JP4021763B2 - マルチビーム信号の受信及び／又は送信用の装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、特に、ワイヤレス伝送の分野において利用可能なマルチビーム信号の受信及び／又は送信用の装置に係る。
【０００２】
特に、家庭環境において利用可能な高スループットワイヤレス伝送用の周知のシステムでは、送信器によって送信された信号は、複数の別個の経路に沿って受信器に到達する。このことは、受信器側において、送信信号のフェードアウト及び歪みを引き起こし易い干渉をもたらし、それにより、送信されるべき情報の損失又は劣化につながる。この欠点を解決するために、一般的に、ホーン、リフレクタ、又はアレイタイプの指向性アンテナが用いられる。これらのアンテナは、送信及び／又は受信側で使用されて、マルチパスに関連する劣化に対処する、又は、劣化を少なくすることが可能となる。特に、指向性アンテナによって与えられる利得に加えて、指向性アンテナは更に、空間フィルタリングによって、一方で、マルチパスの数を少なくし、従って、フェードアウトの数を少なくし、他方で、同じ周波数帯域で動作する他のシステムとの干渉を少なくすることを可能にする。
【０００３】
指向性アンテナは、大きい方位角上の空間カバレッジを可能にしないので、同一出願人により出願された仏国特許出願番号９８ １３８５５は、扇形アンテナの放射パターンによってカバーされるべき物理空間をセグメント化することにより、周波数を再利用することによって、アレイのスペクトル効率を増加することを可能にするコンパクトアンテナを提案している。上述の特許出願に提案されるアンテナは、ビバルディタイプの印刷された放射素子の中心点の周りにあるコプレーナの円形配置からなり、時間が経過するに従い数個の指向性ビームを順次出すことを可能にし、ビームのセットが、３６０°の完全な空間カバレッジを与える。
【０００４】
このタイプのアンテナは、受信装置の良好な動作を得ることを可能にするが、その一方で、例えば、送信器システムが全てのユーザに自らを宣言しなければならない際、又は、幾つかの受信器に対し送信を行わなければならない場合、送信側においても、無指向性の空間カバレッジが得られることが有利である。
【０００５】
従って、本発明は、この必要を満たすことのできる、マルチビーム信号の受信又は送信用の装置を提案することを目的とする。
【０００６】
従って、本発明の主眼は、マルチビーム信号の送信及び／又は受信用の装置である。本発明の装置は、
−方位角上広いセクタが得られるよう配置される、複数の、スロット印刷アンテナのようなタイプの長手方向の放射を有する電波受信及び／又は送信手段からなるセットと、
−受信時に、複数の受信及び／又は送信手段うちの１つを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段とを含む。本発明のマルチビーム信号の受信及び／又は送信用の装置は更に、
−送信時に、複数の受信及び／又は送信手段からなるセットを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段を含むことを特徴とする。
【０００７】
１つの実施例では、送信時に、複数の受信及び／又は送信手段からなるセットを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段は、受信及び／又は送信手段を構成するスロット印刷アンテナのスロットのセットを交差するマイクロストリップライン、又は、コプレーナラインからなり、２つのスロット間のラインの長さは、システムの動作の中心周波数において、ｋλｍ／２と等しく、ラインの１つの端と１つのスロットとの間の長さは、λｍ／４と等しく、ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、εｒｅｆｆ．は、マイクロストリップラインの等価比誘電率）であり、ｋは整数である。２つのスロット間のラインの長さは、印刷アンテナの同相動作が得られるようｋλｍと等しいことが好適である。
【０００８】
この場合、スロット印刷アンテナのスロットとラインとの交差は、システムの動作の中心周波数にて、スロットの閉じられた端からｋ´λｓ／４の距離において行われ、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、ε１ｒｅｆｆ．は、上記スロットの等価比誘電率）であり、ｋ´は奇数の整数であることが好適である。ラインは、その１つの端によって、マルチビーム信号を利用する手段に接続されることが好適である。
【０００９】
本発明の別の実施例によると、ラインの、マルチビーム信号を利用する手段への接続は、２つのスロット間のライン部において、その２つのスロットのうちの１つのスロットからｋλｍ／２の距離において行われる。
【００１０】
本発明の更なる特徴によると、受信時に、複数の受信及び／又は送信手段のうちの１つを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段は、マイクロストリップラインの一部（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、又は、コプレーナラインの一部（４´´ａ、４´´ｂ、４´´ｃ、４´´ｄ）からなり、各一部は、スロット印刷アンテナのうちの１つのスロットを交差し、切替え装置によって、マルチビーム信号を利用する手段に接続される。ラインの各一部と、スロット印刷アンテナのスロットとの交差は、システムの動作の上記中心周波数にて、スロットの閉じられた端からｋ´λｓ／４の距離において行われ、ただし、λｓ／４＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、ε１ｒｅｆｆ．は、スロットの等価比誘電率）であり、ｋ´は奇数の整数であることが好適である。
【００１１】
受信時における接続手段の実施例が、送信時における上述した接続手段の実施例と関連付けられると、送信時において接続手段を構成する伝送ラインと、受信時において接続手段を構成する伝送ラインの一部との間の距離は、システムの動作の中心周波数において、ｋ´´λｓ／２と等しく、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、ε１ｒｅｆｆ．は、スロットの等価比誘電率）であり、ｋ´´は整数である。
【００１２】
１つの好適な実施例によると、各スロット印刷アンテナは、第１の面上にある少なくとも１つの励磁ラインを含み、その少なくとも１つの励磁ラインが、第２の面上にエッチングされるスロットラインと接続された基板により形成される。スロットラインは、基板の縁まで徐々に広がり、アンテナは、ビバルディタイプのアンテナであることが好適である。長手方向の放射を有する電波受信及び／送信手段を構成するアンテナのセットは、３６０°の角度セクタに放射することが可能となるよう、１つの及びコプレーナの点の周りに規則正しく配置される。
【００１３】
本発明の他の特徴及び利点は、様々な実施例の説明を読むことにより明らかとなろう。この説明は、添付図面を参照しながら以下に示す。
【００１４】
図１には、仏国特許出願番号９８ １３８５５に説明されるようなタイプのコンパクトアンテナを概略的に示す。方位角上広いセクタで受信するために、長手方向の放射を有する受信及び／又は送信手段は、中心点２の周りに規則正しい間隔で置かれた４つの、スロットが印刷されたアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄからなる。図１に概略的に示すように、スロットアンテナは、ビバルディタイプのアンテナを構成するよう、中心点２から構造体の端に向けて徐々に広がるスロットライン１´ａ、１´ｂ、１´ｃ、及び、１´ｄを含む。ビバルディアンテナの構造及び性能は、当業者にはよく知られており、特に、Ｓ．プラサッド（S. Prasad）及びＳ．マーパトラ（S. Mahptra）による「IEEE Transactions on Antennas and Propagation」（１９８３年５月、第２巻、ＡＰ−３１、第２号）と、Ａ．ロウジア（A. Louzir）、Ｒ．クレクイン（R. Clequin）、Ｓ．トウティン（S. Toutin）、及び、Ｐ．ゲリン（P. Gelin）による「Study of Discontinuities in open waveguide − application to improvement of radiating source model」（Lest Ura CNRS No. 1329）に説明される。
【００１５】
図１に示すように、４つのビバルディアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び、１ｄは、共通の基板（図示せず）上に互いに対し垂直に位置付けられる。本発明では、且つ、図１に示すように、４つのアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び、１ｄは、マイクロストリップライン３によって互いに接続される。このマイクロストリップラインによって、ライン／スロットトランジションを生成することが可能となる。４つのアンテナは、例えば、１´ｃ−１´ｂ、１´ｂ−１´ａ、又は、１´ａ−１´ｄといった２つのスロット間のマイクロストリップラインの長さが、システムの動作の中心周波数においては、ｋ（λｍ／２）、好適には、ｋλｍと等しくなるよう位置付けられる（ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、λ０は、真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は、マイクロストリップラインの等価比誘電率である）。更に、無指向性モードにおける正確な動作を得るために、マイクロストリップライン３の１つの端は、最近傍のスロット１´ｄからｋ´λｍ／４の距離にあり、ｋ´は、奇数の整数であり、λｍは、上述の関係から与えられる。マイクロストリップラインのもう１つの端は、送信時には、特定の電力増幅器を含む周知のタイプの信号送信手段に接続される。ビバルディアンテナのスロットが、図１に示すようにλｍ又はｋλｍの長さを示すマイクロストリップラインによって給電されると、アンテナの同相動作が得られる。これは、図１に、放射電界を表す矢印Ｅによって示される最適放射パターンを与える。
【００１６】
図１に示す装置の動作の原理を、図２乃至７を参照しながら、より詳細に説明する。
【００１７】
上述したように、ビバルディアンテナへの給電は、マイクロストリップラインとスロットの間のトランジションの使用に依存する。より具体的には、マイクロストリップラインと、直列接続している数個のスロット間のトランジションに依存する。図２には、２つのスロット１１、１２を有するマイクロストリップライン１０のトランジションを示す。図２の場合、マイクロストリップライン１０は、発電機１３によって給電され、スロット１１、１２は、それらの短絡された端部ｃｃがそれぞれ、λｓ２／４の距離、及び、λｓ１／４の距離、より一般的には、λｓ２／４及びλｓ１／４の奇数倍数の距離にあるよう位置付けられる。更に、２つの連続するスロット間の距離は、波長の半分、即ち、ｋλｍ／２の倍数と等しくなるよう選択され、それにより、各トランジションに対し、１８０°内において同一の位相面にあるようにされる。更に、図２に示すように、スロット１２は、マイクロストリップラインの端からλｍ／４又はｋ´λｍ／４（ｋ´は奇数）の距離に位置付けられる。λｓ１／４、λｓ２／４、λｍ１／４、及びλｍ２／４の全ての値は、システムの動作の中心周波数において有効である。ライン／スロットトランジションは、図３に示すような概略等価図を示す。
【００１８】
この等価図は、Ｂ・クノール（B. Knorr）によって最初に提案されたマイクロストリップラインとスロットライン間の単純なトランジションを示す等価図から得られる。図３は、特性インピーダンスＺＳ、及び、スロットラインの４分の１波長スタブ（長さλＳ１／４）に対応する電気長θＳのラインより戻される、値ＸＳの自己インダクティブリアクタンス（スロットラインを終端する短絡回路の端効果に対応する）と並列なスロットライン１１の特性インピーダンスに対応するインピーダンスＺＳから構成される。このアセンブリは、Ｎ：１の変圧率を有するインピーダンストランスに接続される。インピーダンストランスのもう１つのブランチには、特性インピーダンスＺｍと、マイクロストリップラインの４分の１波長スタブ（長さλｍ１／４）に対応する電気長θｍのラインによって戻される、容量性リアクタンスＸｍ（マイクロストリップラインを終端する開回路の端効果に対応する）が直列接続される。特性インピーダンスＺｍ及び電気長θｍ１のマイクロストリップラインは、ｋλｍ／２の長さを有するマイクロストリップラインに対応する。このラインは、第２のスロットラインの４分の１波長スタブ（長さλｓ２／４）とスロットライン１２に対応する等価回路に接続される、１：Ｎの変圧率を有するもう１つのインピーダンストランスに接続される。アセンブリは、エキサイタマイクロストリップラインの先端に位置する発電機１３に接続される。
【００１９】
このようなタイプの回路では、この回路が共振付近で動作すると、即ち、マイクロストリップライン長と、マイクロストリップラインとスロットの端の間の長さが、それぞれ、λｍ／４、及び、λｓ／４に等しい時に動作すると、ラインの等価回路は、短絡回路に変えられ、一方、スロットＸｓの等価回路は、開回路に変えられる。従って、等価回路は、図４に示すような回路となる。ここでは、発電機１３、発電機１３の２つの出力端子上に設けられた抵抗１３１、１３２、抵抗Ｚｓがその上に取り付けられる１／Ｎの比率を有する第１のトランス１３３、及び、その出力端子間にはインピーダンスＺｓが取り付けられる１／Ｎの比率を有する第２のトランス１３５のみが残っている。従って、マイクロストリップライン上にスロットを並列することは、様々なトランジションにより示されるインピーダンスＺ１、Ｚ２等の直列配置と等しいことが明らかであろう。同一のトランジションの場合、各励磁されたスロットには同等の配電がある。この動作モードは、従って、無指向性放射を得られるよう様々なビバルディアンテナを給電することを確実にする。
【００２０】
本発明の装置の動作の原理は、図５に示すような回路に支援されてシミュレートされる。この回路は、▲１▼にて給電されるマイクロストリップライン１０を含む。端からλｍ／４の長さにおいて、マイクロストリップライン１０は、ビバルディタイプのアンテナに属するスロット１２が切り込まれる。このスロットは、アクセス▲３▼を介してアクセスすることが可能である。上述したように、スロット１２の端は、マイクロストリップラインからλｓ／４の距離にある。図５に示すように、スロット１２からλｍ／２の距離に、第２のビバルディアンテナの素子を構成するもう１つのスロット１１が形成される。このスロットは、アクセス▲２▼を介してアクセスすることが可能である。更に、このスロットの端は、マイクロストリップラインからλｓ／４の距離にある。図５に示すポート▲２▼及び▲３▼は、様々なビバルディタイプアンテナにおいて回収されるエネルギーを視覚化することを可能にする。
【００２１】
図６及び図７の曲線に示すように、マイクロストリップライン給電アクセス▲１▼上で送信される信号は、様々なスロットに正しく送信されることが分かる。特に、矢印Ｓ１１によって表される反射係数は、５．２乃至６ＧＨｚの帯域に亘って、−１６ｄＢ以下である。更に、アクセスウェイ▲２▼及び▲３▼への電力の分配は、良好にバランスが取られている。というのは、図６に示すように、２つの上部にある曲線によって表される伝送係数Ｓ２１及びＳ３１は略同じだからである。更に、図７には、アクセスウェイ▲２▼及び▲３▼上で回収される信号の位相を表す。２つのスロット１１及び１２を離している距離λｍ／２に対応するＩＩの位相シフトを、図面から観察することができるであろう。
【００２２】
図８は、図１に示す本発明の装置の変形である。ここでは、マイクロストリップライン３０は、図１とは異なり、その１つの端によって、信号を利用する手段に接続されてはいない。マイクロストリップラインは、例えば、アンテナ１ａとアンテナ１ｂとの間に設けられるマイクロストリップラインセグメント３０´によって接続される。２つのビバルディタイプアンテナ１ａ及び１ｂの位相を合わせるには、本実施例では、ラインセグメント３０´は、１つのアンテナ、即ち、アンテナ１ａからλｍ／２の距離、及び、もう１つのアンテナ、即ち、アンテナ１ｂからλｍの距離にある。当業者には、λｍ／２及びλｍの倍数の値も使用可能であることは明らかである。この場合、４つのビバルディアンテナ１ｃ、１ｂ、１ａ、及び、１ｄを交差するマイクロストリップライン３０の２つの端は、本実施例では、対応するビバルディアンテナ、即ち、アンテナ１ｃ及びアンテナ１ｄからλｍ／４の距離、好適には、ｋ´λｍ／４（ｋ´は奇数）の距離にある。図８に示すような構造体において、図１における構造体に対して説明したタイプの動作と同じタイプの動作が得られる。
【００２３】
受信時に、ビバルディタイプアンテナのうちの１つのアンテナを、マルチビーム信号を利用する手段に接続すること可能にする本発明の更なる特徴を、図９乃至図１５を参照しながら、より詳細に説明する。この特徴は、図９に示すような配置からなり、２つのマイクロストリップラインを、ビバルディアンテナのスロットに同時接続することを可能にする。図９に示すように、ビバルディタイプアンテナのスロット２０は、上述したマイクロストリップラインに対応する第１のマイクロストリップライン２１によって交差され、無指向性モードの動作を可能にする。従って、マイクロストリップライン２１の端は、電力増幅器Ｐａを介して送信器回路２２に接続される。図９に示すように、マイクロストリップライン２１の端は、スロット２０からλｍ／４の距離にある。図９には示さないが、マイクロストリップライン２１は、例えば、図１の実施例に示すように配置される他のビバルディアンテナのスロットも交差する。更に、マイクロストリップライン２１からλｓ／２の距離には、マイクロストリップライン２３の別の部分が、スロット２０を交差する。図９に示すように、マイクロストリップライン２３の一部の端は、その状態に応じてオンオフにされるダイオードといったスイッチ２５を介して、低雑音増幅器ＬＮＡを含む受信器回路２４に接続される。図９に示すように、スロット２０の端は、マイクロストリップライン２３からλｓ／４の距離に位置付けられる。上述の実施例では、λｓ／４及びλｓ／２の距離は、システムの動作の中心周波数では、λｓ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、ただし、λ０は、真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は、スロットの等価的な比誘電率であり、一方、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、ただし、λ０は、真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は、マイクロストリップラインの等価的な比誘電率であるようにされる。ＬＮＡに関連付けられる切替え回路を使用することにより、受信時には、セクタモードで動作することが可能となる。
【００２４】
図３及び図４に示すタイプと同様のタイプの等価電気図を、図９のトポロジに対し得ることが可能である。図９のトポロジは実際、スロットと２つのマイクロストリップライン間の二重のトランジションに対応する。この場合、スロット上にラインを並列することは、様々なトランジションにより示されるインピーダンスの並列配置に等価であることは明らかである。
【００２５】
図９の回路の送信及び受信における動作を、図１０乃至図１３を参照しながら、より詳細に説明する。送信における動作は、図１０に示す構成上でシミュレートされた。送信時では、本発明の装置は、無指向性モードで動作する。この場合、信号は、マイクロストリップライン２１に送られ、一方、マイクロストリップライン２３は、そのポートにおいて、約１ＭΩの高いインピーダンスを示す。図１１に、５から６ＧＨｚの間の周波数に対する伝送係数Ｓ１２、反射係数Ｓ２２、及び、分離係数Ｓ３２の値を示す。
【００２６】
図１１の曲線によって示すように、マイクロストリップライン２１の給電アクセス▲２▼上に送信される信号は、スロット２０に正しく送信されることが分かる。特に、矢印Ｓ２２によって示される反射係数は、非常に小さいままである。というのは、反射係数は、５．２乃至６ＧＨｚの帯域に亘って、−１０ｄＢ以下であるからである。更に、アクセス▲１▼には電力が良好に分配される。というのは、Ｓ１２によって示される伝送係数は、同じ帯域に亘って、−２ｄＢより大きいからである。最後に、アクセス▲３▼には電力の伝達は起こらない。というのは、Ｓ３２によって示される分離は、−２６ｄＢ以下であるからである。
【００２７】
受信における動作、即ち、セクタモードは、図１２及び図１３を参照しながら説明する。この場合、マイクロストリップライン２３は、スイッチ２５を閉成することによって、受信回路に接続され、送信段は、非常に高いインピーダンス、即ち、約１ＭΩのインピーダンスＺ２を、マイクロストリップライン２１へのアクセスに戻す。このタイプの回路では、図１３に示すように、５から６ＧＨｚの間の周波数値に対し、伝送係数Ｓ３１、反射係数Ｓ１１、及び、分離係数Ｓ２１が得られる。
【００２８】
図１３に示す曲線によって示すように、スロット２０のアクセス▲１▼上で受信した信号は、受信アクセスに対応するマイクロストリップライン２３に正しく送信される。特に、矢印Ｓ１１によって示される反射係数は、一方で、非常に小さいままであり、というのは、反射係数は、５．２乃至６ＧＨｚの帯域において、−１０ｄＢ以下だからである。更に、アクセス▲３▼には電力が良好に分配される。というのは、Ｓ３１によって示される伝送係数は、同一の帯域に亘って、−２ｄＢより大きいからである。最後に、アクセス▲２▼には電力の伝達は起こらない。というのは、Ｓ２１によって示される分離は、−２９ｄＢ以下だからである。
【００２９】
図１４及び図１５に、本発明の送信／受信装置の２つの実施例を示す。図１と同様に、送信／受信手段は、中心点の周りに規則正しい間隔で置かれた４つの、スロットが印刷されたアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄから構成される。印刷されたアンテナは、図１と同様に、ビバルディタイプのアンテナである。４つのビバルディアンテナは、互いに対し垂直に配置される。４つのアンテナのスロット１´ａ、１´ｂ、１´ｃ、及び、１´ｄは、無指向性モードでの送信動作を可能にするよう図１と同様に置かれるマイクロストリップライン３によって互いに接続される。更に、各スロット１´ａ、１´ｂ、１´ｃ、及び、１´ｄは、上述したように、セクタモードでの動作を得られるよう、スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃ、及び、５ｄによって受信回路に接続されるマイクロストリップラインの一部４ａ、４ｂ、４ｃ、及び、４ｄによって交差される。マイクロストリップライン３、４ａ、４ｂ、４ｃ、及び、４ｄの寸法及び位置は、上述に対応する。
【００３０】
図１５に示す実施例は、図１４の実施例と略同一である。容量がかさ張る理由から、スロット１´´ａ、１´´ｂ、１´´ｃ、及び、１´´ｄの端は、マイクロストリップライン４´ａ、４´ｂ、４´ｃ、及び、４´ｄと同様に、内側に曲げられている。
【００３１】
図１６に、図１４及び図１５に示す実施例と同一のタイプの装置の別の実施例を示すが、マイクロストリップラインに対応する給電ラインは、２つのスロット１１、１２と、メタライゼーションｍを示すコプレーナラインから構成される。この場合、ビバルディを形成するスロットライン１ａ、１ｂ、１ｃ、及び、１ｄは、メタライゼーションｍによって離される。同様に、ライン部も、図１４及び１５の実施例と同様に、スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃ、及び、５ｄによって接続されるコプレーナライン部４´´ａ、４´´ｂ、４´´ｃ、及び、４´´ｄから構成される。当業者は、上述の構造体の任意の混合体を思いつくであろう。例えば、
−無指向性モード：マイクロストリップライン／セクタモード：マイクロストリップライン
−無指向性モード：コプレーナライン／セクタモード：マイクロストリップライン
−無指向性モード：マイクロストリップライン／セクタモード：コプレーナライン
−無指向性モード：コプレーナライン／セクタモード：コプレーナライン
当業者には、上述した実施例は、本発明の請求の範囲から逸脱することなく、変更され得ることが明らかであり、特に、ビバルディアンテナの数、構造物のフィードのタイプ、又はスイッチのタイプが変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例による装置を示す概略図である。
【図２】 図１の装置の動作を説明することを可能にするライン／スロットトランジションを示す概略図である。
【図３】 図２に示すトランジションの等価電気図を表す図である。
【図４】 共振状態となるよう長さが合わせられたときの図２に示すトランジションの等価電気図を表す図である。
【図５】 図１の装置の動作をシミュレートするために使用されるライン／スロットトランジションの回路を示す図である。
【図６】 無指向性モードの励磁における周波数の関数としての様々なアクセスポイントにおける信号のレベルを示す図である。
【図７】 無指向性モードの励磁における２つのスロットポートにおける信号の位相を示す図である。
【図８】 本発明の第２の実施例による装置を示す概略図である。
【図９】 図１及び図９に示す装置を、無指向性モード及びセクタモードで動作させることを可能にするスロット／２ライントランジションを示す概略図である。
【図１０】 送信における無指向性モードで動作する場合の図９の回路トポロジを示す概略図である。
【図１１】 無指向性モードのときの様々なアクセスポイントにおける信号のレベルを、周波数の関数として示す曲線である。
【図１２】 受信におけるセクタモードで動作する場合の図１０と等価のトポロジを示す概略図である。
【図１３】 受信におけるセクタモードで動作する場合の図１１と等価の、様々なアクセスポイントにおける信号のレベルを、周波数の関数として示す曲線である。
【図１４】 本発明の第３の実施例による装置を示す概略図である。
【図１５】 本発明の第４の実施例による装置を示す概略図である。
【図１６】 本発明の第５の実施例を示す平面図である。
本発明は、特に、ワイヤレス伝送の分野において利用可能なマルチビーム信号の受信及び／又は送信用の装置に係る。
【０００２】
特に、家庭環境において利用可能な高スループットワイヤレス伝送用の周知のシステムでは、送信器によって送信された信号は、複数の別個の経路に沿って受信器に到達する。このことは、受信器側において、送信信号のフェードアウト及び歪みを引き起こし易い干渉をもたらし、それにより、送信されるべき情報の損失又は劣化につながる。この欠点を解決するために、一般的に、ホーン、リフレクタ、又はアレイタイプの指向性アンテナが用いられる。これらのアンテナは、送信及び／又は受信側で使用されて、マルチパスに関連する劣化に対処する、又は、劣化を少なくすることが可能となる。特に、指向性アンテナによって与えられる利得に加えて、指向性アンテナは更に、空間フィルタリングによって、一方で、マルチパスの数を少なくし、従って、フェードアウトの数を少なくし、他方で、同じ周波数帯域で動作する他のシステムとの干渉を少なくすることを可能にする。
【０００３】
指向性アンテナは、大きい方位角上の空間カバレッジを可能にしないので、同一出願人により出願された仏国特許出願番号９８ １３８５５は、扇形アンテナの放射パターンによってカバーされるべき物理空間をセグメント化することにより、周波数を再利用することによって、アレイのスペクトル効率を増加することを可能にするコンパクトアンテナを提案している。上述の特許出願に提案されるアンテナは、ビバルディタイプの印刷された放射素子の中心点の周りにあるコプレーナの円形配置からなり、時間が経過するに従い数個の指向性ビームを順次出すことを可能にし、ビームのセットが、３６０°の完全な空間カバレッジを与える。
【０００４】
このタイプのアンテナは、受信装置の良好な動作を得ることを可能にするが、その一方で、例えば、送信器システムが全てのユーザに自らを宣言しなければならない際、又は、幾つかの受信器に対し送信を行わなければならない場合、送信側においても、無指向性の空間カバレッジが得られることが有利である。
【０００５】
従って、本発明は、この必要を満たすことのできる、マルチビーム信号の受信又は送信用の装置を提案することを目的とする。
【０００６】
従って、本発明の主眼は、マルチビーム信号の送信及び／又は受信用の装置である。本発明の装置は、
−方位角上広いセクタが得られるよう配置される、複数の、スロット印刷アンテナのようなタイプの長手方向の放射を有する電波受信及び／又は送信手段からなるセットと、
−受信時に、複数の受信及び／又は送信手段うちの１つを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段とを含む。本発明のマルチビーム信号の受信及び／又は送信用の装置は更に、
−送信時に、複数の受信及び／又は送信手段からなるセットを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段を含むことを特徴とする。
【０００７】
１つの実施例では、送信時に、複数の受信及び／又は送信手段からなるセットを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段は、受信及び／又は送信手段を構成するスロット印刷アンテナのスロットのセットを交差するマイクロストリップライン、又は、コプレーナラインからなり、２つのスロット間のラインの長さは、システムの動作の中心周波数において、ｋλｍ／２と等しく、ラインの１つの端と１つのスロットとの間の長さは、λｍ／４と等しく、ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、εｒｅｆｆ．は、マイクロストリップラインの等価比誘電率）であり、ｋは整数である。２つのスロット間のラインの長さは、印刷アンテナの同相動作が得られるようｋλｍと等しいことが好適である。
【０００８】
この場合、スロット印刷アンテナのスロットとラインとの交差は、システムの動作の中心周波数にて、スロットの閉じられた端からｋ´λｓ／４の距離において行われ、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、ε１ｒｅｆｆ．は、上記スロットの等価比誘電率）であり、ｋ´は奇数の整数であることが好適である。ラインは、その１つの端によって、マルチビーム信号を利用する手段に接続されることが好適である。
【０００９】
本発明の別の実施例によると、ラインの、マルチビーム信号を利用する手段への接続は、２つのスロット間のライン部において、その２つのスロットのうちの１つのスロットからｋλｍ／２の距離において行われる。
【００１０】
本発明の更なる特徴によると、受信時に、複数の受信及び／又は送信手段のうちの１つを、マルチビーム信号を利用する手段に接続可能にする手段は、マイクロストリップラインの一部（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、又は、コプレーナラインの一部（４´´ａ、４´´ｂ、４´´ｃ、４´´ｄ）からなり、各一部は、スロット印刷アンテナのうちの１つのスロットを交差し、切替え装置によって、マルチビーム信号を利用する手段に接続される。ラインの各一部と、スロット印刷アンテナのスロットとの交差は、システムの動作の上記中心周波数にて、スロットの閉じられた端からｋ´λｓ／４の距離において行われ、ただし、λｓ／４＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、ε１ｒｅｆｆ．は、スロットの等価比誘電率）であり、ｋ´は奇数の整数であることが好適である。
【００１１】
受信時における接続手段の実施例が、送信時における上述した接続手段の実施例と関連付けられると、送信時において接続手段を構成する伝送ラインと、受信時において接続手段を構成する伝送ラインの一部との間の距離は、システムの動作の中心周波数において、ｋ´´λｓ／２と等しく、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．（λ０は、真空における波長、ε１ｒｅｆｆ．は、スロットの等価比誘電率）であり、ｋ´´は整数である。
【００１２】
１つの好適な実施例によると、各スロット印刷アンテナは、第１の面上にある少なくとも１つの励磁ラインを含み、その少なくとも１つの励磁ラインが、第２の面上にエッチングされるスロットラインと接続された基板により形成される。スロットラインは、基板の縁まで徐々に広がり、アンテナは、ビバルディタイプのアンテナであることが好適である。長手方向の放射を有する電波受信及び／送信手段を構成するアンテナのセットは、３６０°の角度セクタに放射することが可能となるよう、１つの及びコプレーナの点の周りに規則正しく配置される。
【００１３】
本発明の他の特徴及び利点は、様々な実施例の説明を読むことにより明らかとなろう。この説明は、添付図面を参照しながら以下に示す。
【００１４】
図１には、仏国特許出願番号９８ １３８５５に説明されるようなタイプのコンパクトアンテナを概略的に示す。方位角上広いセクタで受信するために、長手方向の放射を有する受信及び／又は送信手段は、中心点２の周りに規則正しい間隔で置かれた４つの、スロットが印刷されたアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄからなる。図１に概略的に示すように、スロットアンテナは、ビバルディタイプのアンテナを構成するよう、中心点２から構造体の端に向けて徐々に広がるスロットライン１´ａ、１´ｂ、１´ｃ、及び、１´ｄを含む。ビバルディアンテナの構造及び性能は、当業者にはよく知られており、特に、Ｓ．プラサッド（S. Prasad）及びＳ．マーパトラ（S. Mahptra）による「IEEE Transactions on Antennas and Propagation」（１９８３年５月、第２巻、ＡＰ−３１、第２号）と、Ａ．ロウジア（A. Louzir）、Ｒ．クレクイン（R. Clequin）、Ｓ．トウティン（S. Toutin）、及び、Ｐ．ゲリン（P. Gelin）による「Study of Discontinuities in open waveguide − application to improvement of radiating source model」（Lest Ura CNRS No. 1329）に説明される。
【００１５】
図１に示すように、４つのビバルディアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び、１ｄは、共通の基板（図示せず）上に互いに対し垂直に位置付けられる。本発明では、且つ、図１に示すように、４つのアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び、１ｄは、マイクロストリップライン３によって互いに接続される。このマイクロストリップラインによって、ライン／スロットトランジションを生成することが可能となる。４つのアンテナは、例えば、１´ｃ−１´ｂ、１´ｂ−１´ａ、又は、１´ａ−１´ｄといった２つのスロット間のマイクロストリップラインの長さが、システムの動作の中心周波数においては、ｋ（λｍ／２）、好適には、ｋλｍと等しくなるよう位置付けられる（ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、λ０は、真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は、マイクロストリップラインの等価比誘電率である）。更に、無指向性モードにおける正確な動作を得るために、マイクロストリップライン３の１つの端は、最近傍のスロット１´ｄからｋ´λｍ／４の距離にあり、ｋ´は、奇数の整数であり、λｍは、上述の関係から与えられる。マイクロストリップラインのもう１つの端は、送信時には、特定の電力増幅器を含む周知のタイプの信号送信手段に接続される。ビバルディアンテナのスロットが、図１に示すようにλｍ又はｋλｍの長さを示すマイクロストリップラインによって給電されると、アンテナの同相動作が得られる。これは、図１に、放射電界を表す矢印Ｅによって示される最適放射パターンを与える。
【００１６】
図１に示す装置の動作の原理を、図２乃至７を参照しながら、より詳細に説明する。
【００１７】
上述したように、ビバルディアンテナへの給電は、マイクロストリップラインとスロットの間のトランジションの使用に依存する。より具体的には、マイクロストリップラインと、直列接続している数個のスロット間のトランジションに依存する。図２には、２つのスロット１１、１２を有するマイクロストリップライン１０のトランジションを示す。図２の場合、マイクロストリップライン１０は、発電機１３によって給電され、スロット１１、１２は、それらの短絡された端部ｃｃがそれぞれ、λｓ２／４の距離、及び、λｓ１／４の距離、より一般的には、λｓ２／４及びλｓ１／４の奇数倍数の距離にあるよう位置付けられる。更に、２つの連続するスロット間の距離は、波長の半分、即ち、ｋλｍ／２の倍数と等しくなるよう選択され、それにより、各トランジションに対し、１８０°内において同一の位相面にあるようにされる。更に、図２に示すように、スロット１２は、マイクロストリップラインの端からλｍ／４又はｋ´λｍ／４（ｋ´は奇数）の距離に位置付けられる。λｓ１／４、λｓ２／４、λｍ１／４、及びλｍ２／４の全ての値は、システムの動作の中心周波数において有効である。ライン／スロットトランジションは、図３に示すような概略等価図を示す。
【００１８】
この等価図は、Ｂ・クノール（B. Knorr）によって最初に提案されたマイクロストリップラインとスロットライン間の単純なトランジションを示す等価図から得られる。図３は、特性インピーダンスＺＳ、及び、スロットラインの４分の１波長スタブ（長さλＳ１／４）に対応する電気長θＳのラインより戻される、値ＸＳの自己インダクティブリアクタンス（スロットラインを終端する短絡回路の端効果に対応する）と並列なスロットライン１１の特性インピーダンスに対応するインピーダンスＺＳから構成される。このアセンブリは、Ｎ：１の変圧率を有するインピーダンストランスに接続される。インピーダンストランスのもう１つのブランチには、特性インピーダンスＺｍと、マイクロストリップラインの４分の１波長スタブ（長さλｍ１／４）に対応する電気長θｍのラインによって戻される、容量性リアクタンスＸｍ（マイクロストリップラインを終端する開回路の端効果に対応する）が直列接続される。特性インピーダンスＺｍ及び電気長θｍ１のマイクロストリップラインは、ｋλｍ／２の長さを有するマイクロストリップラインに対応する。このラインは、第２のスロットラインの４分の１波長スタブ（長さλｓ２／４）とスロットライン１２に対応する等価回路に接続される、１：Ｎの変圧率を有するもう１つのインピーダンストランスに接続される。アセンブリは、エキサイタマイクロストリップラインの先端に位置する発電機１３に接続される。
【００１９】
このようなタイプの回路では、この回路が共振付近で動作すると、即ち、マイクロストリップライン長と、マイクロストリップラインとスロットの端の間の長さが、それぞれ、λｍ／４、及び、λｓ／４に等しい時に動作すると、ラインの等価回路は、短絡回路に変えられ、一方、スロットＸｓの等価回路は、開回路に変えられる。従って、等価回路は、図４に示すような回路となる。ここでは、発電機１３、発電機１３の２つの出力端子上に設けられた抵抗１３１、１３２、抵抗Ｚｓがその上に取り付けられる１／Ｎの比率を有する第１のトランス１３３、及び、その出力端子間にはインピーダンスＺｓが取り付けられる１／Ｎの比率を有する第２のトランス１３５のみが残っている。従って、マイクロストリップライン上にスロットを並列することは、様々なトランジションにより示されるインピーダンスＺ１、Ｚ２等の直列配置と等しいことが明らかであろう。同一のトランジションの場合、各励磁されたスロットには同等の配電がある。この動作モードは、従って、無指向性放射を得られるよう様々なビバルディアンテナを給電することを確実にする。
【００２０】
本発明の装置の動作の原理は、図５に示すような回路に支援されてシミュレートされる。この回路は、▲１▼にて給電されるマイクロストリップライン１０を含む。端からλｍ／４の長さにおいて、マイクロストリップライン１０は、ビバルディタイプのアンテナに属するスロット１２が切り込まれる。このスロットは、アクセス▲３▼を介してアクセスすることが可能である。上述したように、スロット１２の端は、マイクロストリップラインからλｓ／４の距離にある。図５に示すように、スロット１２からλｍ／２の距離に、第２のビバルディアンテナの素子を構成するもう１つのスロット１１が形成される。このスロットは、アクセス▲２▼を介してアクセスすることが可能である。更に、このスロットの端は、マイクロストリップラインからλｓ／４の距離にある。図５に示すポート▲２▼及び▲３▼は、様々なビバルディタイプアンテナにおいて回収されるエネルギーを視覚化することを可能にする。
【００２１】
図６及び図７の曲線に示すように、マイクロストリップライン給電アクセス▲１▼上で送信される信号は、様々なスロットに正しく送信されることが分かる。特に、矢印Ｓ１１によって表される反射係数は、５．２乃至６ＧＨｚの帯域に亘って、−１６ｄＢ以下である。更に、アクセスウェイ▲２▼及び▲３▼への電力の分配は、良好にバランスが取られている。というのは、図６に示すように、２つの上部にある曲線によって表される伝送係数Ｓ２１及びＳ３１は略同じだからである。更に、図７には、アクセスウェイ▲２▼及び▲３▼上で回収される信号の位相を表す。２つのスロット１１及び１２を離している距離λｍ／２に対応するＩＩの位相シフトを、図面から観察することができるであろう。
【００２２】
図８は、図１に示す本発明の装置の変形である。ここでは、マイクロストリップライン３０は、図１とは異なり、その１つの端によって、信号を利用する手段に接続されてはいない。マイクロストリップラインは、例えば、アンテナ１ａとアンテナ１ｂとの間に設けられるマイクロストリップラインセグメント３０´によって接続される。２つのビバルディタイプアンテナ１ａ及び１ｂの位相を合わせるには、本実施例では、ラインセグメント３０´は、１つのアンテナ、即ち、アンテナ１ａからλｍ／２の距離、及び、もう１つのアンテナ、即ち、アンテナ１ｂからλｍの距離にある。当業者には、λｍ／２及びλｍの倍数の値も使用可能であることは明らかである。この場合、４つのビバルディアンテナ１ｃ、１ｂ、１ａ、及び、１ｄを交差するマイクロストリップライン３０の２つの端は、本実施例では、対応するビバルディアンテナ、即ち、アンテナ１ｃ及びアンテナ１ｄからλｍ／４の距離、好適には、ｋ´λｍ／４（ｋ´は奇数）の距離にある。図８に示すような構造体において、図１における構造体に対して説明したタイプの動作と同じタイプの動作が得られる。
【００２３】
受信時に、ビバルディタイプアンテナのうちの１つのアンテナを、マルチビーム信号を利用する手段に接続すること可能にする本発明の更なる特徴を、図９乃至図１５を参照しながら、より詳細に説明する。この特徴は、図９に示すような配置からなり、２つのマイクロストリップラインを、ビバルディアンテナのスロットに同時接続することを可能にする。図９に示すように、ビバルディタイプアンテナのスロット２０は、上述したマイクロストリップラインに対応する第１のマイクロストリップライン２１によって交差され、無指向性モードの動作を可能にする。従って、マイクロストリップライン２１の端は、電力増幅器Ｐａを介して送信器回路２２に接続される。図９に示すように、マイクロストリップライン２１の端は、スロット２０からλｍ／４の距離にある。図９には示さないが、マイクロストリップライン２１は、例えば、図１の実施例に示すように配置される他のビバルディアンテナのスロットも交差する。更に、マイクロストリップライン２１からλｓ／２の距離には、マイクロストリップライン２３の別の部分が、スロット２０を交差する。図９に示すように、マイクロストリップライン２３の一部の端は、その状態に応じてオンオフにされるダイオードといったスイッチ２５を介して、低雑音増幅器ＬＮＡを含む受信器回路２４に接続される。図９に示すように、スロット２０の端は、マイクロストリップライン２３からλｓ／４の距離に位置付けられる。上述の実施例では、λｓ／４及びλｓ／２の距離は、システムの動作の中心周波数では、λｓ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、ただし、λ０は、真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は、スロットの等価的な比誘電率であり、一方、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、ただし、λ０は、真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は、マイクロストリップラインの等価的な比誘電率であるようにされる。ＬＮＡに関連付けられる切替え回路を使用することにより、受信時には、セクタモードで動作することが可能となる。
【００２４】
図３及び図４に示すタイプと同様のタイプの等価電気図を、図９のトポロジに対し得ることが可能である。図９のトポロジは実際、スロットと２つのマイクロストリップライン間の二重のトランジションに対応する。この場合、スロット上にラインを並列することは、様々なトランジションにより示されるインピーダンスの並列配置に等価であることは明らかである。
【００２５】
図９の回路の送信及び受信における動作を、図１０乃至図１３を参照しながら、より詳細に説明する。送信における動作は、図１０に示す構成上でシミュレートされた。送信時では、本発明の装置は、無指向性モードで動作する。この場合、信号は、マイクロストリップライン２１に送られ、一方、マイクロストリップライン２３は、そのポートにおいて、約１ＭΩの高いインピーダンスを示す。図１１に、５から６ＧＨｚの間の周波数に対する伝送係数Ｓ１２、反射係数Ｓ２２、及び、分離係数Ｓ３２の値を示す。
【００２６】
図１１の曲線によって示すように、マイクロストリップライン２１の給電アクセス▲２▼上に送信される信号は、スロット２０に正しく送信されることが分かる。特に、矢印Ｓ２２によって示される反射係数は、非常に小さいままである。というのは、反射係数は、５．２乃至６ＧＨｚの帯域に亘って、−１０ｄＢ以下であるからである。更に、アクセス▲１▼には電力が良好に分配される。というのは、Ｓ１２によって示される伝送係数は、同じ帯域に亘って、−２ｄＢより大きいからである。最後に、アクセス▲３▼には電力の伝達は起こらない。というのは、Ｓ３２によって示される分離は、−２６ｄＢ以下であるからである。
【００２７】
受信における動作、即ち、セクタモードは、図１２及び図１３を参照しながら説明する。この場合、マイクロストリップライン２３は、スイッチ２５を閉成することによって、受信回路に接続され、送信段は、非常に高いインピーダンス、即ち、約１ＭΩのインピーダンスＺ２を、マイクロストリップライン２１へのアクセスに戻す。このタイプの回路では、図１３に示すように、５から６ＧＨｚの間の周波数値に対し、伝送係数Ｓ３１、反射係数Ｓ１１、及び、分離係数Ｓ２１が得られる。
【００２８】
図１３に示す曲線によって示すように、スロット２０のアクセス▲１▼上で受信した信号は、受信アクセスに対応するマイクロストリップライン２３に正しく送信される。特に、矢印Ｓ１１によって示される反射係数は、一方で、非常に小さいままであり、というのは、反射係数は、５．２乃至６ＧＨｚの帯域において、−１０ｄＢ以下だからである。更に、アクセス▲３▼には電力が良好に分配される。というのは、Ｓ３１によって示される伝送係数は、同一の帯域に亘って、−２ｄＢより大きいからである。最後に、アクセス▲２▼には電力の伝達は起こらない。というのは、Ｓ２１によって示される分離は、−２９ｄＢ以下だからである。
【００２９】
図１４及び図１５に、本発明の送信／受信装置の２つの実施例を示す。図１と同様に、送信／受信手段は、中心点の周りに規則正しい間隔で置かれた４つの、スロットが印刷されたアンテナ１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄから構成される。印刷されたアンテナは、図１と同様に、ビバルディタイプのアンテナである。４つのビバルディアンテナは、互いに対し垂直に配置される。４つのアンテナのスロット１´ａ、１´ｂ、１´ｃ、及び、１´ｄは、無指向性モードでの送信動作を可能にするよう図１と同様に置かれるマイクロストリップライン３によって互いに接続される。更に、各スロット１´ａ、１´ｂ、１´ｃ、及び、１´ｄは、上述したように、セクタモードでの動作を得られるよう、スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃ、及び、５ｄによって受信回路に接続されるマイクロストリップラインの一部４ａ、４ｂ、４ｃ、及び、４ｄによって交差される。マイクロストリップライン３、４ａ、４ｂ、４ｃ、及び、４ｄの寸法及び位置は、上述に対応する。
【００３０】
図１５に示す実施例は、図１４の実施例と略同一である。容量がかさ張る理由から、スロット１´´ａ、１´´ｂ、１´´ｃ、及び、１´´ｄの端は、マイクロストリップライン４´ａ、４´ｂ、４´ｃ、及び、４´ｄと同様に、内側に曲げられている。
【００３１】
図１６に、図１４及び図１５に示す実施例と同一のタイプの装置の別の実施例を示すが、マイクロストリップラインに対応する給電ラインは、２つのスロット１１、１２と、メタライゼーションｍを示すコプレーナラインから構成される。この場合、ビバルディを形成するスロットライン１ａ、１ｂ、１ｃ、及び、１ｄは、メタライゼーションｍによって離される。同様に、ライン部も、図１４及び１５の実施例と同様に、スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃ、及び、５ｄによって接続されるコプレーナライン部４´´ａ、４´´ｂ、４´´ｃ、及び、４´´ｄから構成される。当業者は、上述の構造体の任意の混合体を思いつくであろう。例えば、
−無指向性モード：マイクロストリップライン／セクタモード：マイクロストリップライン
−無指向性モード：コプレーナライン／セクタモード：マイクロストリップライン
−無指向性モード：マイクロストリップライン／セクタモード：コプレーナライン
−無指向性モード：コプレーナライン／セクタモード：コプレーナライン
当業者には、上述した実施例は、本発明の請求の範囲から逸脱することなく、変更され得ることが明らかであり、特に、ビバルディアンテナの数、構造物のフィードのタイプ、又はスイッチのタイプが変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例による装置を示す概略図である。
【図２】 図１の装置の動作を説明することを可能にするライン／スロットトランジションを示す概略図である。
【図３】 図２に示すトランジションの等価電気図を表す図である。
【図４】 共振状態となるよう長さが合わせられたときの図２に示すトランジションの等価電気図を表す図である。
【図５】 図１の装置の動作をシミュレートするために使用されるライン／スロットトランジションの回路を示す図である。
【図６】 無指向性モードの励磁における周波数の関数としての様々なアクセスポイントにおける信号のレベルを示す図である。
【図７】 無指向性モードの励磁における２つのスロットポートにおける信号の位相を示す図である。
【図８】 本発明の第２の実施例による装置を示す概略図である。
【図９】 図１及び図９に示す装置を、無指向性モード及びセクタモードで動作させることを可能にするスロット／２ライントランジションを示す概略図である。
【図１０】 送信における無指向性モードで動作する場合の図９の回路トポロジを示す概略図である。
【図１１】 無指向性モードのときの様々なアクセスポイントにおける信号のレベルを、周波数の関数として示す曲線である。
【図１２】 受信におけるセクタモードで動作する場合の図１０と等価のトポロジを示す概略図である。
【図１３】 受信におけるセクタモードで動作する場合の図１１と等価の、様々なアクセスポイントにおける信号のレベルを、周波数の関数として示す曲線である。
【図１４】 本発明の第３の実施例による装置を示す概略図である。
【図１５】 本発明の第４の実施例による装置を示す概略図である。
【図１６】 本発明の第５の実施例を示す平面図である。
Claims (8)
- マルチビーム信号の受信及び／又は送信用の装置であって、同一基板に、
３６０°の角度セクタに放射することが可能なように、単一且つコプレーナの点の周りに配置された複数のスロット印刷アンテナと、
第１の給電ラインの部分群であり、各部分が前記複数のスロットアンテナの１つと交差し、且つマルチビーム信号をセクタモードで受信する手段に接続される、第１の給電ラインの部分群と、
前記複数のスロットアンテナの全てと交差し、且つ前記複数のスロットアンテナの全てからマルチビーム信号を送信する手段に接続される第２の給電ラインと、
を有する装置。 - 前記複数のスロットアンテナの全てと交差する前記第２の給電ラインはマイクロストリップライン、又は、コプレーナラインからなり、
２つのスロット間の該給電ラインの長さは、システム動作の中心周波数において、ｋλｍ／２と等しく、
該給電ラインの１つの端と１つのスロットとの間の長さは、λｍ／４と等しく、ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、λ０は真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は該給電ラインの等価比誘電率であり、ｋは正の整数である、請求項１記載の装置。 - ２つのスロット間の前記第２の給電ラインの長さは、ｋλｍと等しく、ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、λ０は真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は該給電ラインの等価比誘電率であり、ｋは正の整数である、請求項２記載の装置。
- 前記スロット印刷アンテナの前記スロットと前記第２の給電ラインとの交差は、システム動作の前記中心周波数にて、前記スロットの閉じられた端からｋ´λｓ／４の距離において行われ、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．であり、λ０は真空における波長であり、ε１ｒｅｆｆ．は前記スロットの等価比誘電率であり、ｋ´は奇数の整数である、請求項２記載の装置。
- 前記第２の給電ラインの、前記マルチビーム信号を送信する手段への接続は、２つのスロット間のライン部において、該２つのスロットのうちの１つのスロットからｋλｍ／２の距離において行われ、ただし、λｍ＝λ０／√εｒｅｆｆ．であり、λ０は真空における波長であり、εｒｅｆｆ．は該給電ラインの等価比誘電率であり、ｋは正の整数である、請求項２記載の装置。
- スロットアンテナと交差する前記第１の給電ラインの部分はマイクロストリップラインの一部、又は、コプレーナラインの一部からなり、
各部分は、前記スロット印刷アンテナのうちの１つのスロット印刷アンテナのスロットと交差し、切替え装置によって、前記マルチビーム信号を受信する手段に接続される、請求項１記載の装置。 - 前記第１の給電ラインの各部分と、前記スロット印刷アンテナの前記スロットとの交差は、システム動作の中心周波数にて、該スロットの閉じられた端からｋ´λｓ／４の距離において行われ、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆ．であり、λ０は真空における波長であり、ε１ｒｅｆｆ．は前記スロットの等価比誘電率であり、ｋ´は奇数の整数である、請求項６記載の装置。
- 前記第２の給電ラインと、前記第１の給電ラインの各部分との間の距離は、システム動作の中心周波数において、ｋ´´λｓ／２と等しく、ただし、λｓ＝λ０／√ε１ｒｅｆｆであり、λ０は真空における波長であり、ε１ｒｅｆｆ．は前記スロットの等価比誘電率であり、ｋ´´は正の整数である、請求項１記載の装置。
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