JP6431527B2 - 改良されたアンテナ配置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレスノードと、ワイヤレスノードを動作させる方法とに関する。

ワイヤレス通信は、発達した世界において非常に広く使用されている。例えば、携帯電話は、実際上遍在しており、一般に常時ユーザに持ち運ばれている。こうした電話は、従来、電話をかけたり受けたりすることやショートメッセージ（ＳＭＳ）を送信したり受信したりすることに使用されている。より進化した現代の電話は、しばしばスマートフォンと呼ばれ、電子メールの送信及び受信並びにインターネットなどの広域ネットワークへのアクセスなどの進化したデータサービスをさらに提供している。ワイヤレステクノロジーにおける進化は、元来のアナログサービスからＧＳＭ（登録商標）及び３Ｇを経て新たに出現している４Ｇ及び関連標準へと、ワイヤレス標準の使用の進歩をもたらしている。こうした標準は、これまで以上に能力のある手持ち型デバイスの開発につながっている。

ハンドセットに求められているテクノロジーの進化に関連して、モバイルフォンの使用の増加と現在一般に使用されているさらにデータ集中的なサービスとが、ワイヤレスサービスを提供するインフラストラクチャへの負荷の増加につながっている。モバイルフォンワイヤレスネットワークは、通常、１又は複数のセルをカバーする一組のワイヤレス基地局として構成されており、このワイヤレス基地局は、有線の基幹電気通信サービスに接続されている。ワイヤレスネットワークへの需要が増えれば増えるほど、基地局はより小さいセルを備えて共により近接して置かれる。特に、ユーザ密度が高いと考えられる都市エリアにおいて、基地局が有線の基幹電気通信サービスへの有線接続を有さなければならないことを前提として、基地局の配置は重大な技術的問題になっている。ワイヤレスネットワーク提供の観点から望まれるであろう正確な場所に基地局を物理的に配置することが常に可能なわけではない。

したがって、本発明の一目的は既知の技術を向上させることである。

本発明の第１の態様によれば、ＲＦモデムと、上記ＲＦモデムに接続され、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードのレイヤを含むＲＦスイッチアレイと、上記導電性材料のレイヤに存在する導波管を介して上記ＲＦスイッチアレイの回路ボードに接続される複数のアンテナであって、該アンテナの第１のサブセットが第１の水平面において配置され、上記アンテナの第２のサブセットが上記第１の水平面の下に第２の水平面において配置される、アンテナと、を含むワイヤレスノードが提供される。

本発明の第２の態様によれば、ワイヤレスノードを動作させる方法が提供され、上記ワイヤレスノードは、ＲＦモデムと、上記ＲＦモデムに接続され、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードのレイヤを含むＲＦスイッチアレイと、上記導電性材料のレイヤに存在する導波管を介して上記ＲＦスイッチアレイの回路ボードに接続される複数のアンテナであり、該アンテナの第１のサブセットが第１の水平面において配置され、上記アンテナの第２のサブセットが上記第１の水平面の下に第２の水平面において配置される、アンテナと、を含み、当該方法は、上記ＲＦモデムにおいて無線信号を生成するステップと、上記の生成された無線信号を上記ＲＦスイッチアレイに伝達するステップと、上記生成された無線信号を送信するためのアンテナを選択するステップと、上記生成された無線信号を上記の選択されたアンテナから送信するステップと、を含む。

本発明によって、小型であり構築するのが容易であるワイヤレスノードを提供することが可能であり、このワイヤレスノードは、例えば、基地局に関連して、基地局が有線の電気通信ネットワークに直接接続されることを必要としない有線基幹へのルートを提供するのに使用することができる。２つの異なる水平面における、一方が他方の上にあるアンテナの提供は、地面から反射される信号からの破壊的な干渉の見込みを大いに低減させるように送信ノードと受信ノードとにおいてアンテナを選択することができることを意味する。アンテナの２つのサブセット間の水平高さにおける差が、地面により反射された信号からの破壊的な干渉のリスクを大いに低減させるのに十分なアンテナの選択肢を提供する。

二重の、垂直に積み重ねられたアンテナ構成を作成する主な理由は、垂直マルチパスの効果を管理するのに役立てるためである。より一般的に考えらえる水平面の均等物と同様に、種々の時間に到着する無線信号は、破壊的な／建設的な干渉パターンをもたらすことになる。水平面の例において、受信アンテナは、低い信号レベルの空間からより高い信号レベルの空間に移動するために１／４波長と１／２波長との間の距離だけ移動しなければならず、このことは、アンテナが水平面において容易に移動される場合、行うのが比較的容易である。物理的に固定された指向性アンテナシステムを稼働するとき、最も問題となるマルチパスの影響は、代替的な信号経路を選択することでこの問題に対処するため、水平面においてほとんどない。垂直マルチパス（例えば、広い平らな道又は同様の表面から反射される信号における）は、垂直に分離されたアンテナ間で切り換えることによって対処される。

ワイヤレスノードは、ノードごとに複数のアンテナを使用して他のノードとの複数の任意の通信リンクを形成する。これら経路の事前決定はなく、システムは自己組織化する。複数の独立したアンテナ要素間における切り換えが、フェーズドアレイビーム形成ではなく、指向性を提供するのに使用される。空間ドメインフィルタリングが、分極よりむしろ、セクターに区切られたアンテナ切り換えの使用によって達成される。ワイヤレスノードの設計は、物理的に小型のエンベロープにおいて、独立したアンテナのアレイにおける空間ダイバーシティ動作を達成し、ノードがその環境に関して外部に知られることを必要としない。

ワイヤレスノードの構造は、２つの金属プレート間に挟まれた回路ボードから成るＲＦスイッチアレイを使用する。ＲＦスイッチアレイは、回路ボードからアンテナへＲＦ信号を移す上記金属プレートの中に導波管が提供されて、アンテナの２つの水平サブセットに直接接続される。このことは、回路ボードに対する信号送出のいかなるはんだ付けも必要とせず、コンポーネントを一緒に接続するいかなるケーブル配線も必要としない、堅牢な及び小型の設計を提供する。回路ボードから導波管への信号の直接送出の使用は、単一のコンポーネントスタックとして迅速に組み立てることができる具体化において、無線サブシステムから複数のセクターに区切られたアンテナへの、確実な及び低ロスの無線信号分配を提供する。金属プレートは、ノードについての良好な構造保全性を提供し、ＲＦスイッチアレイから離れた回路ボード上のコンポーネントが発生させる熱を移すヒートシンクの役割をさらに果たす。

アンテナがＲＦスイッチアレイの周りに配置されるワイヤレスノードの小型構成は、複数のアンテナが優れた視野のカバレッジを提供する状態で、ワイヤレスノードを都市エリアに容易に置くことができることを意味する。複数のこうしたノードが、特定地域に限定されたワイヤレス提供を提供するように一緒に使用されてもよく、このことは、ワイヤレス基地局と必要とされる有線電気通信接続との間のインターフェースを作り出すことになる。ワイヤレスノードは、都市環境に一般的であり広がっている街灯柱及び他の同様の構造物に位置づけられてもよい。

好適な一実施形態において、ワイヤレスノードは一連のレイヤを含む。ワイヤレスノードの上記レイヤは（底部から上部へ）、インターフェースボード（パワーサプライ、全天候型コネクタ、及び受動的ネットワーキングインターフェースコンポーネント）と、デジタル処理ボード（ＣＰＵ、メモリ、ネットワークスイッチング、デジタル信号処理、及びアナログ・デジタル変換）と、無線ボード（Ｉ／ＱベースバンドからＲ／Ｆへのアナログ無線、導波管移行）と、導波管インターフェースを備えたデュプレクサと、導波管移行とデュプレクサ及びアンテナに対するインターフェースとを備えたスイッチボードと、アンテナアレイとである。

好ましくは、各アンテナは、ホーンであって、該ホーンの近位端において上記ＲＦスイッチアレイに接続され、上記ホーンの遠位端において開いている、ホーンを含み、好ましくは、隣り合うホーンは互いに直接接する。一端においてＲＦスイッチエリアに接続し他端において開いているホーンでのアンテナの構成は、簡素かつ効率的なアンテナ配置を提供すると同時に、ワイヤレス出力のための広い視野をさらに提供する。アンテナは、好ましくは、高いパフォーマンスで短いアンテナを構築することを可能にするスロットホーンアンテナである。一実施形態において、アンテナは、複数の平板であって、一緒にボルト止めされ、それからスイッチシャーシへとボルト止めされる平板だけを使用する。第２の実施形態において、アンテナは、ただ２つの要素であって、その各々がＣＮＣマシン上で構築するのが比較的容易である要素から構築される。

有利なことに、上記アンテナの各サブセットは、１８０度より大きく２７０度より小さい上記ＲＦスイッチアレイの周りの弧を定義する。アンテナはワイヤレスノードの視野を提供し、提供される視野が広ければ広いほど、必要なルーティングを提供するためにワイヤレスノードを設置する際にもたらされる柔軟性が高くなる。アンテナは、中央ＲＦスイッチアレイの周りに２つの水平面において設置され、このことは、アンテナがＲＦスイッチアレイの周りに弧において位置づけられることをもたらし、このことはさらに、ワイヤレスノードからの無線信号の所望のルーティングに従ってどのアンテナが使用されるかを制御する。

好ましくは、上記アンテナの各サブセットの中の隣り合うアンテナが、互いから離れて間隔を空けられ、上記アンテナの一サブセットの中の２つの隣り合うアンテナ間の間隔は、上記アンテナの他のサブセットの中のアンテナによって満たされる。好適な実施形態において、上記アンテナのうち半数が上記第１の水平面において位置づけられ、上記アンテナのうち半数が上記第２の水平面において位置づけられる。この配置におけるアンテナは、各アンテナ間の間隔の空きがおよそアンテナの幅であるように、離れて間隔を空けられる。このことは、間に空間を備えた２つの水平のアンテナサブセットを作り出す。アンテナの２つのサブセットはその位相がずれるように取り付けられ、ゆえに、一サブセットの中の２つの隣り合うアンテナ間の間隙が、この２つのアンテナ間の間隙の真下か真上のいずれかにある他のサブセットの中のアンテナによって満たされる。

理想的に、ワイヤレスノードは、ワイヤレスノードの内部コンポーネントを収納するベース及びレードームをさらに含む。ＲＦサブシステムは、小型であり組み立てるのが容易である回路ボードとアルミニウム材料との水平レイヤの中心コアを形成する。アンテナは、コンポーネントレイヤの上部で接続することができ、これら内部コンポーネントのすべては、ベース及びレードーム内に位置づけることができる。ベース及びレードームは、内部コンポーネントを天候から遮へいし、内部コンポーネントが動作しているとき、該コンポーネントからの熱を放散する一方法をさらに提供する。ワイヤレスノードは、内部コンポーネントの積み重ねられたアセンブリと、電気的及び熱的なボンドと合わせ面との、全天候型密封からの分離と、ボトムアップからの簡素な構築とを提供する。

本発明の実施形態が、単に例示として、添付図面を参照して次に説明される。
ワイヤレスノードのコンポーネントの概略図である。 ワイヤレスノードのコンポーネントのさらなる概略図である。 ワイヤレスノードの内部コンポーネントの上部からの透視図である。 ワイヤレスノードのアンテナ構成の側面図である。 ワイヤレスノードのＲＦスイッチアレイの透視図である。 ワイヤレスノードのコンポーネントの平面図である。 図６の線Ａ‐Ａを通る断面図である。 ＲＦスイッチアレイの一部の底面図である。 ワイヤレスノードの外観の上部からの透視図である。 ２つの取り付けられたワイヤレスノード間のＲＦ経路の概略図である。

図１は、ネットワーク化される無線ノード１０のコンポーネントを概略的に示している。このワイレスノード１０は、ベースバンドプロセッサ４に接続された一組の外部データインターフェース２を含む。パワーサプライ６がシステム制御コンポーネント８に接続され、システム制御コンポーネント８はベースバンドプロセッサ４にさらに接続される。ワイヤレスノード１０は、ＲＦモデム１２と、デュプレクサ３０、送信器３２及び受信器３４を通してＲＦモデム１２に接続されるＲＦスイッチアレイ１４とをさらに含む。ＲＦモデム１２は、ベースバンドプロセッサ４とシステム制御コンポーネント８とにさらに接続される。ノード１０は、ＲＦスイッチアレイ１４に接続された複数のアンテナ１６をさらに含む。アンテナ１６は、図３から分かるとおり、２つの水平面においてＲＦスイッチアレイ１４の周りに物理的に配置される。ワイヤレスノード１０は、回路ボードと導電性材料との連動する水平レイヤの中央コアを含み、これが図１のコンポーネントを作り出しているが、アンテナ１６はその例外である。

ノード１０のＲＦサブシステムは、送信及び受信ＲＦ信号のロスを最小限に保持する信号経路の最適なペアを提供する複数のシステムの重大な目的を達成する新規の賢い方法で構成され、配置される。導波管が、ＲＦシステムのあるポイントから別のポイントへＲＦエネルギーを伝えるのに使用される。ＲＦエネルギーが、回路ボード（ＰＣＢ）アセンブリに移行し、該アセンブリ上に運ばれ、あるいは該アセンブリから移行する必要がある場合、すべての導波管移行は、ＰＣＢの不可欠の部分として実施される。ＰＣＢアセンブリのいずれかに対する導波管のはんだ付けは必要とされない。ノード１０は、回路ボード及びアルミニウムレイヤから構築される。

ＲＦサブシステムは、送信器３２、受信器３４、デュプレクサ３０、マルチウェイアンテナスイッチ１４及びアンテナ１６から成るＲＦ構築ブロックレベルにおいて、１８０乃至２７０度の間の水平面角度カバレッジを提供するように構成される。ＲＦサブシステムブロックの機械的な実装と結果的な積み重ねられるアセンブリとが、ノード１０の設計に対して新規の洗練された容易さを提供する。デュプレクサ３０は、２つの単方向ポートと１つの双方向ポートとを含む。一方の単方向ポートは送信器３２に接続され、他方の単方向ポートは受信器３４に接続される。デュプレクサ３０の双方向ポートはＲＦスイッチアレイ１４に接続される。

図２は、ノード１０内のコンポーネントの物理的配置を概略的に示しており、ベース５０及びレードーム５６内に収納された中央コア１００及びアンテナ１６を含む。中央コア１００の底部には、パワー及びコネクタＰＣＢ２１（外部データインターフェース２及びパワーサプライ６を含む）と、ベースバンド及び制御ＰＣＢ２３（ベースバンドプロセッサ４及びシステム制御８を含む）と、ベースバンド及び制御のヒートシンク及びカバー２５とがある。これらの上にＲＦモデム１２があり、ＲＦモデム１２は、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボード２４と、該導電性材料のレイヤであるＲＦモデムベース２６とＲＸ及びＴＸカバー２８との３つの水平レイヤを含む。ＲＦモデムベース２６及びＲＸ／ＴＸカバー２８の中の空洞が、ＲＦモデムＰＣＢ２４上でエッチングされたＰＣＢトレースプローブによって結合される導波管を形成し、このことが、送信器３２がＲＦパワーを送信し、受信器３４がＲＦ信号を受信することを可能にする。

ＲＸカバー及びＴＸカバー２８（これらは単一の連続したブロックとして形成される）とデュプレクサベースブロック３０との中の機械加工された空洞が導波管を持続し、デュプレクサ３０の双方向ポートをＲＦスイッチアレイ１４の共通ポイントに接続する。デュプレクサ構造３０自体は、調節可能な空洞及び導波管セクションの複雑な配置から形成される。ＲＦスイッチアレイ１４は、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボード１８と、スイッチＰＣＢベース２０とスイッチＰＣＢカバー２２との３つの水平レイヤを含む。デュプレクサベース及びカバー３０の中の空洞は、スイッチＰＣＢ１８上のＰＣＢトレースプローブによって結合される導波管を形成する。

スイッチＰＣＢカバー２２及びベース２０は、ＰＣＢプローブが切り換えられたＲＦ信号を結果的な導波管へと再び結合して、システムに接続する切り換えられたノードからアンテナ１６の各々への導波管を形成する。ＲＦスイッチアレイ１４は、ＲＦスイッチアレイ１４の周りに配置されたアンテナ１６のアレイからアンテナを選択してＲＦ送信に使用する。アンテナ１６は、広い視野を提供するように配置され、適切なアンテナ１６が、送信される無線信号のルーティングに従ってＲＦスイッチアレイ１４によって選択される。中央コア１００の中の導波管が、ノード１０を通してＲＦエネルギーを送信する。

図３は、外部のレードーム５６及びベース５０が取り除かれたワイヤレスノード１０の内部コンポーネントを示している。複数のアンテナ１６が、導電性材料のレイヤ２０及び２２に存在する導波管を介してＲＦスイッチアレイ１４の回路ボードに接続され、アンテナ１６の第１のサブセットが第１の水平面において配置され、アンテナ１６の第２のサブセットが第１の水平面の下に第２の水平面において配置される。各水平面には８個のアンテナ１６がある。各アンテナ１６は角状部（ホーン）１６を含み、ホーン１６はその近位端においてＲＦスイッチアレイ１４に接続され、その遠位端において開いている。ＲＦスイッチアレイ１４は、デュプレクサ３０を通してＲＦモデム１２に接続される。

アンテナ１６の各サブセットは、１８０度より大きいＲＦスイッチアレイ１４の周りの弧を定義し、アンテナ１６は、２７０度より小さいＲＦスイッチアレイ１４の周りの弧を定義する。アンテナ１６の各サブセットの中の隣り合うアンテナ１６は、互いから間隔を空けられ、アンテナ１６の一方のサブセットの中の２つの隣り合うアンテナ１６間の間隔の空きは、アンテナ１６の他方のサブセットの中のアンテナ１６によって満たされる。基本的に、アンテナ１６の２つの水平面は、隣り合うアンテナ１６間に空間がある場合にこれが上又は下にあるアンテナによって満たされるように、互いに位相がずれている。

アンテナ１６は、アンテナ１６の実際の物理的な幅より少し広いＲＦ視野を有する指向性アンテナ１６である。各サブセットの中の隣り合うアンテナ１６は離れて間隔を空けられるが、２つの隣り合うアンテナ１６の視野は、アンテナ１６の２つのサブセットの各々において完全な視野を提供するように接し、あるいは少し重なる。このことは、アンテナの他のサブセットに位置づけられたアンテナ１６に切り換える方が有利である場合に、水平及び垂直の双方にオフセットされたアンテナを用いて、見通し線をターゲットに対して依然として維持することができることを意味する。

図４は、アンテナ１６がワイヤレスノード１０内に位置づけられたときのアンテナ１６の側面図を示している。アンテナ１６を示すために、レードーム５６は取り除かれている。アンテナ１６の第１のサブセットが第１の水平面Ｈ１において配置され、アンテナ１６の第２のサブセットが第１の水平面Ｈ１の下に第２の水平面Ｈ２において配置される。８個のアンテナ１６が各水平面において配置され、８個のアンテナ１６の各サブセットは、個々のアンテナ１６から送信される指向性の信号が隣り合うアンテナ１６の信号のものと接し、あるいは重なるため、２７０度の視野を効率的に提供する。

ワイヤレスノード１０は、ＲＦモデム１２において無線信号を生成し、生成された無線信号をＲＦスイッチアレイ１４に伝達し、生成された無線信号を送信するためのアンテナ１６を選択し、生成された無線信号を選択されたアンテナ１６から送信することによって動作する。アンテナ１６のすべてが、他のワイヤレスノード１０からＲＦ信号を受信する。アンテナ１６の２つの別個の水平レイヤを有することで、アンテナ１６からのより良好な信号特性をもたらすいずれかの水平レイヤからアンテナ１６を選ぶことによって、２つの特定ノード間の通信を最適化することができる。一般に、アンテナ選択は、垂直マルチパスの効果からの破壊的な干渉を回避するようにすることになる。アンテナ１６は、アンテナの所望の特性とコストなどの製造的な考慮とに依存して、種々の方法で構築されてよい。例えば、各個々のホーンアンテナ１６が４枚の金属シートから構築され、それから該金属シートが一緒に組み立てられてもよい。

図５は、ＲＦスイッチアレイ１４の透視図を示している。これは、本質的に、図３のＲＦスイッチアレイ１４を、アンテナ１６を取り除いて反対側から見た図である。スイッチアレイ１４は、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードのレイヤを含み、この導電性材料のレイヤは、図２に概略的に示された、スイッチＰＣＢベース２０及びスイッチＰＣＢカバー２２である。これらの金属レイヤ２０及び２２は、回路ボードとアンテナ１６との間でＲＦエネルギーを移す導波管３６を備える。ＲＦエネルギーは、ノード１０が送信しているか又は受信しているかに依存して、双方向において移される。２つの下方に延びるポール３８は、ＲＦアレイ１４をデュプレクサ３０に位置づけるものである。

図６は、アンテナ１６及びＲＦスイッチアレイ１４の平面図を示しており、図７は、図６の線Ａ‐Ａに沿ったアンテナ１６とＲＦスイッチアレイ１４とを通る垂直断面を示している。回路ボード１８（スイッチＰＣＢ）が、スイッチベース２０とスイッチカバー２２との間に挟まれているのが分かるであろう。アンテナ１６はＲＦスイッチアレイ１４に物理的に接続され、アンテナ１６から回路ボード１８へのＲＦ信号経路は、スイッチベース２０とスイッチカバー２２とに存在する導波管３６を介する。回路ボード１８へ移され、及び回路ボード１８から移されるすべてのＲＦエネルギーが、導波管３６を介する。

図８は、スイッチカバー２２の一部の下側を示している。スイッチカバー２２は、ノード１０の中央コア１００の中の他の導電性のレイヤと同様に、アルミニウムから形成され、材料を除去させて、スイッチカバー２２の中に導波管３６を形成し、スイッチ回路ボード１８上に位置づけられるコンポーネントのための空間３７を作り出す。ホール３９がスイッチＰＣＢ１８から導波管３６への移行を提供し、導波管３６はアンテナ１６に至る。上記で言及されたとおり、ＲＦスイッチアレイ１４は３つの水平レイヤを有し、スイッチカバー２２はその最上レイヤを形成する。回路ボード１８は、スイッチカバー２２とスイッチベース２０との間に挟まれる。導波管３６はレイヤ２０及び２２に存在して、ＲＦスイッチアレイ１４の回路ボード１８からＲＦエネルギーを受信し、送信する。

図９は、ノード１０の物理的外観を示している。ノード１０の内部コンポーネントは、ベース５０及びレードーム５６内に収納される。深いアルミニウムのベース５０は、防水性であり、内部の電子コンポーネントからの熱を放散するのを支援する外部フィン５２を備える。ベース５０は、アルミニウムの単一の鋳型及び／又はぎざぎざをつけられた（milled）部分で作られ、レードーム１６は、適切なプラスチック材料で作られる。電力は、ノード１０の下側に接続する電力ケーブルを介してノード１０に供給される。ノード１０がワイヤレスノードであることに加えて有線ノードである場合、有線データ接続もまたノード１０の下側に接続される。

図１０は、一都市環境におけるポール４０に取り付けられた２つのワイヤレスノード１０を示しており、ポール４０は、例えば街灯柱であり得る。２つのノード１０間には大幅な距離があるであろうため、この図は縮尺が合っていない。これらノード１０は、例えば、モバイルフォンネットワークのワイヤレスステーションと該モバイルフォンネットワークのトラフィックを扱うブロードバンド基幹へのローカルの有線接続とにおける接続を提供する一方法として、互いの間で通信するワイヤレスノード１０のネットワークの一部を形成する。複数のノード１０が一都市環境に関して散在してもよく、必要な有線接続を提供しないモバイルフォンワイヤレスステーションを一の都市ロケーションの中で位置づけることをより容易にすることができる。

ワイヤレスノード１０は、上記に記載され、図３及び図４に示されたとおりのアンテナ配置を各々備える。２つのノード１０のアンテナペア間の真っ直ぐな見通し線が、この２つのノード１０間で通信するのに使用されることになる。しかしながら、地面に反射する第２の経路により示されるとおり、２つのノード間に破壊的な干渉が生じ得る。この理由のため、各ノード１０のアンテナ１６は、２つの水平アレイにおいて配置される。このことが、地面に反射される第２の信号での破壊的な干渉を被らないアンテナペアを選択するようにアンテナを切り換えることを可能にする。

Claims (10)

1. 導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードを含むＲＦモデムと、
   前記ＲＦモデムに接続され、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードのレイヤを含むＲＦスイッチアレイと、
   前記導電性材料のレイヤに存在する導波管を介して前記ＲＦスイッチアレイの回路ボードに接続される複数のアンテナであって、該アンテナの第１のサブセットが第１の水平面において配置され、前記アンテナの第２のサブセットが前記第１の水平面の下に第２の水平面において配置され、前記アンテナの各サブセットの中の隣り合うアンテナが、互いから離れて間隔を空けられ、前記アンテナの一サブセットの中の２つの隣り合うアンテナ間の間隔は、前記アンテナの他のサブセットの中のアンテナによって満たされる、アンテナと、
   を含むワイヤレスノード。
2. 各アンテナは、ホーンであって、該ホーンの近位端において前記ＲＦスイッチアレイに接続され、前記ホーンの遠位端において開いている、ホーンを含む、請求項１に記載のワイヤレスノード。
3. 前記アンテナの各サブセットは、１８０度より大きい前記ＲＦスイッチアレイの周りの弧を定義する、請求項１又は２に記載のワイヤレスノード。
4. 前記アンテナは、２７０度より小さい前記ＲＦスイッチアレイの周りの弧を定義する、請求項１、２又は３に記載のワイヤレスノード。
5. 前記アンテナのうち半数が前記第１の水平面において位置づけられ、前記アンテナのうち半数が前記第２の水平面において位置づけられる、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のワイヤレスノード。
6. ワイヤレスノードを動作させる方法であって、前記ワイヤレスノードは、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードを含むＲＦモデムと、前記ＲＦモデムに接続され、導電性材料のレイヤの間に挟まれた回路ボードのレイヤを含むＲＦスイッチアレイと、前記導電性材料のレイヤに存在する導波管を介して前記ＲＦスイッチアレイの回路ボードに接続される複数のアンテナであり、該アンテナの第１のサブセットが第１の水平面において配置され、前記アンテナの第２のサブセットが前記第１の水平面の下に第２の水平面において配置され、前記アンテナの各サブセットの中の隣り合うアンテナが、互いから離れて間隔を空けられ、前記アンテナの一サブセットの中の２つの隣り合うアンテナ間の間隔は、前記アンテナの他のサブセットの中のアンテナによって満たされる、アンテナと、を含み、当該方法は、
   前記ＲＦモデムにおいて無線信号を生成するステップと、
   前記の生成された無線信号を前記ＲＦスイッチアレイに伝達するステップと、
   前記生成された無線信号を送信するためのアンテナを選択するステップと、
   前記生成された無線信号を前記の選択されたアンテナから送信するステップと、
   を含む方法。
7. 各アンテナは、ホーンであって、該ホーンの近位端において前記ＲＦスイッチアレイに接続され、前記ホーンの遠位端において開いている、ホーンを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記アンテナの各サブセットは、１８０度より大きい前記ＲＦスイッチアレイの周りの弧を定義する、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記アンテナは、２７０度より小さい前記ＲＦスイッチアレイの周りの弧を定義する、請求項６、７又は８に記載の方法。
10. 前記アンテナのうち半数が前記第１の水平面において位置づけられ、前記アンテナのうち半数が前記第２の水平面において位置づけられる、請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の方法。

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