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公開番号2023038925
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-17
出願番号2022140274
出願日2022-09-02
発明の名称ビーム形成装置およびビーム制御方法
出願人稜研科技股ふん有限公司,TMY TECHNOLOGY INC.
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01Q 21/20 20060101AFI20230310BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】非平面アンテナアレイシステムを実施することのできるビーム形成装置及びビーム制御方法を提供する。
【解決手段】ビーム形成装置は、非平面基板50-1と、アンテナアレイ110₁～110_Jと、調整回路と、を含む。アンテナアレイは、複数のアンテナユニット111₁～111₅、112₁～112₈を含み、非平面基板に配置される。調整回路は、アンテナアレイに結合される。調整回路は、非平面基板の形状および所定の信号角度に基づいて、アンテナユニットのうちの少なくとも1つの信号を調整するために使用される。そのため、様々な状況においてフレキシブルに実施することができる。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
非平面基板と、
複数のアンテナユニットを含み、前記非平面基板に配置されたアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに結合され、前記非平面基板の形状および所定の信号角度に基づいて、前記アンテナユニットのうちの少なくとも１つの信号を調整するよう構成された調整回路と、
を含むビーム形成装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記調整回路に結合され、
前記所定の信号角度および半値電力ビーム幅に基づいて、前記アンテナユニットから少なくとも２つの第１ユニットを選択して電磁波を送受信するよう構成されたコントローラをさらに含む請求項１に記載のビーム形成装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの第１ユニットが、一列に配置され、前記少なくとも２つの第１ユニットのうちの任意の２つの隣接する第１ユニットの間に距離ｄがあり、前記少なくとも２つの第１ユニットの数量Ｍが、
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24
119
であり、
ＨＰＢＷが、前記半値電力ビーム幅であり、λが、前記信号の波長である請求項２に記載のビーム形成装置。
【請求項４】
前記コントローラが、さらに、
前記所定の信号角度に基づいて、基準点を選択するよう構成され、前記基準点および前記基準点が位置する前記非平面基板の表面に対応する接平面が、前記所定の信号角度に対して垂直である請求項２に記載のビーム形成装置。
【請求項５】
前記コントローラが、さらに、
前記アンテナアレイが配置された領域に前記基準点が位置していることに反応し、前記半値電力ビーム幅に基づいて、一列に配置された前記少なくとも２つの第１ユニットの数量を決定することと、
前記基準点が前記領域に位置していないことに反応し、前記アンテナアレイの操舵角に基づいて、半値電力ビーム幅変化率を決定するとともに、前記半値電力ビーム幅および前記半値電力ビーム幅変化率に基づいて、前記少なくとも２つの第１ユニットを選択することと、
を行うよう構成され、前記操舵角が、前記基準点に最も近いアンテナユニットの接平面の法線と前記所定の信号角度の間の差である請求項４に記載のビーム形成装置。
【請求項６】
前記コントローラに結合され、前記非平面基板上の前記アンテナユニットの位置を保存するよう構成されたメモリをさらに含み、
前記コントローラが、前記アンテナユニットの前記位置に基づいて、前記少なくとも２つの第１ユニットを選択する請求項２に記載のビーム形成装置。
【請求項７】
前記調整回路が、さらに、前記非平面基板上の前記アンテナユニットのうちの前記少なくとも２つの第１ユニットの位置および前記所定の信号角度に基づいて、前記少なくとも２つの第１ユニットのうちの１つの信号の位相差を補償するよう構成され、前記位相差が、前記非平面基板上の前記少なくとも２つの第１ユニットのうちの２つと対応する法線の間の角度差に関連する請求項２に記載のビーム形成装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの第１ユニットが、一列に配置され、前記少なくとも２つの第１ユニットのうちの任意の２つの隣接する第１ユニットの間に距離があり、前記位相差が、さらに、前記角度差および前記距離から得られる前記所定の信号角度に沿った行路差に関連する請求項７に記載のビーム形成装置。
【請求項９】
前記位相差Δψが、
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22
52
であり、
ΔLが、前記行路差であり、λが、前記信号の波長であり、
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22
51
であり、
ｄが、前記距離であり、Δθが、前記角度差である請求項８に記載のビーム形成装置。
【請求項１０】
前記所定の信号角度が、前記必要な操舵角をθ
ｓ
にし、前記アンテナユニットが、前記非平面基板の凹面に配置される場合、前記第１ユニットのそれぞれに対応する前記位相差が、
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24
100
であり、
ｎが、前記少なくとも２つの第１ユニットのシーケンス番号であり、ψ
ｎ
が、ｎ番目の第１ユニットの前記位相差であり、
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15
10
が、前記所定の信号角度に対応する第１ユニットのシーケンス番号であり、ｍが、ファーフィールド距離に対応する前記非平面基板上の前記少なくとも２つの第１ユニットによって占有された領域により定義される円弧の半径の倍数であり、Ｎが、前記距離に関連する前記少なくとも２つの第１ユニットによって定義される第１アレイの孔径の倍数である請求項８に記載のビーム形成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム形成技術に関するものであり、特に、ビーム形成装置およびビーム制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
高周波数用途において、ビームフォーマーは、アンテナシステムの指向性を向上させるために使用することができる。一般的に、アンテナアレイは、平面基板に配置されるが、このような設計は、ある応用の要件を満たすことができない。例えば、ミリ波（mmWave）のウェーブレット長によって高い経路損失（path loss）が生じるため、ミリ波アンテナアレイは、車体の外板に配置することが要求される。しかしながら、車体の外板は、通常、非平面（non-flat）である。したがって、非平面のアンテナアレイ設計が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これを考慮して、本発明の実施形態は、非平面アンテナアレイシステムを実施することのできるビーム形成装置およびビーム制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態のビーム形成装置は、非平面基板と、アンテナアレイ（antenna array）と、調整回路とを含む（ただし、本発明はこれに限定されない）。アンテナアレイは、複数のアンテナユニットを含み、非平面基板に配置される。調整回路は、アンテナアレイに結合され、非平面基板の形状および所定の信号角度（predetermined signal angle）に基づいて、アンテナユニットのうちの少なくとも１つの信号を調整するよう構成される。
【０００５】
本発明の実施形態のビーム制御方法は、以下のステップを含む（ただし、本発明はこれに限定されない）。非平面基板およびアンテナアレイを提供する。アンテナアレイは、複数のアンテナユニットを含む。非平面基板の形状および所定の信号角度に基づいて、アンテナユニットのうちの少なくとも１つの信号を調整する。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように、本発明の実施形態のビーム形成装置およびビーム制御方法は、曲面に配置されたアンテナアレイを提供し、アンテナアレイが所望の操舵角に基づいて電磁波を放射できるよう、アンテナユニットの信号を調整することができる。したがって、本発明は、様々な状況において、フレキシブルに応用することができる。
【０００７】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。
【０００９】
図１は、本発明の１つの実施形態に係るビーム形成装置の構成要素ブロック図である。
図２Ａは、本発明の１つの実施形態に係るアンテナユニットおよび非平面基板の概略図である。図２Ｂは、本発明の別の実施形態に係るアンテナユニットおよび非平面基板の概略図である。
図３は、本発明の１つの実施形態に係る半値電力ビーム幅（ＨＰＢＷ）の概略図である。
図４は、本発明の１つの実施形態に係る基準点の決定方法を示す概略図である。
図５は、本発明の別の実施形態に係る基準点の決定方法を示す概略図である。
図６Ａは、図２Ａの部分的拡大図である。図６Ｂは、図４の部分的拡大図である。図６Ｃは、図４の別の部分的拡大図である。
図７は、本発明の１つの実施形態に係る２つのアンテナユニットの放射パターンの概略図である。
図８は、本発明の１つの実施形態に係るビーム制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の１つの実施形態に係るビーム形成装置１００の構成要素ブロック図である。図１を参照すると、ビーム形成装置１００は、非平面基板５０と、アンテナアレイ１１０と、調整回路１２０と、メモリ１３０と、コントローラ１５０とを含む（ただし、本発明はこれに限定されない）。
（【００１１】以降は省略されています）

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