JP2023521949A - 指向性制御アンテナ - Google Patents

Abstract

アンテナアセンブリは、高さ方向で第１の長さを有する第１のアンテナと、高さ方向で第１の長さ以上の第２の長さを有する反射面を含む第２のアンテナとを含む。第２のアンテナの反射面は、第１のアンテナの主信号受信方向へと向けられ、反射面は、第１のアンテナと関連付けられる通信信号を反射して第１のアンテナの指向性利得を主信号受信方向で増大させるように構成されている。【選択図】 なし

Description

背景

車車間・路車間（ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ：Ｖ２Ｘ）通信は、車両が他の車両、インフラストラクチャ、及び、歩行者と通信して、安全性、エネルギー／燃料効率及び交通の流れを改善できるようにする技術である。Ｖ２Ｘは、Ｖ２Ｘ無線技術、携帯電話ベースのＶ２Ｘ技術（ＣＶ２Ｘ）、又は、無線信号を介した通信を行なう他のタイプの関連技術に基づくことができる。

Ｖ２Ｘ技術を搭載した車両は、車載通信モジュール及びアンテナを含む場合がある。車載モジュールは、車両の速度、方向、位置などに関する情報を送信する。Ｖ２Ｘアンテナは、車両の上部又は車室に配置される場合がある。しかしながら、屋根に配置されるＶ２Ｘアンテナは、車両の周囲３６０度を完全にカバーできない場合がある。他のタイプの車両アンテナでも同様の制限に直面し得る。

車両に配置されるアンテナの位置及び数が更なる理由で制限される場合がある。例えば、車両のウインドシールドにアンテナが配置される場合があるが、このスペースは、前方装着カメラ、雨センサ、加熱素子などの他の物品で混雑しており、自律走行車の採用により利用可能なスペースが更に減少すると予期される。

アンテナアセンブリが複数の構成要素を備える場合がある。構成要素の数と複雑さとが増すにつれて、アンテナハウジング内の利用可能な空間が制限される場合があり、それにより、構成要素の干渉や性能の低下をもたらす。更に、アンテナアセンブリのサイズ、形状、及び、仕様が地域及び国際的な規制によって制限される場合がある。

これら及び他の問題が本出願において対処される。

概要

本明細書には、指向性利得を伴うアンテナアセンブリの一例が開示される。アンテナアセンブリは、高さ方向で第１の長さを有する第１のアンテナを含んでもよい。更に、アンテナアセンブリは、高さ方向で第１の長さよりも大きい第２の長さを有する反射面を含む第２のアンテナを含んでもよい。第２のアンテナの反射面は、第１のアンテナの主信号受信方向へと向けられる。反射面は、第１のアンテナと関連付けられる通信信号を反射して第１のアンテナの指向性利得を主信号受信方向で増大させるように構成されている。

更に、本明細書には、高さ方向で第１の長さを有する第１のアンテナを含む、指向性利得を伴うアンテナアセンブリの一例が開示される。第１のアンテナは、第１の周波数を有する第１の通信信号を受信するように構成されている。アンテナアセンブリは、高さ方向で第１の長さ以上の第２の長さを有する反射面を含む第２のアンテナも含む。第２のアンテナは、第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の通信信号を受信するように構成されている。第２のアンテナの反射面は、第１のアンテナの主信号受信方向へと向けられる。反射面は、第１の通信信号を反射して第１のアンテナの指向性利得を主信号受信方向で増大させるように構成されている。

アンテナアセンブリの一例を示す図である。 図１のアンテナアセンブリの等角図を示す図である。 アンテナハウジングを含むアンテナアセンブリを示す図である。 車両に装着される図３のアンテナアセンブリを示す図である。 アンテナに関する放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図５Ａの放射パターンの例を示す図である。 反射面を含むアンテナアセンブリに関する放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図６Ａの放射パターンの例を示す図である。 接地平面から離間した２つの電場源の概念図を示す図である。 接地平面と第１の信号受信点との間に位置される電場源の概念図を示す図である。 図８の電場源と関連付けられる単純化された放射パターンを示す図である。 図８の第１の信号受信点における最終信号の生成を示す図である。 図８の電場源に対応する第２及び第３の信号受信点と関連付けられる単純化された放射パターンを示す図である。 図１０Ａの第２及び第３の信号受信点における最終信号の生成を示す図である。 図８の電場源に対応する第４及び第５の信号受信点と関連付けられる単純化された放射パターンを示す図である。 図１１Ａの第４及び第５の信号受信点における最終信号の生成を示す図である。 図８の接地平面から第１の距離に位置される電場源と関連付けられる放射パターンの一例の断面図を示す図である。 図８の接地平面から第２の距離に位置される電場源と関連付けられる放射パターンの一例の断面図を示す図である。 図８の接地平面から第３の距離に位置される電場源と関連付けられる単純化された放射パターンを示す図である。 図８の接地平面から第３の距離に位置される電場源と関連付けられる放射パターンの一例の断面図を示す図である。 第１の幅と関連付けられる反射面の一例を示す図である。 図１５Ａの反射面を含むアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１５Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 第２の幅と関連付けられる反射面の一例を示す図である。 図１６Ａの反射面を含むアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１６Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 第１の高さと関連付けられる反射面の一例を示す図である。 図１７Ａの反射面を含むアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１７Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 第２の高さと関連付けられる反射面の一例を示す図である。 図１８Ａの反射面を含むアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１８Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 反射面及びアンテナを含むアンテナアセンブリの一例を示す図である。 図１９Ａのアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１９Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 下側信号受信体を含むアンテナアセンブリの一例を示す図である。 図２０Ａのアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図２０Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 上側信号受信体を含むアンテナアセンブリの一例を示す図である。 図２１Ａのアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図２１Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 延長された長さを有する上側信号受信体を含むアンテナアセンブリの一例を示す図である。 図２２Ａのアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例を第１の断面図で示す図である。 第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図２２Ｂの放射パターンの一例を示す図である。 アンテナアセンブリの一例を示す図である。 図２３Ａのアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例の断面図を示す図である。 アンテナアセンブリの他の例を示す図である。 図２４Ａのアンテナアセンブリにおける放射パターンの一例の断面図を示す図である。 アンテナアセンブリの更なる他の例を示す図である。 傾斜した反射面を伴うアンテナアセンブリを示す図である。 アンテナアセンブリにおける信号受信体の一例を示す図である。 図２６Ａの信号受信体の背面図を示す図である。 穴を伴う反射面の一例を示す図である。 曲がりくねった蛇行構造を伴う反射面の他の例を示す図である。

詳細な説明

以下の説明では、図面に関連して、同一の構成要素又は同一の機能を有する同様の構成要素に対して同じ参照番号が割り当てられて、重複する説明が省かれる。

Ｖ２Ｘアンテナは、事故を防止し、交通渋滞を緩和し、利用可能な駐車場への迅速なアクセスなどのサービスで車両の搭乗者を支援し、及び、その他のサービスを提供するために、他の車両、インフラストラクチャ、歩行者などと通信するべく車両で使用される。Ｖ２Ｘの動作周波数は、現在、米国では５．８５～５．９２５ＧＨｚであり、他の多くの国でも同様に動作周波数の範囲を定めてきる。

専用狭域通信（ＤＳＲＣ）及びＣ－Ｖ２Ｘを含めて、Ｖ２Ｘのために使用され得る多くの技術がある。選択される技術に関係なく、所定の国では同じ周波数スペクトルが一般に使用される。良好な全方向性放射パターンを得るために、２つ以上のアンテナを使用して車両の周囲の領域をカバーすることができる。例えば、２つ以上のアンテナアセンブリを、車両の側部、前部、後部、上部、スポイラー、バンパー、ミラー、窓などに別々に装着することができる。

車両には更なるタイプのアンテナが装備される場合がある。例えば、インフラストラクチャ又は車両外部の他のセルラーデバイスとの通信を容易にするために、セルラーアンテナを使用してセルラータワーと通信することができる。車両用のセルラーアンテナは、第４世代／ロングタームエボリューション（４Ｇ／ＬＴＥ）ネットワーク、及び、６ＧＨｚ以上の帯域幅を含み得る第５世代（５Ｇ）ネットワークにおける帯域幅をカバーするように構成されてもよい。

図１は、第１のアンテナ５及び第２のアンテナ１５を含む例示的なアンテナアセンブリ１０を示す。第１のアンテナ５は、高さ方向２５で第１の長さ５Ｈを有し、第１の周波数を有する第１の通信信号を受信するように構成されている。第２のアンテナ１５は、高さ方向２５で第１の長さ５Ｈ以上の第２の長さ２Ｈを有する反射面２を含む。幾つかの例では、反射面２の長さ２Ｈが３０ｍｍ～５０ｍｍである。更に、第２のアンテナ１５は、第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の通信信号を受信するように構成されている。

幾つかの例では、第１のアンテナ５がＶ２Ｘアンテナを含むことができ、第２のアンテナ１５は、共振アンテナ、無線アンテナ、遠隔通信アンテナ、又は、デジタルオーディオブロードキャスト（ＤＡＢ）アンテナを含むことができる。遠隔通信アンテナは、４Ｇ又は５Ｇアンテナを含んでもよい。

第１のアンテナ５は、折り返しダイポールアンテナなどのアンテナ素子６を含むことができる。アンテナ素子６は、高さ方向２５に向けられた垂直配向アンテナ基板７の表面上に形成されてもよい。幾つかの例において、アンテナ基板７の表面は、反射面２に対して実質的に垂直に位置される。アンテナ５と関連付けられる第１の長さ５Ｈは、アンテナ素子６の高さを含んでもよい。

第１のアンテナ５と関連付けられる第１の通信信号は主信号波長を含み、また、第１のアンテナ５と反射面２との間の距離５Ｄは、主信号波長の約１／２以下であってもよい。距離５Ｄは、高さ方向２５に対して垂直な方向で、例えば高さ方向２５に対して垂直な反射方向２４で測定されてもよい。アンテナ５と関連付けられる距離５Ｄは、反射面２とアンテナ素子６との間の距離を含むことができる。幾つかの例では、距離５Ｄが約１３ｍｍ～２６ｍｍであってもよい。

第２のアンテナ１５は、反射面２からオフセットされる信号受信体４を備えてもよい。信号受信体４は、反射方向２４でオフセットされてもよい。幾つかの例において、信号受信体４は、反射面２に対して垂直に形成された垂直配向平面、例えば反射方向２４と高さ方向２５とによって形成された垂直配向平面に沿って反射面２から角度的に４Ａだけオフセットされてもよい。反射面２は、垂直配向平面に沿って信号受信体４と第１のアンテナ５との間に位置されてもよい。更に、信号受信体４は、マルチバンドアンテナを形成するように反射面２とは異なる実効アンテナ長を有してもよい。例えば、信号受信体４の実効アンテナ長は、反射面２の実効アンテナ長より長くてもよい。

反射面２は、第２のアンテナ１５の下端１６で信号受信体４に電気的に結合されてもよい。下端１６は、隙間１４だけ接地平面１２から離間されてもよい。隙間１４は、第２のアンテナ１５を接地平面１２から電気的に絶縁するように機能し得る。第２のアンテナ１５は、信号受信体４に電気的に結合される第２の信号受信体８を更に含むことができる。幾つかの例において、第２の信号受信体８は、第１のアンテナ５上にわたって延びる上側信号受信体を含んでもよい。幾つかの例において、下端１６は、第２のアンテナ１５の下側信号受信体を含んでもよい。

図２は、図１のアンテナアセンブリ１０の等角図を示し、図１では、第２のアンテナ１５の反射面２が、第１のアンテナ５の主信号受信方向２６へと向けられている又は主信号受信方向２６に面しているのを見ることができる。幾つかの例において、主信号受信方向２６は、図１に示される反射方向２４と同じ方向である。反射面２は、主信号受信方向２６で第１のアンテナ５の指向性利得を増大させるために第１の通信信号を反射するように構成されている。

図２の等角図は、高さ方向２５及び主信号受信方向２６の両方に対して実質的に垂直な方向の反射面２の幅２Ｗを更に示す。幾つかの例では、反射面２の幅２Ｗが約１０ｍｍ～２５ｍｍである。

高さ方向２５は、接地平面１２の表面に対して垂直にとられてもよい。幾つかの例において、接地平面１２は、アンテナハウジングのベース又はアンテナアセンブリ１０の装着面を備えてもよい。接地平面１２は、図２に示される直交系の例の「ｘ」座標及び「ｙ」座標によって形成されると理解される。更に、高さ方向２５は、図示の「ｚ」座標にあると理解され得る。直交系の例と関連付けられる角座標は、「ｘ」座標と「ｙ」座標との間の角度「θ」と、「ｙ」座標と「ｚ」座標との間の角度「φ」とを基準にして構成されてもよい。別の言い方をすれば、角度「θ」は、座標「ｚ」を中心とした回転角度であり、角度「φ」は、座標「ｘ」を中心とした回転角度である。

本明細書においてなされる「ｘ」、「ｙ」及び「ｚ」座標並びに角度「θ」及び「φ」への更なる言及は、図２に示される直交系に関して理解され得る。更に、「ｘ－ｙ」平面は、本明細書では「Ｈ平面」とも呼ばれる場合があり、一方、「ｙ－ｚ」平面は、本明細書では「Ｅ平面」と呼ばれる場合がある。

図３は、高さ方向３５と関連付けられるアンテナハウジング３３を含むアンテナアセンブリ３０の一例を示す。幾つかの例では、アンテナハウジング３３が車載構造体に取り付けられてもよく、また、高さ方向３５が車載構造体から離れるように延びると理解されてもよい。アンテナアセンブリ３０の最大垂直クリアランスは、高さ方向３５におけるアンテナハウジング３３の高さに関して決定され得る。

アンテナハウジング３３は、第１のアンテナ５と反射面２を含む第２のアンテナ１５との両方を収容するように構成される第１の区画室３２を備えてもよい。接地平面１２は、アンテナハウジング３３のベースに位置されてもよい。

更に、アンテナハウジング３３は、第２の区画室３４及び第３の区画室３６を備えてもよい。第２の区画室３４は、様々な媒体又は通信回路を収容するように構成されてもよく、また、第３の区画室３６は、例えば全地球測位衛星受信機又は他のタイプのナビゲーション受信機などの１つ以上の更なる受信機を収容するように構成されてもよい。

更に図１を参照すると、第１のアンテナ５の第１の長さ５Ｈ及び第２のアンテナ１５と関連付けられる反射面の第２の長さ２Ｈは、図３に示されるアンテナハウジング３３の高さ方向３５に関して決定され得る。幾つかの例において、第２の長さ２Ｈは、高さ方向３５で第１の長さ５Ｈよりも大きい。

アンテナアセンブリは、第１のアンテナ５が第２のアンテナ１５から主信号受信方向２６（例えば、アンテナハウジング３３の長さ方向）で離間されるように構成されてもよく、それにより、第１のアンテナ５の放射パターンが車両の後方向で最大となる。幾つかの例において、後方向は、第１のアンテナ５の主信号受信方向２６に対応する。

図４は、車両４５に装着される図３のアンテナアセンブリ３０を示す。アンテナアセンブリ３０は、半球形状又は部分半球形状の信号受信領域４０を与えるように構成され得る。幾つかの例において、受信領域は、１つ以上のアンテナアセンブリと関連付けられ得る。単なる一例として、部分半球形状の信号受信領域４０は、アンテナアセンブリ３０などの１つ以上の基準点を通過する水平面（０度）から＋１０度～－６度の範囲内で決定され得る、車両４５の周りの３６０度信号受信カバレッジを与えるように形成され得る。本明細書では、例えば、他の車両、携帯電話塔、衛星システム、他の通信システム、又は、任意のそれらの組み合わせとの通信に対応するために、他の範囲が考えられる。

一部のタイプの車両通信は、特定の高さ又は高さ範囲で車両の周囲３６０度の信号受信カバレッジを与えるように構成されてもよい。３６０度の周囲で満足のいく性能を得るために、車両には複数のアンテナが装備されてもよい。一例として、１つのアンテナを車両の前部に配置し、別のアンテナを車両の後部に配置することができる。他の例では、１つのアンテナが車両の右側に配置され、他のアンテナが車両の左側に配置される。これらの例において、各アンテナは、３６０度の放射パターンエリアの半分、すなわち１８０度を主にカバーするように構成されてもよい。

同じアンテナハウジング内に複数のアンテナを含むアンテナアセンブリの場合、アンテナは、３６０度の放射パターンエリアの全体にわたって十分な信号強度を得るために相互の能力を妨害する場合がある。しかしながら、放射パターンの半分を主にカバーするように各アンテナを構成することにより、ハウジング内のアンテナ間の干渉を軽減することができる。更に、アンテナは、互いに対するアンテナのサイズ、位置、及び、間隔にしたがって、及び、本明細書で更に説明されるように、互いの指向性利得を高めるために使用され得る。

図５Ａは、図２に示される直交系の例の「ｘ」座標及び「ｙ」座標に関してとられる第１の断面図でアンテナのための放射パターン５０の例を示す。放射パターン５０は、「ｘ－ｙ」平面内すなわちＨ平面内の角度「θ」に対応する０～３６０度の角度位置にしたがって変化することが分かる。放射パターン５０は、「スタンドアロン」アンテナ用であり、すなわち、近くに他のアンテナ構造又は障害物がない場合のものである。

放射パターン５０は、アンテナの指定された放射パターンエリア５６（例えば、１８０度）内の前方利得５２と、後方利得５４とを含む。スタンドアロンアンテナにおける放射パターン５０は、後方利得５４と比べて僅かに大きい前方利得５２を有することができる。放射パターン５０は、デシベル（ｄＢ）で測定されたアンテナの信号強度を３６０度ビューにわたって視覚的に示すと理解することができる。更に、放射パターン５０は、「ｙ－ｚ」平面内すなわちＥ平面内の角度「φ」に対応する０度の高さで取得することができる。

図５Ｂは、第１の断面図に対して垂直である、図２に示される直交系の例の「ｙ」座標及び「ｚ」座標に関してとられた、第２の断面図で示される図５Ａの放射パターン５０の例を示す。放射パターン５０は、「ｙ－ｚ」平面内すなわちＥ平面内の角度「φ」に対応する０～３６０度の角度位置にしたがって変化することが分かる。

前方利得５２及び後方利得５４は、Ｅ平面に２つのローブを形成し、各ローブは、それぞれの指定された放射パターンエリア５６内のビーム幅５９に対応する。

図６Ａは、アンテナアセンブリ１０などの反射面を含むアンテナアセンブリに関する放射パターン６０の一例を、図２に示される直交系の例の「ｘ」座標及び「ｙ」座標に関してとられた第１の断面図で示す。放射パターン６０は、「ｘ－ｙ」平面内すなわちＨ平面内の角度「θ」に対応する０～３６０度の角度位置にしたがって変化することが分かる。

アンテナにおける指定された放射パターンエリア６６は、負の「ｘ」軸から正の「ｘ」軸までであり、時計回りに進み、正の「ｙ」の方向を通過する。リフレクタを伴うアンテナは、３６０度の放射パターンエリアの半分をカバーするように構成され、他のアンテナが残りの半分をカバーする。

放射パターン６０を図５Ａの放射パターン５０と比較すると、放射パターン６０に関連する前方利得６２が、放射パターン５０に関連する前方利得５２よりも大きいことが容易に分かる。例えば、前方利得６２は、前方利得５２よりも数デシベル（ｄＢ）大きくなり得る。

更に、放射パターン６０に関連する後方利得６４は、放射パターン５０に関連する後方利得５４よりも小さいことが分かる。更にまた、放射パターン６０は、後方利得６４と比べて非常に大きな前方利得６２を有することが分かる。しかしながら、放射パターン６０と関連付けられたリフレクタを伴うアンテナの場合、低減された後方利得６４は、指定された放射パターンエリア６６内のアンテナの性能に関して直接的な影響を与えない。

図６Ｂは、第１の断面図に対して垂直な、図２に示される直交系の例の「ｙ」座標及び「ｚ」座標に関してとられた、第２の断面図で示される図６Ａの放射パターン６０の例を示す。放射パターン６０は、「ｙ－ｚ」平面内すなわちＥ平面内の角度「φ」に対応する０～３６０度の角度位置にしたがって変化することが分かる。

図６Ａに示される第１の断面図の場合と同様に、第２の断面図における放射パターン６０に関連する前方利得６２は、放射パターン５０に関連する前方利得５２と比較して著しく大きい。例えば、前方利得６２は、それぞれの指定された放射パターンエリア６６におけるビーム幅６９内で数デシベル大きい。一方、後方利得６４は、少なくとも特定の角度位置に関して、後方利得５４と比較して幾らか減少され得る。

前方利得６２は、アンテナに関連する主信号受信方向６５に沿って最大信号強度にあり得る。主信号受信方向６５は、Ｅ平面で約０度の高さにあってもよく、幾つかの例では、信号受信領域４０を修正するために、正又は負の「ｚ」軸に向かって調整されてもよい（図４）。

図７は、接地平面７２から離間された、第１の電場源７Ａ及び第２の電場源７Ｂを含む、２つの電場源の概念図を示す。電場源７Ａ、７Ｂの一方又は両方は、無限接地平面又は導電性Ｅ平面などの接地平面７２に対して反射する電場を生成するように構成され得る。

電場の反射は、接地平面７２の他方側に仮想の更なる電場源を概念的に生成すると理解することができる。例えば、第１の仮想電場源７Ａ’は第１の電場源７Ａに対応し、第２の仮想電場源７Ｂ’は第２の磁場源７Ｂに対応し得る。仮想電場源は、元の電場源からの０度の位相変化又は１８０度の位相変化のいずれかを有し得る。幾つかの例において、第１の仮想電場源は、第１の電場源７Ａから０度の位相変化（＋１）を有し、第２の仮想電場源は、第２の電場源７Ｂから１８０度の位相変化（－１）を有し得る。

図８は、接地平面８２と第１の信号受信点８Ｐ１との間に位置された電場源８Ａの概念図を示す。電場源８Ａは、接地平面８２から距離８Ｄだけ離間されてもよい。更に、第１の信号受信点８Ｐ１は、電場源８Ａから距離８Ｄ１だけ離間されてもよい。

電場源８Ａに関連する電場の反射は、接地平面８２の他方側に仮想電場源８Ａ’を概念的に生成すると理解することができる。仮想電場源８Ａ’は、接地平面８２から距離８Ｄ’だけ離間されてもよい。距離８Ｄは、絶対値に関して距離８Ｄ’に等しくてもよい。距離８Ｄ１は距離８Ｄより大きくてもよい。

図９Ａは、図８の電場源８Ａに関連する単純化された放射パターンを示し、この場合、電場源８Ａは接地平面８２から１／２λに配置され、距離８Ｄ１はλよりも大きい。幾つかの例では、距離８Ｄ１がλよりはるかに大きくてもよい。更に、第１の信号受信点８Ｐ１での信号強度又は利得はゼロであってもよい。

図９Ｂは、図９Ａに関連する、第１の信号受信点８Ｐ１における最終信号９６の生成を示す。最終信号９６は、仮想電場源８Ａ’に関連する反射（又は仮想）信号９４と、電場源８Ａに関連する元の直流信号９２との組み合わせに基づいて生成される。

反射信号９４は、それが最初は位相が１８０度ずれていることを考慮すると、第１の信号受信点８Ｐ１に到達するために元の直流信号９２よりも１λだけ移動しなければならない。更に、仮想電場源８Ａ’に関連する反射信号９４は、電場源８Ａに関連する直流信号９２に破壊的に追加されると理解することができる。したがって、直流信号及び反射信号は最終的に約１８０度位相がずれて、ゼロ又は実体のない最終信号９６を生成し得る。

図１０Ａは、図８の電場源８Ａに対応するとともに第２の信号受信点８Ｐ２及び第３の信号受信点８Ｐ３と関連付けられる単純化された放射パターンを示す。第２及び第３の信号受信点８Ｐ２、８Ｐ３は、接地平面８２に隣り合って位置されていると理解することができる。

この場合も先と同様に、電場源８Ａと接地平面８２との間の距離を１／２λと仮定すると、電場源８Ａと第２の信号受信点８Ｐ２との間の距離８Ｄ２は、１λよりも大きく、幾つかの例では１λよりもはるかに大きくてもよい。同様に、電場源８Ａと第３の信号受信点８Ｐ３との間の距離８Ｄ３は、１λより大きくてもよい。第２の信号受信点８Ｐ２に関連する距離８Ｄ２は、第３の信号受信点８Ｐ３に関連する距離８Ｄ３と等しくてもよい。

図１０Ｂは、図１０Ａの第２及び第３の信号受信点８Ｐ２、８Ｐ３における最終信号１０６の生成を示す。最終信号１０６は、仮想電場源８Ａ’に関連する反射（又は仮想）信号１０４と、電場源８Ａに関連する元の直流信号１０２との組み合わせに基づいて生成される。

この場合、直流信号８Ａが移動する距離８Ｄと、反射又は仮想電場源８Ａ’が移動する距離８Ｄ’とは実質的に等しいが、それらは、第２及び第３の信号受信点８Ｐ２、８Ｐ３において依然として１８０度位相がずれている。幾つかの例において、仮想電場源８Ａ’に関連する反射信号１０４は、電場源８Ａに関連する直流信号１０２に破壊的に加算されることによってゼロ又は実体のない最終信号１０６を生成すると理解され得る。したがって、第２の信号受信点８Ｐ２及び第３の信号受信点８Ｐ３の一方又は両方において、最終信号１０６として再びゼロ値が存在することが分かる。

図１１Ａは、図８の電場源８Ａに対応するとともに第４の信号受信点８Ｐ４及び第５の信号受信点８Ｐ５に関連付けられる単純化された放射パターンを示す。第４の信号受信点８Ｐ４は、弓状経路に沿って第１の信号受信点８Ｐ１と第２の信号受信点８Ｐ２との間の中間に位置すると理解され得る。第５の信号受信点８Ｐ５は、弓状経路に沿って第１の信号受信点８Ｐ１と第３の信号受信点８Ｐ３との間の中間に位置すると理解され得る。

この場合も先と同様に、電場源８Ａと接地平面８２との間の距離を１／２λと仮定すると、電場源８Ａと第４の信号受信点８Ｐ４との間の距離８Ｄ４は、約１／２λであってもよい。同様に、電場源８Ａと第５の信号受信点８Ｐ５との間の距離８Ｄ５は、約１／２λであってもよい。幾つかの例では、距離８Ｄ４が距離８Ｄ５に等しい。更に、反射信号が仮想電場源８Ａ’から第４の信号受信点８Ｐ４又は第５の信号受信点８Ｐ５のいずれかに到達するために移動しなければならない距離は、直流信号が電場源８Ａから移動する必要がある距離よりも約１／２λである。

図１１Ｂは、図１１Ａの第４及び第５の信号受信点８Ｐ４、８Ｐ５における最終信号１１６の生成を示す。最終信号１１６は、仮想電場源８Ａ’に関連する反射（又は仮想）信号１１４と、電場源８Ａに関連する元の直流信号１１２との組み合わせに基づいて生成される。

図９Ａ及び９Ｂを参照すると、第１の信号受信点８Ｐ１では、ゼロ値が存在することが分かる。これは、遠距離場において、反射信号９４が元の直流信号９２と比較して１λだけシフトされるためである。更に、反射に起因して、１８０度のシフトがあり、これは第１の信号受信点８Ｐ１でゼロをもたらす。同様に、図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、第２及び第３の信号受信点８Ｐ２、８Ｐ３において、電場源８Ａと反射信号９４との間に０λの差があり、この場合も、１８０度の反射位相シフトに起因してゼロをもたらすのが分かる。

更に、遠距離場では、電場源８Ａと反射信号９４、１０４との間の距離が、第１の信号受信点８Ｐ１での１λから、第２の信号受信点８Ｐ２又は第３の信号受信点８Ｐ３での０λまで減少することが分かる。これにより、建設的に増加することによって最終信号１１６の信号強度を増大させる２つの信号が生成される。したがって、第４及び第５の信号受信点８Ｐ４、８Ｐ５にピークが存在する。

図１２は、図８の接地平面８２から第１の距離に位置される電場源８Ａに関連する放射パターン１２０の一例の断面図を示す。幾つかの例において、図８の距離８Ｄなどの第１の距離は、約１／２λであってもよい。

放射パターン１２０は、点８Ｐ４、８Ｐ５に２つのピークを含むと理解することができる。２つの点８Ｐ４、８Ｐ５は、１８０度の関心領域に対称的に位置され得る。図示の例において、２つの点８Ｐ４、８Ｐ５は、０度の基準点から約６０度の位置にある。各ピークは、ビーム幅１２４内に位置する主信号受信方向１２６で最大値又はピーク値を有する前方利得１２０に対応することができる。ビーム幅１２４は、ピーク値の特定のパーセンテージ、例えば、ピーク値の少なくとも９０％に等しい放射パターン１２０の一部に対応し得る。主信号受信方向１２６は、ビーム幅１２４のほぼ中心線に位置し得る。幾つかの例では、電場源、例えばアンテナに関連する２つ以上の主信号受信方向があり得る。

点８Ｐ４、８Ｐ５における２つのピークに加えて、３つの更なる点８Ｐ１、８Ｐ２、８Ｐ３がゼロ又は実体のない信号として識別される。点８Ｐ１はゼロ度に位置し、他の２つのゼロ値点８Ｐ２、８Ｐ３は点８Ｐ１から９０度に位置されるとともに、互いに１８０度に位置される。放射パターン１２０は、様々なピーク及び／又はゼロの数及び位置にしたがって規定又は制御され得る。例えば、ピーク（複数可）は、放射パターン１２０を接地平面、例えばリフレクタから離すように向けるべく構成することができる。

図１３は、図８の接地平面８２から第２の距離に位置する電場源８Ａに関連する放射パターン１３０の例の断面図を示す。幾つかの例では、図８の距離８Ｄなどの第２の距離が約１／４λであってもよい。

信号は建設的に増加して点１３Ｐ１で最大ピークを有し、点１３Ｐ２、１３Ｐ３でゼロ値を伴うと理解され得る。この例において、最大ピークは、ピーク点１３Ｐ１のいずれの側でも実質的に対称的に延び、比較的広いビーム幅１３４を有することができる。例えば、ビーム幅１３４は、ピーク点１３Ｐ１のいずれの側でも約６０度まで延びることができる。

ビーム幅１３４内に位置する主信号受信方向１３６は、ピーク値を有するビーム幅１３４の部分に関連付けることができる。例えば、主信号受信方向１３６は、放射パターン１３０がピーク値に実質的に等しい角度範囲に対応し得る。ビーム幅１３４は、主信号受信方向１３６のいずれの側にも、放射パターン１３０の一部がピーク値のあるパーセンテージ又はピーク値からの標準偏差に等しい更なる角度範囲を含むことができる。他の例において、主信号受信方向１３６は、ビーム幅１３４のほぼ中心線、例えばピーク点１３Ｐ１に関連付けることができる。

放射パターン１３０では、１８０度の関心領域内にゼロ値がないことが分かる。図８の距離８Ｄの場合、Ｐ１における仮想（反射）電場源信号は、それが最初は１８０度位相がずれていることも考慮すると、１／２λの距離を移動しなければならない。点１３Ｐ１での最終信号は、１３Ｐ１で最大の信号増加が存在する建設的増加によって得られる。

１／２λの第１の距離に関連する放射パターン１２０を、１／４λの第２の距離に関連する放射パターン１３０と比較すると、点８Ｐ１でピーク値が減少しているが、放射パターン１２０に関しては６０度での前方利得がより大きいことに留意されたい。したがって、幾つかのアンテナアセンブリの例は、２つの放射パターン１２０、１３０の効果を混合するために、１／２λと１／４λとの間の距離８Ｄを選択することができる。

図１４Ａは、接地平面８２から第３の距離に位置する図８の電場源８Ａに関連する単純化された放射パターンを示す。電場源８Ａと接地平面８２との間の距離が１λであると仮定すると、第１の点１４Ｐ１は、接地平面８２から１λの距離に位置し得る。更に、放射パターン１４０は、第１の点１４Ｐ１のいずれの側にも９０度に位置される第２及び第３の受信点１４Ｐ２、１４Ｐ３と関連付けられ得る。第１、第２、及び第３の受信点１４Ｐ１、１４Ｐ２、１４Ｐ３は、ゼロ値又は実体のない値と関連付けられ得る。直接経路と仮想（反射）経路との間の距離は、点１４Ｐ１では２λであり得、点１４Ｐ２、１４Ｐ３では０λであり得る。

中間点１４Ｐ４、１４Ｐ６、１４Ｐ８の第１のセットは、第１の点１４Ｐ１と第２の点１４Ｐ２との間に位置されてもよく、互いに均一に離間されてもよい。更に、中間点１４Ｐ５、１４Ｐ７、１４Ｐ９の第２のセットは、第１及び第３の点１４Ｐ１、１４Ｐ３間に位置されてもよく、同様に互いに均一に離間されてもよい。点の第１及び第２のセットは、ピーク値とゼロ値との間で交互になり得る。

図１４Ｂは、接地平面８２から第３の距離に位置する図８の電場源８Ａに関連する放射パターン１４０の一例の断面図を示す。点１４Ｐ１と点１４Ｐ２との間には、点１４Ｐ４及び点１４Ｐ８において２つのピークがあり、点１４Ｐ６にもう１つのゼロがある。同じ状況が点１４Ｐ１と点１４Ｐ３との間に存在し、点１４Ｐ５及び点１４Ｐ９に２つのピークがあり、点１４Ｐ７にもう１つのゼロがある。

主信号受信方向１４６及びビーム幅１４２は、ピーク点１４Ｐ４、１４Ｐ５のうちの１つ以上と関連付けられ得る。幾つかの例において、副ピーク点１４Ｐ８、１４Ｐ９でのピークなどのピークのうちの１つ以上は、ピーク点１４Ｐ４、１４Ｐ５などの放射パターンの他の点でのピーク値よりも僅かに小さい場合がある。副ピーク点１４Ｐ８、１４Ｐ９のうちの１つ以上に関連する最大利得値は、放射パターン１４０の実効利得１４５と関連付けられ得る。幾つかの例では、実効利得１４５又は前方利得を使用して、ビーム幅１４２のおおよその上側境界及び下側境界を決定することができる。

図１５Ａは、第１の幅１５４Ｗ及び第１の高さ１５４Ｈと関連付けられた反射面１５４の一例を示し、図１５Ｂは、図１５Ａの反射面１５４を含むアンテナアセンブリにおける放射パターン１５０の一例を第１の断面図で示す。

反射面１５４（図１５Ａ）は、アンテナ、例えば第１のアンテナに対応する主信号受信方向１５６（図１５Ｂ）に面する又は主信号受信方向１５６へと向けられるように構成されてもよい。更に、反射面１５４は、主信号受信方向１５６又はアンテナ放射パターン１５０の前方方向における第１のアンテナの指向性利得を増大させるために、第１のアンテナに関連する通信信号を反射するように構成されてもよい。幾つかの例において、反射面１５４は、アンテナアセンブリの第２のアンテナの一部であってもよく又は第２のアンテナに接続されてもよい。

放射パターン１５０は、ビーム幅１５２によって境界付けられた前方利得に関連付けることができる。ビーム幅１５２は、放射パターン１５０のピーク値のパーセンテージ又はピーク値からの標準偏差に等しい放射パターン１５０の部分に対応することができる。他の例において、ビーム幅１５２は、デシベル（ｄＢ）で測定される、第１のアンテナの予め決定された信号強度に対応する閾値利得値に対応し得る。

図１５Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１５Ｂの放射パターン１５０の例を示す。ビーム幅１５２は、放射パターンのＥ平面及びＨ平面の両方において、主信号受信方向１５６などの方向成分を有することができる。更に、ビーム幅１５２は、２つの断面図において異なる角度範囲を有し得る。幾つかの例において、図１５Ｂの第１の断面図に関連付けられた角度範囲は、図１５Ｃの第２の断面図に関連する角度範囲より大きくてもよい。

図１６Ａは、幅１６４Ｗ（第２の幅）及び高さ１６４Ｈ（第２の高さ）に関連する反射面１６４の一例を示す。幾つかの例において、第２の高さ１６４Ｈは、図１５Ａの第１の高さ１５４Ｈと同じ高さであってもよく、一方、第２の幅１６４Ｗは、第１の幅１５４Ｗより小さくてもよい。

図１６Ｂは、図１６Ａの反射面１６４を含むアンテナアセンブリにおける放射パターン１６０の一例を第１の断面図で示す。

図１５Ａに関して前述した反射面１５４と同様に、反射面１６４は、アンテナ、例えば第１のアンテナに対応する主信号受信方向１６６に面する又は主信号受信方向１６６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面１６４は、主信号受信方向１６６又は放射パターン１６０の前方方向における第１のアンテナの指向性利得を増大させるために、第１のアンテナと関連付けられた通信信号を反射するように構成され得る。放射パターン１６０は、ビーム幅１６２によって境界付けられた前方利得に関連付けることができる。

反射面１５４の第１の幅１５４Ｗと比較して反射面１６４の第２の幅１６４Ｗを減少させることにより、正の「ｙ」方向及び負の「ｙ」方向における反射面の側で放射パターン１６０の性能を制御又は変更できる。例えば、図１５Ｂに示した放射パターン１５０と比較すると、ビーム幅１６２は、ビーム幅１５２よりも広い角度範囲を有する。

バックローブ１６８が、後方方向（負の「ｘ」）における放射パターン１６０のピーク後方利得１６５と関連付けられ得る。放射パターン１５０では、後方利得（９０度から２７０度の間）がゼロ又は実質的にゼロであることが分かる。バックローブ１６８のピーク後方利得１６５は、放射パターン１５０と比較して、より大きくなり得るが、放射パターン１６０の主信号受信方向１６６における前方利得は、それにもかかわらず、ピーク後方利得１６５よりも依然としてかなり大きいことが分かる。

図１６Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１６Ｂの放射パターン１６０の例を示す。

ビーム幅１６２は、放射パターンのＥ平面及びＨ平面の両方において、主信号受信方向１６６などの方向成分を有することができる。更に、ビーム幅１６２は、２つの断面図において異なる角度範囲を有し得る。幾つかの例において、図１６Ｂの第１の断面図に関連付けられた角度範囲は、図１６Ｃの第２の断面図に関連する角度範囲より大きくてもよい。

前述のように、反射面１６４の第２の幅１６４Ｗが反射面１５４の対応する第１の幅１５４Ｗよりも小さいので、バックローブ１６８がＥ面の後ろに形成されることが分かる。反射面１６４の第２の幅１６４Ｗは、例えば数ミリメートル以下の幅、幾つかの例では１ミリメートル未満の幅を有するエッジのみが存在するまで減少され得る。第２の幅１６４Ｗを減少させると、「ｘ－ｙ」平面又はＨ平面（図１６Ｂ）におけるビーム幅１６２を更に増大させることができる。

図１７Ａは、高さ１７４Ｈ（第１の高さ）及び幅１７４Ｗ（第１の幅）に関連付けられた反射面１７４の例を示し、図１７Ｂは、図１７Ａの反射面１７４を含むアンテナアセンブリにおける放射パターン１７０の一例を第１の断面図で示す。

反射面１７４は、アンテナ、例えば第１のアンテナに対応する主信号受信方向１７６に面する又は主信号受信方向１７６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面１７４は、主信号受信方向１７６又はアンテナ放射パターン１７０の前方方向における第１のアンテナの指向性利得を増大させるために、第１のアンテナに関連する通信信号を反射するように構成され得る。幾つかの例において、反射面１７４は、アンテナアセンブリの第２のアンテナの一部であってもよく又は第２のアンテナに接続されてもよい。

放射パターン１７０は、ビーム幅１７２によって境界付けられた前方利得に関連付けることができる。ビーム幅１７２は、放射パターン１７０のピーク値のパーセンテージ又はピーク値からの標準偏差に等しい放射パターン１７０の部分に対応することができる。他の例において、ビーム幅１７２は、デシベル（ｄＢ）で測定される、第１のアンテナの予め決定される信号強度に対応する閾値利得値に対応し得る。

図１７Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１７Ｂの放射パターン１７０の例を示す。

ビーム幅１７２は、放射パターンのＥ平面及びＨ平面の両方において、主信号受信方向１７６などの方向成分を有することができる。更に、ビーム幅１７２は、２つの断面図において異なる角度範囲を有し得る。幾つかの例において、図１７Ｂの第１の断面図と関連付けられた角度範囲は、図１７Ｃの第２の断面図に関連する角度範囲より大きくてもよい。

図１８Ａは、アンテナ１８１と、幅１８４Ｗ（第２の幅）及び高さ１８４Ｈ（第２の高さ）に関連する反射面１８４とを含むアンテナアセンブリ１８９の一例を示す。幾つかの例において、第２の幅１８４Ｗは、図１７Ａの第１の幅１７４Ｗと同じ幅であってもよく、一方、第２の高さ１８４Ｈは、第２の高さ１７４Ｈより低くてもよい。更に、第２の高さ１８４Ｈは、アンテナ１８１（第１のアンテナ）に関連するアンテナ高さ１８１Ｈにほぼ等しくてもよい。幾つかの例において、反射面１８４の第２の高さ１８４Ｈは、アンテナ高さ１８１Ｈより低くてもよい。

図１８Ｂは、図１８Ａの反射面を含むアンテナアセンブリにおける放射パターン１８０の一例を第１の断面図で示す。

図１５Ａに関して前述した反射面１５４と同様に、反射面１８４は、アンテナ１８１に対応する主信号受信方向１８６に面する又は主信号受信方向１８６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面１８４は、主信号受信方向１８６又は放射パターン１８０の前方方向におけるアンテナ１８１の指向性利得を増大させるためにアンテナ１８１に関連する通信信号を反射するように構成され得る。放射パターン１８０は、ビーム幅１８２によって境界付けられた前方利得に関連付けることができる。

反射面１７４の第１の高さ１７４Ｈと比較して反射面１８４の第２の高さ１８４Ｈを減少させることにより、正の「ｙ」方向及び負の「ｙ」方向における反射面の側における放射パターン１８０の性能を制御又は変更できる。例えば、図１７Ｂに示される放射パターン１７０と比較すると、放射パターン１８０のビーム幅１８２は、ビーム幅１７２よりも狭い角度範囲を有する。

バックローブ１８８が、後方方向（負の「ｘ」）における放射パターン１８０のピーク後方利得１８５と関連付けられ得る。放射パターン１８０では、ピーク後方利得１８５が放射パターン１７０（図１７Ｂ）のピーク後方利得１７５よりも大きいことが分かる。バックローブ１８８が放射パターン１７０のバックローブ１７８と比較して大きいことに加えて、放射パターン１８０の主信号受信方向１８６におけるピーク利得１８５が後方方向にあることが分かる。更に、前方利得１８５は、バックローブ１８８に関連する後方利得よりも僅かに小さい。

図１８Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される図１８Ｂの放射パターン１８０の例を示す。

ビーム幅１８２は、放射パターンのＥ平面及びＨ平面の両方において、主信号受信方向１８６などの方向成分を有することができる。更に、ビーム幅１８２は、２つの断面図において異なる角度範囲を有し得る。幾つかの例において、図１８Ｂの第１の断面図と関連付けられた角度範囲は、図１８Ｃの第２の断面図に関連する角度範囲よりも大きくてもよい。

反射面１８４の第２の幅１８４Ｗが反射面１７４の対応する第１の幅１７４Ｗよりも大きいため、バックローブ１８８はＥ面の後ろに形成される。反射面１８４の第２の幅１８４Ｗは、第２の幅１８４Ｗが第２の高さ１８４Ｈにほぼ等しくなるまで増大され得る。幾つかの例では、第２の幅１８４Ｗが第２の高さ１８４Ｈより大きくてもよい。

図１９Ａは、反射面１９４及びアンテナ１９１を含むアンテナアセンブリ１９９の一例を示し、図１９Ｂは、図１９Ａのアンテナアセンブリ１９９における放射パターン１９０の一例を第１の断面図で示す。反射面１９４は、高さ１９４Ｈ（第１の高さ）及び幅１９４Ｗ（第１の幅）を含む。アンテナ１９１は、距離１９Ｄだけ反射面１９４から離間させることができる。

反射面１９４は、アンテナ１９１に対応する主信号受信方向１９６に面する又は主信号受信方向１９６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面１９４は、主信号受信方向１９６又は放射パターン１９０の前方方向におけるアンテナ１９１の指向性利得を増大させるためにアンテナ１９１に関連する通信信号を反射するように構成され得る。幾つかの例において、反射面１９４は、アンテナアセンブリ１９９の第２のアンテナの一部であってもよく又は第２のアンテナに接続されてもよい。

放射パターン１９０は、ビーム幅１９２によって境界付けられた前方利得に関連付けることができる。ビーム幅１９２は、放射パターン１９０のピーク値のパーセンテージ又はピーク値からの標準偏差に等しい放射パターン１９０の部分に対応することができる。他の例において、ビーム幅１９２は、デシベル（ｄＢ）で測定される、アンテナ１９１の予め決定された信号強度に対応する閾値利得値に対応し得る。

図１９Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図１９Ｂの放射パターン１９０の例を示す。ビーム幅１９２は、放射パターンのＥ平面及びＨ平面の両方において、主信号受信方向１９６などの方向成分を有することができる。更に、ビーム幅１９２は、２つの断面図において異なる角度範囲を有し得る。幾つかの例において、図１９Ｂの第１の断面図に関連付けられた角度範囲は、図１９Ｃの第２の断面図に関連する角度範囲より大きくてもよい。

図２０Ａは、反射面２０４、第１のアンテナ２０１、及び下側信号受信体２０３を含むアンテナアセンブリ２０９の一例を示す。反射面は、幅２０４Ｗ（第２の幅）及び高さ２０４Ｈ（第２の高さ）を含み得る。幾つかの例において、第２の幅２０４Ｗは、図１９Ａの第１の幅１９４Ｗと同じ幅であってもよく、また、第２の高さ２０４Ｈは、第１の高さ１９４Ｈと同じ高さであってもよい。第１のアンテナ２０１は、アンテナ距離２０Ｄだけ反射面２０４から離間させることができる。幾つかの例において、第２のアンテナは、反射面２０４に電気的に結合された下側信号受信体２０３を含む。

下側信号受信体２０３は、反射面２０４に対して実質的に垂直に形成され得る。幾つかの例では、下側信号受信体２０３及び反射面２０４が同じ幅である。下側信号受信体２０４は、距離２０３Ｄだけ反射面２０４から離れて延びることができる。幾つかの例において、下側信号受信体２０３は、下側信号受信体２０３が第１のアンテナの下方で延びるように、第１のアンテナ２０１と反射面２０４との間の距離２０Ｄ以上である距離２０３Ｄだけ延びることができる。第１のアンテナ２０１の下端は、下側信号受信体２０３よりも上方に距離２０３Ｈを隔てて位置され得る。

図２０Ｂは、図２０Ａのアンテナアセンブリ２０９における放射パターン２００の一例を第１の断面図で示す。

図１５Ａに関して前述した反射面１５４と同様に、反射面２０４は、第１のアンテナ２０１に対応する主信号受信方向２０６に面する又は主信号受信方向２０６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面２０４は、主信号受信方向２０６又は放射パターン２００の前方方向での第１のアンテナ２０１の指向性利得を増大させるために第１のアンテナ２０１に関連する通信信号を反射するように構成され得る。放射パターン２００は、ビーム幅２０２によって境界付けられた前方利得に関連付けられ得る。

下側信号受信体２０３を含むことによって、反射面の側における放射パターン２００の性能を制御又は修正することができる。例えば、図１９Ｂに示される放射パターン１９０と比較すると、放射パターン２００のビーム幅２０２は、ビーム幅１９２より広い角度範囲を有する。

バックローブ２０８が、後方方向における放射パターン２００のピーク後方利得２０５と関連付けられ得る。放射パターン２００では、ピーク後方利得２０５が放射パターン１９０（図１９Ｂ）のピーク後方利得１９５より小さいことが分かる。

図２０Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図２０Ｂの放射パターン２００の例を示す。

下側信号受信体２０３を追加することにより、放射パターン２００をＨ平面で制御することができる。下側部信号受信体２０３が第１のアンテナ２０１の下方で延在するとき、放射パターン２００はＨ平面で下方にシフトされる。一方、幾つかの例では、下側信号受信体２０３を第１のアンテナ２０１を超えて延在させることによって、放射パターン２００をＨ平面で上方にシフトすることができる。

第１のアンテナ２０１と下側信号受信体２０３との間の距離２０３Ｈ又は隙間を減少させることによって、放射パターン２００は、底部に向かって更にシフトされ得る。幾つかの例において、放射パターン２００は、反射面１９４（図１９Ａ）などの下側信号受信体を伴わない反射面を含むアンテナアセンブリに関してアンテナが下げられると、反対方向にシフトし得る。その場合、アンテナ１９１を下げることによって、放射パターン１９０を上方にシフトすることができる。

図２１Ａは、反射面２１４、第１のアンテナ２１１、下側信号受信体２１３、及び上側信号受信体２１７を含むアンテナアセンブリ２１９の一例を示す。反射面２１４は信号受信体も備え得る。第１のアンテナ２１１は、反射面２１４から距離２１Ｄだけ離間され得る。

幾つかの例において、第２のアンテナは、反射面２１４に電気的に結合される上側部信号受信体２１７を含み、また、下側信号受信体２１３は、反射面２１４に電気的に結合され得る。上側信号受信体２１７は、第１のアンテナ２１１の上端よりも高い高さ方向の高さ２１７Ｈにおいて反射面２１４から離れるように延びる長さ２１７Ｄを含んでもよい。上側信号受信体２１７及び第１のアンテナ２１１の上端は、第２の信号受信体２１７を第１のアンテナ２１１から電気的に絶縁するように、高さ方向で互いに離間されてもよい。

更に、下側信号受信体２１３は、下側信号受信体２１３が第１のアンテナ２１１の下方で延在するように、第１のアンテナ２１１と反射面２１４との間の距離２１Ｄ以上の距離２１３Ｄだけ延在することができる。下側信号受信体２１３及び第１のアンテナ２１１の下端は、下側信号受信体２１３を第１のアンテナ２１１から電気的に絶縁するように高さ方向で高さ２１３Ｈだけ互いに離間され得る。

図２１Ｂは、図２１Ａのアンテナアセンブリ２１９における放射パターン２１０の一例を第１の断面図で示す。

反射面２１４は、第１のアンテナ２１１に対応する主信号受信方向２１６に面する又は主信号受信方向２１６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面２１４は、主信号受信方向２１６又はアンテナ放射パターン２１０の前方方向における第１のアンテナ２１１の指向性利得を増大させるために第１のアンテナ２１１に関連する通信信号を反射するように構成され得る。幾つかの例において、反射面２１４は、アンテナアセンブリ２１９の第２のアンテナの一部であってもよく又は第２のアンテナに接続されてもよい。

放射パターン２１０は、ビーム幅２１２によって境界付けられた前方利得に関連付けることができる。ビーム幅２１２は、放射パターンのピーク値のパーセンテージ又はピーク値からの標準偏差に等しい放射パターン２１０の部分に対応することができる。他の例において、ビーム幅２１２は、デシベル（ｄＢ）で測定される、第１のアンテナ２１１の予め決定された信号強度に対応する閾値利得値に対応し得る。

図２１Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図２１Ｂの放射パターン２１０の例を示す。

ビーム幅２１２は、放射パターンのＥ平面及びＨ平面の両方において、主信号受信方向２１６などの方向成分を有することができる。更に、ビーム幅２１２は、２つの断面図において異なる角度範囲を有し得る。幾つかの例において図２１Ｂの第１の断面図に関連付けられた角度範囲は、図２１Ｃの第２の断面図に関連する角度範囲より大きくてもよい。

図２２Ａは、反射面２２４、第１のアンテナ２２１、下側信号受信体２２３、及び上側信号受信体２２７を含むアンテナアセンブリ２２９の一例を示す。図２２Ａの上側信号受信体２２７は、図２１Ａの上側信号受信体２１７の長さ２１７Ｄと比較して延長された長さ２２７Ｄを有する。第１のアンテナ２２１は、反射面２２４からアンテナ距離２２Ｄだけ離間され得る。

幾つかの例において、第１のアンテナ２２１と上側信号受信体２２３及び下側信号受信体２２７との間の間隔又は隙間は、アンテナアセンブリ２１９、２２９の両方に関して同じであってもよい。例えば、高さ２２３Ｈが高さ２１３Ｈと実質的に等しくてもよく、また、高さ２２７Ｈが高さ２１７Ｈと実質的に等しくてもよい。更にまた、アンテナ距離２２Ｄは、アンテナ距離２１Ｄと実質的に等しくてもよい。

上側信号受信体２２７の長さ２２７Ｄは、上側信号受信体２２７が第１のアンテナ２２１の上端の真上で延在するように、第１のアンテナ２２１と反射面２２４との間のアンテナ距離２２Ｄ以上であってもよい。

下側信号受信体２２３及び上側信号受信体２２７の一方又は両方を追加することによって、関連する放射パターン２２０の性能及び形状を制御することができる。更に、放射パターンを制御するために、受信体の長さ及び第１のアンテナ２２１からの間隔を変更することができる。更にまた、ビーム幅のサイズ及び方向も、以下の図面に関して更に説明するように制御することができる。

図２２Ｂは、図２２Ａのアンテナアセンブリ２２９における放射パターン２２０の一例を第１の断面図で示す。

図１５Ａに関して前述した反射面１５４と同様に、反射面２２４は、第１のアンテナ２２１に対応する主信号受信方向２２６に面する又は主信号受信方向２２６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面２２４は、主信号受信方向２２６又は放射パターン２２０の前方方向における第１のアンテナ２２１の指向性利得を増大させるために、第１のアンテナ２２１に関連する通信信号を反射するように構成され得る。放射パターン２２０は、ビーム幅２２２によって境界付けられた前方利得に関連付けられ得る。

下側信号受信体２２３を含めることによって、反射面の側における放射パターン２２０の性能を制御又は修正することができる。例えば、図２１Ｂに示される放射パターン２１０と比較すると、放射パターン２２０のビーム幅２２２は、ビーム幅２１２よりも広い角度範囲を有する。

バックローブ２２８が、後方方向における放射パターン２２０のピーク後方利得２２５と関連付けられ得る。放射パターン２２０では、ピーク後方利得２２５が放射パターン２１０のピーク後方利得２１５よりも大きいことが分かる（図２１Ｂ）。

図２２Ｃは、第１の断面図に対して垂直な第２の断面図で示される、図２２Ｂの放射パターン２２０の例を示す。上側信号受信体２２７の長さ２２７Ｄを延長することによって、放射パターン２２０をＨ平面で更に制御することができる。上側信号受信体２２７が第１のアンテナ２２１の上方で延在する場合、放射パターン２２０はＨ平面で上方にシフトする。

図２３Ａは、第１のアンテナ２３１及び第２のアンテナ２３２を含むアンテナアセンブリ２３９の一例を示す。第２のアンテナ２３２は、反射面２３４及び上側信号受信体２３８を含む。第２のアンテナ２３２は、接地平面２３３の上方に位置され得る。

第１のアンテナ２３１は、反射面２３４からアンテナ距離２３Ｄだけ離間され得る。第１のアンテナ２３１の上端は、上側信号受信体２３８から距離２３８Ｈだけ離間され得る。更に、第１のアンテナ２３１の下端は、接地平面２３３から距離２３３Ｈだけ離間され得る。

図２３Ｂは、図２３Ａのアンテナアセンブリ２３９における放射パターン２３０の一例の断面図を示す。

反射面２３４（図２３Ａ）は、第１のアンテナ２３１に対応する主信号受信方向２３６に面する又は主信号受信方向２３６へと向けられるように構成され得る。更に、反射面２３４は、主信号受信方向２３６又はアンテナ放射パターン２３０の前方方向での第１のアンテナ２３１の指向性利得を増大させるために、第１のアンテナ２３１に関連する通信信号を反射するように構成され得る。

放射パターン２３０は、放射パターン２３０のピーク値のパーセンテージ又はピーク値からの標準偏差に等しい放射パターン２３０の部分に対応するビーム幅２３５によって境界付けられる前方利得と関連付けられ得る。

図２４Ａは、第１のアンテナ２４１及び第２のアンテナ２４２を含むアンテナアセンブリ２４９の別の例を示す。第２のアンテナ２４２は、反射面２４４及び上側信号受信体２４８を含む。第２のアンテナ２４２は、接地平面２４３の上方に位置され得る。

第１のアンテナ２４１は、反射面２４４からアンテナ距離２４Ｄだけ離間され得る。第１のアンテナ２４１の上端は、上側信号受信体２４８から距離２４８Ｈだけ離間され得る。更に、第１のアンテナ２４１の下端は、接地平面２４３から距離２４３Ｈだけ離間され得る。

アンテナ距離２４Ｄは、アンテナ距離２３Ｄ（図２３Ａ）と実質的に等しくてもよい。幾つかの例において、第１のアンテナ２４１は、距離２３３Ｈ（図２３Ａ）と比較して、距離２４３Ｈに対応するより高い高さまで上げられ得る。同時に、第１のアンテナ２４１の上端と上側信号受信体２４８との間の距離２４８Ｈは、距離２３８Ｈより小さくてもよい。

図２４Ｂは、図２４Ａのアンテナアセンブリ２４９の放射パターン２４０の一例の断面図を示す。

放射パターン２４０を放射パターン２３０（図２３Ｂ）と比較すると、接地平面２４３に対する第１のアンテナ２４２の高さ（距離２４３Ｈ）を調整することによって、主信号受信方向２４６及びビーム幅２４５と共に、放射パターン２４０をＨ平面で制御できることが示される。この場合、主信号受信方向２４６は、主信号受信方向２３６（図２３Ｂ）と比較して下方にシフトされる。

接地平面２４３に対する第１のアンテナ２４１の高さを調整することによって、Ｅ平面における放射パターンも制御することができる。一方、放射パターンの側部性能（正の「ｘ」から負の「ｘ」）は、第１のアンテナ２４２と反射面２４４との間のアンテナ距離２４Ｄを変更することによって制御され得る。また、アンテナ距離２４Ｄを変更することによって正の「ｙ」方向の利得を制御することができる。

図２５Ａは、第１のアンテナ２５１及び反射面２５２を含むアンテナアセンブリ２５０の更に他の例を示す。幾つかの例において、第１のアンテナ２５１は、モノポールアンテナ、折り返しダイポールアンテナ、又は金属板、金属ワイヤ、金属棒、丸棒、フィルム、及びプリント回路基板（ＰＣＢ）の表面又は層などの他のタイプのアンテナを備え得る。更に、反射面２５２は、第２のアンテナの一部であってもよい。幾つかの例において、第２のアンテナは、金属板、金属ワイヤ、金属棒、又は丸棒を備えてもよい。第１のアンテナ２５１は、反射面２５２からアンテナ距離２５Ｄだけ離間される。第１のアンテナ２５１と反射面２５２とは、第１のアンテナ２５１の上端から反射面２５２までの距離が第１のアンテナ２５１の下端から反射面２５２までの距離と等しくなるように、実質的に平行である。

図２５Ｂは、角度２５４だけ傾斜した反射面２５２を伴うアンテナアセンブリ２５５を示す。第１のアンテナ２５１及び反射面２５２は、第１のアンテナ２５１の上端から反射面２５２までの距離が第１のアンテナ２５１の下端から反射面２５２までの距離未満であるように互いに非平行である。他の例において、第１のアンテナ２５１の上端から反射面２５２までの距離は、第１のアンテナ２５１の下端から反射面２５２までの距離よりも大きくてもよい。反射面２５２を第１のアンテナ２５１に対して傾けられるように傾斜させることによって、放射パターンをＨ平面で制御することができる。

幾つかの例では、反射面２５２を傾ける代わりに又は反射面２５２を傾けることに加えて、反射面２５２が第１のアンテナと同一平面にあるように回転されてもよい。更に図２を参照すると、反射面２５２は、Ｅ面内において反射面２５２が第１のアンテナ（例えば、アンテナ５）と同一平面にあるように９０度回転されてもよい。したがって、第１のアンテナに近接する反射面２５２のエッジに加えて、反射面２５２の両側は、第１のアンテナに対応する信号を反射するように機能することができる。

図２６Ａは、図１に示されるアンテナアセンブリ１０などのアンテナアセンブリにおける信号受信体２６０の一例を示す。図１を更に参照すると、信号受信体２６０は、第１のアンテナ５の上端の上方で延在する１つ以上のテーパ状アンテナ素子を含むことができる。例えば、信号受信体２６０は、信号受信体２６０の後端に位置される素子２６１、２６２の第１のセットを含むことができる。更に、信号受信体２６０は、第１のアンテナ５の上端の上方で延在する素子２６５の第２のセットを含むことができる。

図２６Ｂは、素子２６１、２６２の第１のセットが１つ以上の頂点２６６、２６７を含む、図２６Ａの信号受信体２６０の背面図を示す。一部の例において、信号受信体２６０は、図１の第２のアンテナ１５などの第２のアンテナに接続され得るホルダ２６４を含み得る。信号受信体２６０の形状は、第１のアンテナ５に関連する放射パターンを部分的に制御するためにテーパ状又は傘の形状を含んでもよい。

信号受信体２６０は、背面図の観点からすれば、狭い上部から広い下部へと先細りになっていてもよい。幾つかの例では、狭い上部が閉鎖又は連結され、幅広い下部が開放され得る。更に図２６Ｂを参照すると、素子２６１、２６２の第１のセットのテーパ形状は、素子２６１、２６２の第１のセットの上端間の距離が反射面２６４の反対側に位置する下端間の距離よりも小さい角度を形成することができる。

信号受信体２６０は、逆Ｖ字形の受信体、山型の受信体、シェブロン型の受信体を含む、他の形状又はタイプのテーパ状アンテナ素子を備えてもよく、更にその全体が参照により本願に組み入れられる米国特許第９，８２５，３５１号に開示されるようになっていてもよい。更に、信号受信体２６０は、単一の金属シートから又は複数のシートから形成することができ、曲がりくねった形態を有する及び／又は１つ以上のスリットが形成された１つ以上のシートを含む。

図２７は、多数の穴２７１、２７２を有する反射面２７０の例を示す。反射面２７０は、高さ２７６Ｈ及び幅２７６Ｗを含むことができる。幾つかの例では、多数の穴２７１、２７２が高さ方向で直線的に向けられる。

穴２７１、２７２は、高さ２７１Ｈ及び幅２７１Ｗに関連付けることもできる。穴の数及びサイズは、アンテナ（図１の第１のアンテナ５など）に関連する放射パターンの形状を制御し且つ反射面の重量を減らすように構成することができる。幾つかの例において、反射面２７０は、図１の第２のアンテナ１５などの第２のアンテナの一部を形成することができる。

図２８は、曲がりくねった蛇行構造２８５を有する反射面２８０の別の例を示す。反射面２８０は、図１の第２のアンテナ１５などの第２のアンテナの一部を形成することができるとともに、基板２８６上にエッチングされた或いはさもなければ形成された反射パターンを含むことができる。反射パターンは蛇行構造２８５を含むことができる。他の例において、蛇行構造２８５は、基板２８６から切り出される或いはさもなければ除去されてもよく、この場合、基板２８６は信号を反射するように構成され得る。

蛇行構造２８５は、高さ２８５Ｈ及び幅２８５Ｗに関連付けることができる。幾つかの例において、高さ２８５Ｈ及び幅２８５Ｗは、基板２８６の高さ２８６Ｈ及び幅２８６Ｗのそれぞれより小さくてもよい。蛇行構造２８５の高さ２８５Ｈ、幅２８５Ｗ、及び巻き数は、図１の第１のアンテナ５などのアンテナに関連する放射パターンを制御するために変えられてもよい。

本明細書に記載された全ての態様、利点、及び特徴が、必ずしもいずれかの特定の例示的な実施形態によって達成される又はそれに含まれるわけではないことを理解すべきである。実際に、本明細書で様々な例を説明及び図示してきたが、他の例を構成及び詳細において変更できることは明らかである。

本明細書で説明される特定の例は、Ｖ２Ｘ技術で動作すると理解され得るが、他の例では、１つ以上のアンテナが、信号を受信し、及び／又は、周波数変調（ＦＭ）、振幅変調（ＡＭ）、デジタルオーディオ放送（ＤＡＢ）、デジタルテレビ（ＤＴＶ）、電話、セルラー、その他の種類の伝送、又はそれらの任意の組み合わせに関連する放射パターンを制御するように構成され得る。

Ｖ２Ｘアンテナを含むアンテナアセンブリなどの幾つかの例示的なアンテナアセンブリにおいて、アンテナ構成要素は、所望の放射パターンの少なくとも半分をカバーするために、主に所望の放射パターンの一方向の利得を増大させるように構成され得る。これは、例えば、別のアンテナが所望の放射パターンの残りの半分をカバーすると仮定することができる。

アンテナ利得は、Ｖ２Ｘアンテナと同じハウジング内にあるセルラーアンテナなどの反射板を使用することによって増大させることができる。他のタイプのアンテナの組み合わせには、例えばＷｉ－Ｆｉとセルラーが含まれる場合がある。反射面を備えたアンテナアセンブリは、複数のアンテナを含むルーフマウント車両パッケージ用に構成することができる。しかしながら、本明細書で開示される例のうちの１つ以上は、車両内の隠しアンテナ、車両のガラス内のガラスアンテナ、又は３つ以上のアンテナが同じパッケージ内にある非自動車アンテナ用途など、他の用途にも使用され得る。

４Ｇ／５Ｇ及びＶ２Ｘアンテナアセンブリに加えて、本明細書で開示される例のうちの１つ以上は、他のタイプ、及び異なるアンテナの他の組み合わせと共に使用され得る。

我々は、ここで主張する主題の趣旨と範囲内にある全ての修正と変更を主張する。

Claims (20)

1. 高さ方向で第１の長さを有する第１のアンテナと、
   前記高さ方向で前記第１の長さよりも大きい第２の長さを有する反射面を含む第２のアンテナと、
   を備え、
   前記第２のアンテナの前記反射面が、前記第１のアンテナの主信号受信方向へと向けられ、前記反射面が、前記第１のアンテナと関連付けられる通信信号を反射して前記第１のアンテナの指向性利得を前記主信号受信方向で増大させるように構成されている、
   アンテナアセンブリ。
2. 前記第２のアンテナが、前記反射面からオフセットされた信号受信体を備える、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
3. 前記信号受信体が、前記反射面に対して垂直に形成される垂直配向平面に沿って前記反射面から角度的にオフセットされ、前記反射面が、前記垂直配向平面に沿って前記信号受信体と前記第１のアンテナとの間に位置される、請求項２に記載のアンテナアセンブリ。
4. 前記第２のアンテナが、前記信号受信体に電気的に結合される第２の信号受信体を備え、前記第２の信号受信体が、前記第１のアンテナの上端よりも高い前記高さ方向の高さで前記信号受信体から延びる、請求項２に記載のアンテナアセンブリ。
5. 前記第２の信号受信体と前記第１のアンテナの前記上端とが前記高さ方向で互いに離間されて、前記第２の信号受信体を前記第１のアンテナから電気的に絶縁する、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
6. 前記第２の信号受信体の長さが、前記第１のアンテナと前記反射面との間の前記主信号受信方向での距離以上であることにより、前記第１のアンテナの前記上端の真上に延びる、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
7. 前記第２の信号受信体が、前記第１のアンテナの前記上端よりも上方で延びるテーパ状アンテナ素子を備える、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
8. 前記第２のアンテナが、前記信号受信体に電気的に結合される第３の信号受信体を更に備え、前記第３の信号受信体が、前記第１のアンテナの下端よりも下方にある前記高さ方向の高さで前記信号受信体から延びる、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
9. 前記第３の信号受信体と前記第１のアンテナの前記下端とが、前記高さ方向で互いに離間されて、前記第３の信号受信体を前記第１のアンテナから電気的に絶縁する、請求項８に記載のアンテナアセンブリ。
10. 前記第３の信号受信体の長さが、前記第１のアンテナと前記反射面との間の前記主信号受信方向での距離以上であることにより、前記第１のアンテナの前記下端の真下に延びる、請求項８に記載のアンテナアセンブリ。
11. 前記信号受信体が前記反射面に電気的に結合されてマルチバンドアンテナを形成し、前記信号受信体と前記反射面とが異なる実効アンテナ長を有する、請求項２に記載のアンテナアセンブリ。
12. 前記高さ方向で少なくとも部分的に前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナよりも上方に位置されるアンテナハウジングを更に備え、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとが前記主信号受信方向に沿って互いに空間的に離間され、前記主信号受信方向が前記高さ方向に対して実質的に垂直である、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
13. 高さ方向で第１の長さを有する第１のアンテナであって、第１の周波数を有する第１の通信信号を受信するように構成されている、第１のアンテナと、
    前記高さ方向で前記第１の長さ以上の第２の長さを有する反射面を含む第２のアンテナであって、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の通信信号を受信するように構成されている、第２のアンテナと、
    を備え、
    前記第２のアンテナの前記反射面が、前記第１のアンテナの主信号受信方向へと向けられ、前記反射面が、前記第１の通信信号を反射して前記第１のアンテナの指向性利得を前記主信号受信方向で増大させるように構成されている、
    アンテナアセンブリ。
14. 前記第１のアンテナと関連付けられる前記第１の通信信号が主信号波長を有し、前記高さ方向に対して垂直な方向での前記第１のアンテナと前記反射面との間の距離が前記主信号波長の約１／２以下である、請求項１３に記載のアンテナアセンブリ。
15. 前記第１のアンテナが車車間・路車間通信アンテナを構成し、前記第２のアンテナが、無線アンテナ、遠隔通信アンテナ、及び、デジタルオーディオブロードキャストアンテナから成るグループから選択される共振アンテナを構成する、請求項１３に記載のアンテナアセンブリ。
16. 前記第１のアンテナが折り返しダイポールアンテナを構成する、請求項１５に記載のアンテナアセンブリ。
17. 前記第１のアンテナが、前記高さ方向で垂直配向アンテナ基板表面上に形成され、前記アンテナ基板表面が前記反射面に対して実質的に垂直に位置される、請求項１５に記載のアンテナアセンブリ。
18. 前記第２のアンテナの前記反射面が、前記高さ方向に直線的に向けられた複数の穴を備える、請求項１３に記載のアンテナアセンブリ。
19. 前記第２のアンテナの前記反射面が、基板上に形成される反射パターンを備え、前記反射パターンが曲がりくねった蛇行構造を備える、請求項１３に記載のアンテナアセンブリ。
20. 車載構造体に取り付けられるアンテナハウジングを更に備え、前記高さ方向が前記車載構造体から離れるように延び、前記第１のアンテナと前記反射面を含む前記第２のアンテナとがいずれも前記アンテナハウジング内に位置される、請求項１３に記載のアンテナアセンブリ。

Images