの導電要素は、矩形形状などの任意の形状を有することができる。二重偏波動作が望ましいいくつかの実施形態においては、円形又は正方形の形状が好ましい。好ましくは、パッチネットワークは、導電パッチネットワークである。

パッチネットワークは、パッチ中間層上に印刷、糊付け、被覆することが可能であり、或いは、スクリーン印刷、インクジェット印刷、堆積、糊付けされたワイヤ、銅フォイル、銅メッシュなどのような、中間層上にパッチネットワークを着脱不能に置かれることができる任意の他の方法によって置かれることもできる。

いくつかの実施形態において、パッチネットワークは、パッチ中間層による第１透明誘電パネルへの取り付け及び取扱いを促進するために、透明層上において印刷、糊付け、被覆することができる。このような透明層は、好ましくは、透明ポリマーフィルムである。好ましくは、透明ポリマーフィルムは、ポリビニルブチラル（ＰＶＢ）、エチレン－ビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、スチレンメチルメタクリレートコポリマー（ＳＭＭＡ）、及びこれらの任意の混合物、架橋された樹脂、イオノプラスト、イオノマー、シクロ－オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロ－オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、又は光学用透明粘着シート（ＯＣＡ）であってよい。

パッチネットワークの材料は、銅、銀などの金属に基づいた材料、金などのメッキされた材料を有する又は有していない導電金属合金、或いは、導電性であることができかつパッチ中間層上に又は透明層上に置かれることができる任意の他の材料であってよい。

また、透明アンテナ構成１０は、少なくとも１つのフィード中間層Ｉｆによって取り付けられかつ第２透明誘電パネル１２から分離された、フィーディングネットワークＦを含む。

距離Ｄｐｆは、パッチネットワークとフィーディングネットワークとの間に規定される。好ましくは、この距離は実質的に４０～１００ｍｍであり、更に好ましくは実質的に４５～８ｍｍであり、更に好ましくは実質的に４８～６８ｍｍである。

フィーディングネットワークＦは、第２透明誘電パネル１２の表面の任意のものに取り付けられることができることを理解されたい。好ましくは、フィーディングネットワークＦは第１透明誘電パネル１１に対向する表面に取り付けられ、これは、図１に示されているように、湿気、擦過傷、などのような外部攻撃からフィーディングネットワークＦを保護するためにアンテナシステムの前面３１にも対向する表面を意味する。

いくつかの実施形態において、フィーディングネットワークは、アンテナシステム入力とパッチネットワークとの間において信号を転送するための少なくとも１つの導電要素を含む。好ましくは、入力側におけるフィーディングネットワークの幅は、約５０Ωの特性インピーダンスを提供するようなものである。

それぞれのアンテナシステム入力当たり、パッチネットワーク内の２つ以上の導電要素が存在する、いくつかの実施形態においては、フィーディングネットワークはこれらの上述の導電要素の間にエネルギーを分散させることができる。

フィーディングネットワークは、フィード中間層上に印刷、糊付け、被覆することが可能であり、或いは、スクリーン印刷、インクジェット印刷、堆積、糊付けされたワイヤ、銅フォイル、銅メッシュなどのような、中間層上にフィーディングネットワークを着脱不能に置かれることができる任意の他の方法によって置かれることができる。

いくつかの実施形態において、フィーディングネットワークは、フィード中間層による第２透明誘電パネルへの取り付け及び取扱いを促進するために、透明層上に印刷、糊付け、被覆することができる。このような透明層は、好ましくは、透明ポリマーフィルムである。好ましくは、透明ポリマーフィルムは、ポリビニルブチラル（ＰＶＢ）、エチレン－ビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、スチレンメチルメタクリレートコポリマー（ＳＭＭＡ）、及びこれらの任意の混合物、架橋された樹脂、イオノプラスト、イオノマー、シクロ－オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロ－オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、又は光学用透明粘着シート（ＯＣＡ）であってよい。

フィーディングネットワークの材料は、銅、銀などの金属に基づいた材料、金などのメッキされた材料を有する又は有していない導電金属合金、或いは、導電性であることができかつフィード中間層上に又は透明層上に置かれることができる任意の他の材料であってよい。

また、透明アンテナ構成１０は、アンテナシステムの良好でかつ正しい機能を保証するために接地プレーンＧを含む。

パッチネットワーク及びフィーディングネットワークとの比較における接地プレーンの場所は重要であり、アンテナシステムの性能に大きな影響を及ぼし得る。

接地プレーンがパッチネットワークとフィーディングネットワークとの間に配設されるいくつかの実施形態において、接地プレーンは、望ましい性能を得るために、少なくとも１つの最適化された形状及びサイズのスロットを含む。

フィーディングネットワークがパッチネットワークと接地との間に配設されるいくつかの実施形態において、接地プレーン内の少なくとも１つの最適化された成形及びサイズ設定されたスロットを省略することができる。

構造の選択肢は、複雑さと性能との間の妥協である。

接地プレーンは、誘電パネル上、接地中間層上、又は透明層上に印刷、糊付け、被覆することが可能であり、或いは、スクリーン印刷、インクジェット印刷、堆積、糊付けされたワイヤ、銅フォイル、銅メッシュ、などのような、誘電パネル上、接地中間層上、又は透明層上に接地プレーンを着脱不能に置かれることができる任意の他の方法によって置かれることができる。

いくつかの実施形態において、接地プレーンは、第２透明誘電パネルに対して、少なくとも１つの接地中間層によって分離されている。

いくつかの実施形態において、接地中間層は、空隙などの、ガスが充填された空間であってよい。接地プレーンは、第３透明誘電パネル上に印刷、糊付け、被覆することが可能であり、或いは、スクリーン印刷、インクジェット印刷、堆積、糊付けされたワイヤ、銅フォイル、銅メッシュ、などのような、誘電パネル上に接地プレーンを着脱不能に置くことができる任意の他の方法によって置かれることができる。いくつかの実施形態において、接地プレーンは、第３透明誘電パネルに対して、少なくとも１つの接地中間層によって取り付けられかつ分離することができる。

いくつかの実施形態において、接地プレーンは、第３透明誘電パネルに対して、少なくとも１つの接地中間層によって取り付けられかつ分離される。このような実施形態において、接地中間層は透明ポリマー中間層であってよい。いくつかの実施形態においては、第３透明誘電パネルを保持するために、第４保持手段をアンテナハウジング上に含むことができる。

接地プレーンは、接地中間層による第２又は第３透明誘電パネルへの取り付け及び取扱いを促進するために、透明層上において印刷、糊付け、被覆することができる。このような透明層は、好ましくは、透明ポリマーフィルムである。好ましくは、透明ポリマーフィルムは、ポリビニルブチラル（ＰＶＢ）、エチレン－ビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、スチレンメチルメタクリレートコポリマー（ＳＭＭＡ）、及びこれらの任意の混合物、架橋された樹脂、イオノプラスト、イオノマー、シクロ－オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロ－オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、又は光学用透明粘着シート（ＯＣＡ）であってよい。

接地プレーンの材料は、銅、銀などの金属に基づいた材料、金などのメッキされた材料を有する又は有していない導電金属合金、或いは、導電性であることができかつ接地中間層上に又は透明層上に置かれることができる任意の他の材料であってよい。

いくつかの好適な実施形態においては、パッチネットワーク及びフィーディングネットワークとの関連において、導電性及び透明性を保証するために、ＰＥＴ層などの透明層の上部にＣｕ－メッシュを使用することにより、接地プレーンを設計することができる。

いくつかの実施形態においては、第１及び／又は第２透明誘電パネル及び／又は存在する場合に第３透明誘電パネルに対して少なくともパッチネットワーク、フィーディングネットワーク、及び／又は接地プレーンを分離、組み付け、及びラミネートするために、その他の透明層を使用することができる。これらの層は、好ましくは、透明ポリマーである。

好ましくは、透明層は、性能を増大させつつアンテナ構成の損失を低減するように、低損失透明層である。

図１に戻ると、一実施形態によれば、透明アンテナ構成１０は、パッチ中間層Ｉｐにより、ガラスパネルである第１透明誘電パネル１１に取り付けられかつそれから分離されたパッチネットワークＰを含む。パッチ中間層は、ＣＯＣ又はＣＯＰである。次いで、ＰＥＴ層２０１、そしてＣＯＰ層２０２及びガラス層２０３が、取扱いを促進するために及びパッチネットワークＰを保護するために、パッチネットワークＰに取り付けられている。パッチネットワークＰはパッチ中間層Ｉｐと共に、及び層２０１、２０２はガラスパネル２０３と共に、第１透明誘電パネル１１上にラミネートされる。

この実施形態において、パッチネットワークＰ、フィーディングネットワークＦ、及び接地プレーンＧは、対応する透明誘電パネルへの取り付けを促進するために、個々に透明層２０１、２０７、２０８上に組み立てられている。好ましくは、これらの透明層はＰＥＴ層である。

この実施形態において、透明アンテナ構成１０は、フィード中間層Ｉｆ及びＰＥＴ層２０８において第２透明誘電パネル１２に取り付けられかつそれによって分離されたフィーディングネットワークＦを含む。フィード中間層Ｉｆは、シクロ－オレフィンポリマーである。接地プレーンＧは、接地中間層Ｉｇにより、第２透明誘電パネル１２に取り付けられている。接地プレーンＧは、フィーディングネットワークＦと第１透明誘電パネル１１との間に配設されている。接地中間層ＩｇとフィーディングネットワークＦとの間にはＰＥＴ層２０７が存在し、これは、フィーディングネットワークＦがフィード中間層ＩｆとＰＥＴ層２０７との間にラミネートされていることを意味している。接地プレーンＧ及びフィーディングネットワークＦを保護するために、ＰＥＴ層２０８、ＣＯＰ層２０６、及びガラス層２０５は、第２透明誘電パネル１２に対して取り付けられている。フィーディングネットワークＦ及び接地プレーンＧは、フィード中間層Ｉｆと一緒に、及び、接地中間層Ｉｇによって第２透明誘電パネル１２に対して、ラミネートされている。このような実施形態においては、接地プレーンＧがフィーディングネットワークとパッチネットワークとの間に位置決めされるとき、接地プレーンは少なくとも１つのスロットを含む。

これは、ＰＥＴ層２０１、２０７、２０８、ＣＯＰ層２０２、２０６、及び／又はガラス層２０３、２０５が省略されることができるか、或いは別の組成から製造されることができるものと理解されたい。

第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネル１２は、パネル中間層２０４によって分離されている。パネル中間層２０４は、ガスによって充填された空間、好ましくは、空隙である。空隙の厚さは、パッチネットワークとフィーディングネットワークの間の結合性能を増大させるために最小距離を最適化するように、及びアンテナ構成の広帯域性能を増大させるために最大距離を最適化するように、規定されている。

表１は、ＬＴＥ－Ｂ１及びＬＴＥ－Ｂ３用のアンテナシステムの受信及び／又は送信を最適化する、図１に示されている異なる層の、ミリメートルを単位として且つ主表面の垂直方向において計測された、特定の厚さを有する実施形態を示す。異なる厚さ値が同一の帯域のために又は異なる帯域のために使用され得ることを理解されたい。距離Ｄｐｆは、パッチネットワークとフィーディングネットワークとの間に規定される。

この実施形態において、距離Ｄｐｆは、８．５ｍｍに等しい。距離Ｄｐｆは、空隙２０４を変更する、及び／又はパッチネットワークＰとフィーディングネットワークＦとの間のその他の層を低減する又は除去することにより、適合させることができる。このような構造においては、パネル中間層２０４が空隙であるとき、距離Ｄｐｆを、アンテナ構成が窓上に取り付けられる場合にも適合させることができる。従って、動作周波数が変化した場合にも、窓上に取り付けられた又は取り付けられるアンテナ構成の送信及び／又は受信を最適化するために、距離Ｄｐｆを適合させることができる。また、パッチネットワークと接地プレーンとの間の距離Ｄｐｇも規定されている。この実施形態においては、距離Ｄｐｇは、７．６ｍｍに等しい。

図２は、本発明によるアンテナシステムのアンテナ構成１０の別の実施形態を示す。

第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネル１２は、パネル中間層３０２によって分離されている。パネル中間層３０２は、シクロオレフィンポリマーである透明ポリマー中間層であり、これは、第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネル１２がパネル中間層３０２によって一緒にラミネートされていることを意味している。パネル中間層の厚さは、パッチネットワークとフィーディングネットワークとの間の結合性能を増大させるために最小距離を最適化するように、及びアンテナ構成の広帯域性能を増大させるために最大距離を最適化するように規定される。

この実施形態において、接地プレーンＧは、フィーディングネットワークＦと第２透明誘電パネル１２との間に配設される。

パッチネットワークＰ、フィーディングネットワークＦ、及び接地プレーンＧは、個々に透明層３０１、３０３、３０４上に組み立てられる。好ましくは、これらの透明層はＰＥＴ層である。パッチネットワークＰは、パッチ中間層Ｉｐにより、第１透明誘電パネル１１に取り付けられている。アンテナ構成の一部分、パッチネットワーク、フィーディングネットワーク、又は接地プレーンを有するＰＥＴ層は、中間層及びパッチネットワーク、フィード、接地、及びパネル中間層を有する層と共に、第１透明誘電パネル１１及び第２透明誘電パネルと一緒にラミネートされており、これは、パッチネットワークＰ、フィーディングネットワークＦ、及び接地プレーンＧが、それぞれ、パッチネットワーク、フィード及び接地中間層及び層と共に、第１透明誘電パネル１１と第２透明誘電パネル１２との間に一緒にラミネートされていることを意味している。

表２は、ＬＴＥ－Ｂ４２、ＬＴＥ－Ｂ４３、５Ｇ－ＮＲ－ｎ７７、及び／又は５Ｇ－ＮＲ－ｎ７８用のアンテナシステムの受信及び送信を最適化する、図２に示される異なる層のミリメートルを単位とし、主表面の垂直方向において計測された特定の厚さを有する実施形態を示す。異なる厚さ値が、同一の帯域のために又は異なる帯域のために使用され得ることを理解されたい。

この実施形態においては、距離Ｄｐｆは、１．８ｍｍに等しい。この距離Ｄｐｆは、パネル中間層３０２を変更する及び／又はパッチネットワークＰとフィーディングネットワークＦとの間で他の層を低減する又は除去することにより、適合させることができる。このような構造においては、中間層及び層の厚さが組立ステップにおいて固定されているため、アンテナ構成が組み立てられるとき、アンテナ構成が窓上に取り付けられている場合も距離Ｄｐｆを適合させることはできない。また、パッチネットワークと接地プレーンとの間の距離Ｄｐｇも規定されている。この実施形態においては、距離Ｄｐｇは、２．７ｍｍに等しい。

好ましくは、パネル中間層３０２は、望ましい厚さを得るように、いくつかのポリマー中間層を有するように製造される。好ましくは、パネル中間層は、０．７６ｍｍの厚さを有する４つの層を含む。この結果、距離Ｄｐｆは、３．４ｍｍに等しい。

いくつかの実施形態において、第１及び第２透明誘電パネルの厚さは異なることができる。厚さは、アンテナシステムの効率を増大させるために、組成に依存することができる。

いくつかの実施形態において、第１及び第２誘電パネルがガラスパネルである場合、厚さは０．０５ｍｍ以上であり、好ましくは厚さは０．５ｍｍ以上であり、更に好ましくは、厚さは１ｍｍ以上であり、厚さは４ｍｍ以下であり、好ましくは厚さは３ｍｍ以下であり、更に好ましくは厚さは２ｍｍ以下である。

一実施形態は、方法を提供する。

本発明によれば、アンテナ構成は、窓上に取り付けることができる。窓は、建物などの静止物体の開口部を閉鎖するための、或いは列車、ボートなどのような移動可能物体の開口部を閉鎖するための窓として使用される窓であってよい。

窓は、通常、窓の熱性能を増大させるために、複層窓である。

複層窓は、視認性のために、可視波長に対して及び天然光又は人工光に対して少なくとも部分的な透明性を有することができる。複層窓は、複数のインターフェイスを形成する少なくとも１つの中間層によって分離された複数のパネルから製造される。従って、パネルは、ガスが充填された空間により、及び／又はポリマー中間層により、分離することができる。

いくつかの実施形態において、複層窓は、複層窓の断熱を改善し、これにより断熱複層窓を生成するために、アルゴンのようなガスによって充填された空間の生成を許容するスペーサによって分離された少なくとも２つのガラスパネルを含むことができる。本発明は、２つのパネルを有する複層窓上において使用される装置に限定されるものではない。本発明の装置及び方法は、二重層窓、三重層窓などの任意の複層窓に適している。

いくつかの実施形態において、ガラスパネルは、ノイズを低減するための及び／又は侵入安全性を保証するためのものなどの、ラミネートされた複層窓であってよい。ラミネートされたグレージングは、ガラスパネルの間に位置決めされた１つ又は複数の中間層によって維持されたパネルを含む。中間層は、通常、剛性が調整されることができるポリビニルブチラル（ＰＶＢ）又はエチレン－ビニルアセテート（ＥＶＡ）である。これらの中間層は、破壊されてもガラスが大きな鋭い断片に砕けることを防止するような方式で一緒に接合されて、ガラスパネルを維持する。

複層窓の前記パネルは、ガラス、ポリカーボネート、ＰＶＣ、或いは、静止物体上又は移動可能物体上に取付られた窓のために使用される、任意の他の材料から製造することができる。

通常、複層窓のパネルの材料は、例えば、ソーダライムシリカガラス、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、或いは、特に自動車用途において知られている熱可塑性ポリマー又はポリカーボネートなどの他の材料である。本出願の全体を通じたガラスに対する参照は、限定として見なしてはならない。

複層窓は、フロート法、フュージョン法、リドロー法、プレスモールディング法、又はプリング法などの既知の製造方法によって製造することができる。複層窓の製造方法としては、生産性及び費用の観点から、フロート法を使用することが好ましい。

それぞれのパネルは、美観、断熱性能、安全性などを改善するために、独立的に処理及び／又は着色などをすることが可能であり、及び／又は異なる厚さを有することができる。複層窓の厚さは、用途の要件に従って設定される。

複層窓は、原位置において使用されている任意の既知の窓であってよい。例えば、複層窓は、セキュリティ及び盗難防止要件の仕様を尊重するために、処理、即ち、焼きなまし、焼き戻しなどを実行することができる。窓は、独立的にクリアガラス又は着色ガラスであることが可能であり、ガラスの特定の組成により、或いは、例えば、更なる被覆又はプラスチック層の適用により、着色することができる。窓は、既知のカッティング方法を使用することにより、平面図において、矩形形状などの開口部にフィットするように任意の形状を有することができる。複層窓をカットする方法としては、例えば、レーザー光が複層窓をカットするように複層窓の表面上に放射される方法、又はカッターホイールが機械的に切断する方法を使用することができる。複層窓は、例えば、自動車のウィンドシールド、サイドライト、サンルーフ、列車の横方向グレージング、建物の窓などのような用途にフィットするように、任意の形状を有することができる。

平面図における複層窓の形状は、通常、矩形である。用途に応じて、形状は矩形に限定されるものではなく、特に車両のウィンドシールド又はバックライトの場合には台形であってもよく、特に車両のサイドライトの場合には三角形であってもよく、円形又はこれらに類似したものであってもよい。

これに加えて、複層窓は、フレーム内において組み立てることも可能であり、或いは、ダブルスキンファサード内に、自動車ボディ内に、或いは、複層窓を維持することができる任意の他の手段内に取り付けることもできる。ガス及び／又は液体に対する密封性を保証するために、複層窓の固定を保証するために、又は複層窓に外部要素を追加するために、いくつかのプラスチック要素を、複層窓上に固定することもできる。いくつかの実施形態において、エナメル層などのマスキング要素を、複層窓の周辺の一部分に追加することができる。

静止物体又は移動可能物体の内側における熱的快適さを目的として、被覆システムが、複層窓の１つのインターフェイス上に存在することができる。この被覆システムは、一般に、金属に基づいた層を使用しており、赤外光は、このタイプの層によって高度に屈折される。このような被覆システムは、通常、低エネルギー複層窓を実現するために使用される。

いくつかの実施形態において、被覆システムは、例えば、霜取り及び／又は曇り止め機能を追加するために、及び／又は建物又は車両の内部における熱の蓄積を低減するために、或いは例えば、寒冷期に内側の熱を維持するために、複層窓上に適用される加熱可能な被覆であってよい。被覆システムは薄く、眼には主に透明である。

通常、被覆システムは、複層窓のインターフェイスの表面の大部分をカバーしている。

被覆システムは、様々な材料の層から製造することが可能であり、これらの層の少なくとも１つは導電性を有する。例えば、自動車の窓封止におけるものなどのいくつかの実施形態において、被覆システムは、複層窓の１つの主表面の大部分にわたって導電性を有することができる。これは、被覆剥離される部分が良好に設計されていない場合には、加熱点などの課題を生じることができる。

適切な被覆システムは、例えば、導電性フィルムである。適切な導電性フィルムは、例えば、透明誘電体、金属フィルム、及び透明誘電体、ＩＴＯ、フッ素添加すず酸化物（ＦＴＯ）、又はこれらに類似したものを順番にラミネートすることによって得られるラミネートフィルムである。適切な金属フィルムは、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、及びＡｌからなる群から選択される少なくとも１つを主成分として含むフィルムであってよい。

被覆システムは、金属に基づいた低放射性被覆システムを含むことができる。このような被覆システムは、通常、赤外放射反射材料及び少なくとも２つの誘電被覆に基づいた、例えば、２つ、３つ、又は４つなどの、１つ又は複数の機能層を含む薄い層のシステムであり、それぞれの機能層は誘電被覆によって取り囲まれている。本発明の被覆システムは、具体的には、少なくとも０．０１０の放射率を有することができる。機能層は、一般に数ナノメートルの、ほとんどが約５～２０ｎｍの厚さを有する銀の層である。誘電層は、一般に透明であり、金属酸化物及び／又は窒化物の１つ又は複数の層から製造されている。これらの様々な層は、例えば、磁界支援型カソードスパッタリングなどの、更に一般的には「マグネトロンスパッタリング」と呼称される真空堆積技法を利用して堆積される。誘電層に加えて、それぞれの機能層は障壁層により保護されていてもよく、或いは、湿潤層上への堆積により改善されていてもよい。

いくつかの実施形態において、被覆システムを有する窓の前面におけるアンテナシステムの送信及び受信を極大化するために、被覆システムに起因した減衰を軽減するように、アンテナの前面に被覆剥離された部分を生成することができる。

本発明によれば、窓の構造を規定することは、アンテナ構成の送信及び／又は受信を最適化するために距離Ｄｐｆを適合させるべく電磁信号の劣化のレベルを推定及び／又は算出するように、被覆システム及び／又は被覆剥離エリアが存在している場合に窓の組立、組成について知ることを意味している。

好ましくは、距離Ｄｐｆ、距離Ｄｐｇ、及び設置インターフェイスと窓との間の距離は、設置インターフェイスが存在する実施形態において、アンテナ構成の送信及び／又は受信を最適化するように適合される。

いくつかの実施形態において、距離Ｄｐｆは、中間層などのアンテナ構成のコンポーネント及び／又は距離Ｄｐｇなどの層の厚さを規定することにより、アンテナの組立のときに生成される。

アンテナ構成は窓上に取り付けることが可能であり、次いで、空隙の厚さを変更することにより、距離Ｄｐｆ及び／又は距離Ｄｐｇを適合させることができる。

一実施形態は、第１の態様によるアンテナ構成を組み立てる方法を提供する。組立方法は、
Ａ．第１透明誘電パネル上にパッチネットワークを組み立てるステップと、
Ｂ．第２透明誘電パネル上にフィーディングネットワークを組み立てるステップと、
Ｃ．第１透明誘電パネル及び第２透明誘電パネルをパネル中間層と一緒に組み立てるステップと、
を含む。

いくつかの実施形態において、好ましくは、パネル中間層がガスによって充填された空間であるとき、ステップＡ及びＢを任意の順序で独立して実行することが可能であり、次いで、第１透明誘電パネル及び第２透明誘電パネルは、パネル中間層と一緒に組み立てられる。

いくつかの実施形態において、アンテナ構成のコンポーネントは、取扱いを極小化しつつ組立を最適化するために、一緒に置かれ、ラミネートされる。

一実施形態は、高周波信号の送信及び／又は受信を最適化するための窓の前面における第１の態様によるアンテナ構成の使用を提供する。

Claims (8)

1. － 第１透明誘電パネル（１１）と、
   － 前記第１透明誘電パネルの前面にあり、かつ前記第１透明誘電パネルから少なくとも１つのパネル中間層（２０４、３０２）によって分離された第２透明誘電パネル（１２）と、
   － 少なくとも１つのパッチ中間層（Ｉｐ）によって取り付けられかつ前記第１透明誘電パネルから分離されたパッチネットワーク（Ｐ）と、
   － 少なくとも１つのフィード中間層（Ｉｆ）によって取り付けられかつ前記第２透明誘電パネルから分離されたフィーディングネットワーク（Ｆ）、ただし、前記フィーディングネットワーク（Ｆ）は、前記パッチネットワークと前記フィーディングネットワーク（Ｆ）との間に距離Ｄｐｆを規定する、と、
   － 接地プレーン（Ｇ）と、
   を含むアンテナ構成（１０）であって、
   前記少なくとも１つのパッチ中間層が透明ポリマー中間層であることを特徴とするアンテナ構成。
2. 前記接地プレーンは、前記第２透明誘電パネルに対して少なくとも１つの接地中間層によって分離される請求項１に記載のアンテナ構成。
3. 前記接地プレーンは、前記フィーディングネットワークと前記第２透明誘電パネルの間に配設される請求項１又は２に記載のアンテナ構成。
4. 前記接地プレーンは、前記フィーディングネットワークと前記第１透明誘電パネルの間に配設される請求項１又は２に記載のアンテナ構成。
5. 前記少なくとも１つのパネル中間層は、透明ポリマー中間層である、請求項１～４のいずれか１項に記載のアンテナ構成。
6. 前記少なくとも１つのパネル中間層は、ガスによって充填された空間である、請求項１～４のいずれか１項に記載のアンテナ構成。
7. 前記第１及び／又は第２透明誘電パネルは、ガラスパネルを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナ構成。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のアンテナ構成を組み立てる方法であって、
   Ａ．前記第１透明誘電パネル上に前記パッチネットワークを組み立てるステップと、
   Ｂ．前記第２透明誘電パネル上に前記フィーディングネットワークを組み立てるステップと、
   Ｃ．前記第１透明誘電パネルと前記第２透明誘電パネルをパネル中間層と一緒に組み立てるステップと、
   を含む方法。