JP7049685B2 - 可変誘電率ベースド装置 - Google Patents
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Description
本発明は一般的には、電気的特性が可変とされるユニークな電磁的コンポーネントに関する。コンポーネントは、放射型及び非放射型の電磁的装置のために用いられ得る。また、本発明の実施形態は、液晶ディスプレイ(LCD)上に設けられた素子を有する電気的装置(electrical device)にも関するのであり、LCDの動作が電気的装置の特性に変化をもたらすものとされる。
本願は、米国仮特許出願第62/382,506号(出願日:2016年9月1日)及び米国特許出願第15/421,388号(出願日:2017年1月31日)の優先権の利益を主張するのであり、それらの開示内容の全体が参照によって取り込まれる。
電気的信号及び電磁放射を受信・送信・操作するための装置/コンポーネントは幾つもあり、技術分野において知られている。フィード又は伝送線路又はネットワークは、信号を放射アンテナとトランシーバとの間で搬送する。もっとも、フィードネットワークは異なるタイプの伝送線路、ベンヅ(bends)、パワースプリッタ、フィルタ、ポート、位相シフタ、周波数シフタ、減衰器、結合器、蓄電器、誘導子、ダイプレクサ、ビームフォーミングネットワークのハイブリッド等を備え得るのであり、また、放射素子をも含み得る。同様の構成は、無線的に送信をなさない例えばテレビ番組の場合の同軸送信等においても用いられていることができる。これらの素子は、静的なもの又は可変なものとされ得る。例えば、蓄電器は、所与の即ち静的な容量を設定されていることができるか、又は、例えば蓄電器のプレート間離隔を機械的に変化させることによって可変とされていることができる。他の装置、例えば伝送線路等については、それらの電気的特性(例えば、抵抗値やインピーダンス等)が不変とされるという意味で静的なものとされる。
Φ=2πd/λg
と表すことができ、ここで、λgは当該物質即ち電導性ライン(conductive line)における波長であり、dは伝播ライン(propagation line)の長さである。他方で、λgは、
λg=λo/√εeff
と表すことができ、ここで、λoは空中における波長であり、εeffはεr、ライン幅、及びマイクロストリップラインの他の物理的パラメータの関数としての実効誘電率であり、εrは伝播路物質の誘電率である。その場合、位相は、
Φ=2πd√εeff/λo
として表すことができる。
したがって、対応する各々の電導性ライン315及び320下の可変誘電体物質317,323及び/又は327のある区間の誘電率を個別に制御することによって、ライン内における信号伝播を変化させることができる。また、制御される可変誘電体物質の区間の長さdを用いて、位相を制御することもできる。即ち、可変誘電体物質317,323及び/又は327の各々は単一のアドレス可能な電極を有することができ、可変誘電体物質317,323及び/又は327の全領域が同じ印加電位差に服することとなる。反対に、可変誘電体物質317,323及び/又は327の各々は画素として配列された複数の電極を有することができ、各々は別個にアドレシングされ、どの画素がアドレシングされているかによって可変誘電体物質のある区間だけが印加電位差に服することとなる。このような態様にて装置はソフトウェア制御されているといえる。なぜならば、ソフトウェアを用いて異なる画素をアドレシングすることができるのであり、それによって電気的コンポーネントの挙動を変更することができる。
Claims (17)
- 可変特性を有する可変パワースプリッタであって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネル上に設けられた電導性入力線と、
前記電導性入力線の下の定義されたエリアに設けられた可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれておりかつ電源に接続された電極を有する可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、
前記電導性入力線と2つの出力線に接触する拡張結合器であって、それぞれの出力線は、前記拡張結合器を介して前記入力線に結合する、拡張結合器と、
を備える、可変パワースプリッタ。 - 請求項1に記載の前記可変パワースプリッタであって、前記2つの出力線の一方の下に設けられた第2の可変誘電体ゾーンと、前記2つの出力線の他方の下に設けられた第3の可変誘電体ゾーンとをさらに備える、可変パワースプリッタ。
- 可変特性を有する可変フィルタであって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネル上に設けられた電導性入力線と、
前記電導性入力線の下の定義されたエリアに設けられた可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれておりかつ電源に接続された電極を有する可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、
前記誘電体パネルの上に設けられた複数の出力線であって、前記複数の出力線は前記入力線への抵抗接点を有しておらず、それぞれが前記複数の出力線の間のエリアに設けられた複数の可変誘導体ゾーンをさらに含み、前記出力線のそれぞれはさらにタップを含む、複数の出力線と、
を備える、可変フィルタ。 - 請求項3に記載の前記可変フィルタであって、第2の複数の可変誘電体ゾーンをさらに備え、前記第2の複数の可変誘電体ゾーンの各々は前記複数の出力線のうちの1つの下に設けられている、可変フィルタ。
- 可変減衰器であって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネル上に設けられた導線と、
定義されたエリアに設けられた可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれた可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、
前記導線と抵抗接点を有している2つの減衰パッチと、
を備え、
前記定義されたエリアは前記2つの減衰パッチの下にある、可変減衰器。 - 単一ポート可変負荷であって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネル上に設けられた導線と、
定義されたエリアに設けられた可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれておりかつ電源に接続された電極を有する可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、
前記導線と抵抗接点を有する蓄電器プレートと、
を備え、
前記定義されたエリアは前記蓄電器プレートの下にある、単一ポート可変負荷。 - スプリッタであって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネルの上に設けられており第1の入力ポートと第1の出力ポートとを有する本線と、
前記誘電体パネルの上に設けられており第2の出力ポートを有する結合線であって、前記本線と離されておりかつ前記本線と平行な配向に位置付けられている、結合線と
前記本線と前記結合線との間の定義されたエリアに設けられた可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれておりかつ電源に接続された電極を有する可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、を備える、スプリッタ。 - 請求項7に記載のスプリッタにおいて、前記結合線は第2の入力ポートをさらに備える、スプリッタ。
- 請求項8に記載のスプリッタにおいて、前記本線及び前記結合線のうちの1つの下の定義されたエリア内に設けられかつ前記電源に接続された電極を有する第2の可変誘電体ゾーンをさらに備える、スプリッタ。
- 請求項8に記載のスプリッタにおいて、前記本線の下の定義されたエリア内に設けられかつ前記電源に接続された電極を有する第2の可変誘電体ゾーンと、前記結合線の下の定義されたエリア内に設けられかつ前記電源に接続された電極を有する第3の可変誘電体ゾーンとをさらに備える、スプリッタ。
- 請求項8に記載のスプリッタにおいて、一方の端において前記本線との抵抗接点を有しておりかつ別の端において前記結合線との抵抗接点を有しているブリッジ線をさらに備える、スプリッタ。
- 請求項11に記載のスプリッタにおいて、前記ブリッジ線の下の定義されたエリア内に設けられた第4の可変誘電体ゾーンをさらに備える、スプリッタ。
- 可変フィルタであって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネルの上に設けられた入力線と、
前記誘電体パネルの上に設けられており、前記入力線への抵抗接点を有しておらず、前記入力線と離されておりかつ前記入力線と平行な配向に位置付けられている少なくとも1つの結合線であって、該結合線は出力タップを有する、結合線と、
前記入力線と前記結合線との間の定義されたエリアに設けられた可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれておりかつ電源に接続された電極を有する可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、を備える、可変フィルタ。 - 請求項13に記載の可変フィルタにおいて、前記入力線の下の定義されたエリアに設けられかつ前記電源に接続された電極を有する第2の可変誘電体ゾーンをさらに備える、可変フィルタ。
- 請求項13に記載の可変フィルタにおいて、前記結合線の下の定義されたエリアに設けられかつ前記電源に接続された電極を有する第2の可変誘電体ゾーンをさらに備える、可変フィルタ。
- 4ポートハイブリッドカプラであって、
電気的な絶縁性を有する誘電体パネルと、
バックパネルと、
電導性共通プレートと、
前記誘電体パネルの上に設けられた入力線と、
前記誘電体パネルの上に設けられており第1の入力ポートと第1の出力ポートとを有する本線と、
前記誘電体パネルの上に設けられており第2の出力ポートを有する結合線であって、前記本線と離されておりかつ前記本線と平行な配向に位置付けられている、結合線と
一方の端において前記本線との抵抗接点を有しておりかつ別の端において前記結合線との抵抗接点を有している第1のブリッジ線と、
一方の端において前記本線との抵抗接点を有しておりかつ別の端において前記結合線との抵抗接点を有している第2のブリッジ線と、
前記本線及び前記結合線の下の定義されたエリアに各々設けられた複数の可変誘電体ゾーンであって、前記バックパネルと前記誘電体パネルとの間に挟まれておりかつ電源に接続された電極を有する可変誘電率(VDC、variable dielectric constant)物質を備える可変誘電体ゾーンと、を備える、4ポートハイブリッドカプラ。 - 請求項16に記載の4ポートハイブリッドカプラにおいて、前記第1のブリッジ線及び前記第2のブリッジ線の下の定義されたエリアに各々設けられた第2の複数の可変誘電体ゾーンをさらに備える、4ポートハイブリッドカプラ。
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