JP2010522498A - 実質的に同じ特性を有する第１および第２の放射素子を含むアンテナ - Google Patents

Abstract

無線通信用のアンテナを含む装置が開示される。アンテナは、第１の放射素子と、第１の放射素子に電磁的に結合され、第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子とを含む。第１の放射素子は、第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じである少なくとも１つの特性を含む。第１の放射素子は、楕円形、円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形など、様々な形状を有するプレーナモノポールとして構成できる。プレーナモノポールは、さらに、平坦な、または湾曲した金属負荷に電気的に結合できる。第１の放射素子はコーンとしても構成できる。第２の放射素子は、平坦な、または湾曲した金属構造として構成できる。

Description

米国特許法１１９条における優先権の主張
本出願は、参照によって本明細書に組み込まれる、２００７年３月２３日に出願された「Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ Ａｎｔｅｎｎａｓ」と題する米国仮出願第６０／８９６，７７２号の出願日の利益を主張するものである。

本開示は、一般に、通信システムに関し、より詳細には、実質的に同じ特性を有する第１および第２の放射素子を備えるアンテナに関する。

電池など、限定された電源で動作する通信デバイスは、一般に、比較的少ない電力量を消費しながら意図された機能性を提供するための技法を使用する。普及している１つの技法は、パルス変調技法を使用して信号を送信することに関する。この技法では、概して、パルスを送信しない時間中に低デューティサイクルパルスを使用して情報を送信し、低電力モードで動作する。したがって、これらのデバイスでは、送信機を連続的に動作させる通信デバイスよりも一般に効率が良い。

適用例によっては、パルスが比較的小さいデューティサイクルを有することがあるので、パルスを送信または受信するために使用されるアンテナは、それがパルスの形状または周波数成分に及ぼす影響を最小にするべきである。したがって、アンテナは、比較的大きい帯域幅を有するべきである。さらに、アンテナは、電池など、限定された電源が使用される低電力適用例で使用されることがあるので、アンテナは、無線媒体への信号の送信または無線媒体からの信号の受信において比較的高い効率を有するべきである。したがって、意図された帯域幅にわたるその反射減衰量は比較的高くなるべきである。さらに、アンテナは、比較的小さいハウジング中に組み込まれる必要がある適用例で使用されることがあるので、アンテナは比較的コンパクトな構成をも有するべきである。

本開示の一態様は無線通信用の装置に関する。本装置は、第１の放射素子と、第１の放射素子に電磁的に結合され、第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子とを備える。第１の放射素子は、第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じである少なくとも１つの特性を含む。

別の態様では、第１の放射素子は、第２の放射素子の少なくとも１つの特性に対して実質的に直角に延びる少なくとも１つの特性を含む。さらに別の態様では、第１の放射素子は、第２の放射素子の少なくとも１つの特性に対して実質的に平行に延びる少なくとも１つの特性を含む。さらに別の態様では、第１の放射素子は、第２の放射素子の少なくとも１つの特性から規定された鋭角で延びる少なくとも１つの特性を含む。また別の態様では、第１または第２の放射素子の特性は、方向、幅、高さ、面積または容量を備えることができる。

別の態様では、第１の放射素子はコーンを備え、第２の放射素子は実質的に平坦なプレートを備え、コーンの少なくとも１つの特性はその開口の面積を備え、実質的に平坦なプレートの少なくとも１つの特性はその表面積を備える。

別の態様では、第１の放射素子は導電性プレートを備える。導電性プレートは、楕円形、円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形の形状のいずれかを含むように構成できる。さらに別の態様では、導電性プレートに電気的に結合された金属負荷が与えられることがある。金属負荷は、実質的に平坦なプレートとして、または導電性プレートの輪郭の少なくとも一部に実質的に従う形状を有するように構成できる。

別の態様では、第１の放射素子はコーンを備え、コーンは金属、または金属と、プラスチック、マイラー、テフロン（登録商標）、ポリイミド、ＦＲ４、デュロイド、ＰＴＦＥなどの誘電体とを備える。さらに別の態様では、第１の放射素子は、実質的に中空のコーンと、中空コーンを実質的に囲むキャップとを備える。中空コーンは、電気絶縁体を含む内面と、金属を含む外面とを備えることができる。

別の態様では、本装置は、第１の放射素子に電気的に結合され、第２の放射素子から電気的に絶縁されたフィードをさらに備えることができる。別の態様では、第１の放射素子は実質的に中空のコーンを備えることができ、フィードの少なくとも一部は中空コーン内にある。さらに、別の態様では、本装置は、フィードを介して信号を送信または受信するように適合された回路と、回路に電力を供給するように適合された電池とをさらに備えることができ、回路の少なくとも一部と電池の少なくとも一部とが中空コーン内に配設される。さらに、別の態様では、電池の少なくとも一部が中空コーンを実質的に囲むようにキャップを形成する。

別の態様では、本装置はフィードに電気的に結合された第３の放射素子を備えることができ、第３の放射素子は、第２の放射素子に電磁的に結合され、第２の放射素子から電気的に絶縁される。別の態様では、フィードは、同軸伝送線路の中心導体の一部を形成するか、またはそれに電気的に結合される。別の態様では、フィードはプリント回路板に電気的に結合され、プリント回路板はマイクロストリップまたはストリップ線路として構成できる。

別の態様では、第２の放射素子は導電性プレートを備える。導電性プレートは、規定された湾曲面を有することができる。さらに別の態様では、第１および第２の放射素子は、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅、または２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅および５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有する、規定された超広帯域（ＵＷＢ）チャネル内で信号を送信または受信するように適合される。

本開示の他の態様、利点および新規の特徴は、添付の図面とともに本開示の以下の詳細な説明を検討すると明らかになるであろう。

本開示の一態様による、例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の一態様による、例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、別の例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、別の例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、例示的な傾斜した金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、例示的な傾斜した金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、別の例示的な傾斜した金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、別の例示的な傾斜した金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面および側面の部分断面図。 本開示の別の態様による、同軸伝送線路に結合された例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された別の例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、例示的な傾斜したコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、キャップをもつ例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、別の例示的な金属被覆された円錐形アンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、例示的なデュアルコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、同軸伝送線路に結合された例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された別の例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、湾曲した第２の放射素子をもつ別の例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、中空部内にあるフィードを含む、例示的な実質的に中空のコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、中空コーン内にあるフィード、回路、および電池を含む、別の例示的な実質的に中空のコーンアンテナの正面の部分断面図。 本開示の別の態様による、例示的な通信デバイスのブロック図。 本発明の別の態様による、別の例示的な通信デバイスのブロック図。 本発明の別の態様による、別の例示的な通信デバイスのブロック図。 本開示の別の態様による、様々なパルス変調技法のタイミング図。 本開示の別の態様による、様々なパルス変調技法のタイミング図。 本開示の別の態様による、様々なパルス変調技法のタイミング図。 本開示の別の態様による、様々なパルス変調技法のタイミング図。 本開示の別の態様による、様々なチャネルを介して互いに通信する様々な通信デバイスのブロック図。

本開示の様々な態様について以下で説明する。本明細書の教示は多種多様な形態で実施でき、本明細書で開示する特定の構造、機能、またはその両方が代表的なものにすぎないことは明らかであろう。本明細書の教示に基づいて、本明細書で開示する一態様を他の態様から独立して実装することができ、これらの態様のうちの２つ以上を様々な方法で組み合わせることができることを当業者は理解するであろう。たとえば、本明細書に記載する任意の数の態様を使用して、装置を実装することができ、または方法を実施することができる。さらに、他の構造、機能性を使用して、または本明細書に記載する態様の１つまたは複数に加えて、あるいはそれら以外の構造および機能性を使用して、そのような装置を実装することができ、またはそのような方法を実施することができる。さらに、態様は、請求項の少なくとも１つの要素を備えることができる。

上記の概念の一部の一例として、一部の態様では、本装置は、第１の放射素子と、第１の放射素子に電磁的に結合され、第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子とを備えることができる。第１の放射素子は、第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じである少なくとも１つの特性を含む。以下でより詳細に述べるように、第１の放射素子は、楕円形、円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形など、様々な形状を有するプレーナモノポールとして構成できる。プレーナモノポールは、さらに、平坦な、または湾曲した金属負荷に電気的に結合できる。第１の放射素子はコーンとしても構成できる。第２の放射素子は、平坦な、または湾曲した金属構造として構成できる。

図１Ａ〜図１Ｂは、本開示の一態様による、例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナ１００の正面および側面の部分断面図を示す。アンテナ１００は、第１の放射素子１０８と、第１の放射素子１０８に電磁的に結合され、ならびに第１の放射素子１０８から電気的に絶縁された第２の放射素子１０２とを備える。アンテナ１００は、第１の放射素子１０８に、その上部の近くで電気的に結合された金属負荷１１０をさらに備える。加えて、アンテナ１００は、第１の放射素子１０８に電気的に結合され、ならびに第２の放射素子１０２から電気的に絶縁されたフィード１０６をさらに備える。絶縁材料１０４は、フィード１０６を第２の放射素子１０２から電気的に絶縁または分離し、またフィード１０６を構造的に支持するために使用できる。

この例では、第１の放射素子１０８は、実質的に平面で円形の金属構造として構成される。第１の放射素子１０８は、中実の金属構造として構成できるか、またはその上にメタライゼーション層を配設した誘電体として構成できる。この例では、第１の放射素子１０８は円形形状を有するが、楕円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形など、他の形状を有することができることを理解されたい。また、この例では、金属負荷１１０は、第１の放射素子１０８の上部に接触するように配置された実質的に平面の構造として構成される。金属負荷１１０は、中実の金属構造として構成できるか、またはその上にメタライゼーション層を配設した誘電体として構成できる。

第２の放射素子１０２も、実質的に平面で円形の金属プレートとして構成できる。ただし、第２の放射素子１０２は様々な形状を有することができることを理解されたい。第２の放射素子１０２は接地電位に電気的に結合できる。この例では、第２の放射素子１０２は、それをフィード１０６から電気的に絶縁するための電気絶縁体１０４を含む。フィード１０６は、図示のように第２の放射素子１０２の下方から、電気絶縁体１０４内の中央開口を通って、第１の放射素子まで延び、それに電気接触する。フィード１０６は、信号を無線媒体中に放射するために第１の放射素子１０８に送る。フィード１０６は、第１の放射素子１０８によって捕捉された信号を処理のために他の構成要素に送る。

アンテナ１００では、第１の放射素子１０８は、第２の放射素子１０２の少なくとも１つの特性と実質的に同じである少なくとも１つの特性を含む。放射素子の特性は、その低周波ロールオフ、帯域幅、または高周波ロールオフなど、アンテナ１００の周波数応答に対する主要な効果を規定する空間パラメータを含む。たとえば、第１の放射素子１０８および第２の放射素子１０２が円形である場合、特性は、円の半径、直径、または面積を含む。したがって、この例では、円形の第１の放射素子１０８の半径、直径または面積は、それぞれ第２の放射素子１０２の半径、直径または面積と実質的に同じように構成できる。

別の例として、第１の放射素子１０８は、実質的に平面の楕円形の形状を有するように構成できる。そのような場合、楕円の短軸の長さはアンテナの低周波ロールオフを実質的に規定する。したがって、第２の放射素子１０２が円形プレートとして構成された場合、楕円形の第１の放射素子１０８の短軸は、円形の第２の放射素子１０２の直径と実質的に同じ長さを有するように構成できる。概して、形状の最長寸法は一般にアンテナの低周波ロールオフを規定するが、これは楕円形の放射素子には当てはまらないことがある。

第１の放射素子１０８の特性の配向は、第２の放射素子１０２の特性に対して実質的に平行に構成できる。たとえば、第１の放射素子１０８が実質的に平面の楕円形の形状を有し、第２の放射素子１０２が実質的に平面の円形の形状を有する上記の例をとると、楕円形の第１の放射素子１０８は、その短軸が円形の第２の放射素子１０２の表面に対して実質的に平行に配向するように構成できる。この配向では、楕円形の第１の放射素子１０８の長軸は、円形の第２の放射素子１０２の表面に対して実質的に直角である。

第１の放射素子１０８の特性の配向は、第２の放射素子の特性に対して実質的に直角に構成することもできる。たとえば、同じく、第１の放射素子１０８が実質的に平面の楕円形の形状を有し、第２の放射素子１０２が実質的に平面の円形の形状を有する上記の例をとると、楕円形の第１の放射素子１０８は、その短軸が円形の第２の放射素子１０２の表面に対して実質的に直角に配向するように構成できる。この配向では、楕円形の第１の放射素子１０８の長軸は、円形の第２の放射素子１０２の表面に対して実質的に平行である。

楕円形の第１の放射素子１０８および円形の第２の放射素子１０２に関連する一部の例示的な態様では、楕円の高さまたは長軸は、１１．４ミリメートル（ｍｍ）など、約８〜２０ｍｍの間とすることができ、楕円の幅または短軸も、１０．０ｍｍなど、約８〜２０ｍｍの間とすることができ、円の直径は、１０．０ｍｍなど、約５〜２０ｍｍの間とすることができる。これらのパラメータを用いると、このアンテナは、６〜１０ＧＨｚの間、好ましくは７〜９ＧＨｚの間など、本開示で規定されるＵＷＢ内で好適に動作することができる。

図２Ａ〜図２Ｂは、本開示の別の態様による、別の例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナ２００の正面および側面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ２００は、第１の放射素子の上部の輪郭に実質的に従う湾曲した金属負荷を有することを除いて、アンテナ１００と同様である。特に、アンテナ２００は、第１の放射素子２０８、第２の放射素子２０２、フィード２０６、電気絶縁体２０４、および金属負荷２１０を備える。第１の放射素子２０８および第２の放射素子２０２、フィード２０６、ならびに電気絶縁体２０４は、前述のアンテナ１００の第１の放射素子１０８および第２の放射素子１０２、フィード１０６、ならびに電気絶縁体１０４と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、金属負荷２１０は、第１の放射素子２０８の上部に実質的に従うように湾曲している。第１の放射素子２０８が実質的に平面の円形形状を有するように構成された図示の例では、金属負荷２１０は実質的に、第１の放射素子２０８の半径と実質的に同じ半径を有する円のように湾曲している。第１の放射素子２０８が楕円形などの異なる形状を有する場合、金属負荷２１０は、楕円の一部の輪郭に実質的に従う形状を有するように構成できることを理解されたい。前述のアンテナの場合のように、金属負荷２１０は、中実の金属か、またはその上にメタライゼーションを配設した誘電体として構成できる。

図３Ａ〜図３Ｂは、本開示の別の態様による、例示的な傾斜した金属負荷プレーナモノポールアンテナ３００の正面および側面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ３００は、第１の放射素子が第２の放射素子に対して傾斜していることを除いて、アンテナ１００と同様である。特に、アンテナ３００は、第１の放射素子３０８、第２の放射素子３０２、フィード３０６、電気絶縁体３０４、および金属負荷３１０を備える。第２の放射素子３０２、フィード３０６、電気絶縁体３０４、および金属負荷３１０は、前述のアンテナ１００の第２の放射素子１０２、フィード１０６、電気絶縁体１０４、および金属負荷１１０と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、第１の放射素子３０８は、第２の放射素子３０２から規定された鋭角で延びる。この配向では、第１の放射素子３０８の特性が、第２の放射素子３０２の特性から規定された鋭角で延びることになる。たとえば、第１の放射素子３０８が平面の楕円形の形状を有するように構成された場合、楕円形の第１の放射素子３０８は、その短軸が第１の放射素子３０８の底部から金属負荷３１０に向かって延びるように構成できる。第２の放射素子３０２が、平面の円形形状を有するように構成され、その表面に対して実質的に平行に延びる、その直径などの特性を有する場合、楕円形の第１の放射素子３０８の特性（短軸）は、円形の第２の放射素子３０２の特性（直径）から規定された鋭角で延びることになる。

図４Ａ〜図４Ｂは、本開示の別の態様による、別の例示的な傾斜した金属負荷プレーナモノポールアンテナ４００の正面および側面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ４００は、第１の放射素子が第２の放射素子に対して傾斜していることを除いて、アンテナ２００と同様である。特に、アンテナ４００は、第１の放射素子４０８、第２の放射素子４０２、フィード４０６、電気絶縁体４０４、および金属負荷４１０を備える。第２の放射素子４０２、フィード４０６、電気絶縁体４０４、および金属負荷４１０は、前述のアンテナ２００の第２の放射素子２０２、フィード２０６、電気絶縁体２０４、および金属負荷２１０と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、第１の放射素子４０８は、第２の放射素子４０２から規定された鋭角で延びる。アンテナ３００に関して前述したように、この配向では、第１の放射素子４０８の特性が、第２の放射素子４０２の特性から規定された鋭角で延びることになる。

図５は、本開示の別の態様による、同軸伝送線路に結合された例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナ５００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ５００は、フィードが同軸伝送線路の中心導体に電気的に結合されるかまたはそれの一部であることを除いて、アンテナ１００と同様である。特に、アンテナ５００は、第１の放射素子５０８、第２の放射素子５０２、電気絶縁体５０４、および金属負荷５１０を備える。第１の放射素子５０８および第２の放射素子５０２、電気絶縁体５０４、ならびに金属負荷５１０は、前述のアンテナ１００の第１の放射素子１０８および第２の放射素子１０２、電気絶縁体１０４、ならびに金属負荷１１０と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、アンテナ５００は、第１の放射素子５０８との間で信号を送るための同軸伝送線路５１２をさらに含む。同軸伝送線路５１２は、外側電気導体５１４、中心電気導体５１６、および外側電気導体５１４と中心電気導体５１６との間に配設された誘電体または電気絶縁体５１８を備える。同軸伝送線路では通例のように、中心導体５１６は実質的に円形のロッドとして構成でき、誘電体５１８は実質的に、中心導体５１６を囲み、それに接触するリングとして構成でき、外側導体５１４も実質的に、リング形状の絶縁体５１８を囲み、それに接触するリングとして構成できる。外側導体５１４は、アンテナ５００と接続する他の構成要素と係合するためのねじ山をさらに含む。

前述のように、同軸伝送線路５１６の中心導体５１６は第１の放射素子５０８に電気的に結合される。したがって、同軸伝送線路５１２は、信号を無線媒体中に放射するために第１の放射素子５０８に送ることが可能であり、信号を第１の放射素子５０８から別の構成要素に送ることが可能である。この例では、アンテナ５００は同軸伝送線路５１２を除いてアンテナ１００として構成されるが、同軸伝送線路５１２は本明細書に記載のアンテナのいずれかと接続するように構成できることを理解されたい。

図６は、本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナ６００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ６００は、フィードがプリント回路板の信号メタライゼーショントレースに電気的に結合されることを除いて、アンテナ１００と同様である。特に、アンテナ６００は、第１の放射素子６０８、フィード６０６、および金属負荷６１０を備える。第１の放射素子６０８、フィード６０６、および金属負荷６１０は、前述のアンテナ１００の第１の放射素子１０８、フィード１０６、および金属負荷１１０と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、アンテナ６００は、第１の放射素子６０８との間で信号を送るためのプリント回路板６２０をさらに含む。プリント回路板６２０はマイクロストリップとして構成できる。特に、プリント回路板６２０は、誘電体基板６２１、基板６２１の上面に配設された接地メタライゼーション平面６２２、および基板６２１の下面に配設された信号メタライゼーショントレース６２４を備える。プリント回路板６２０は、第１の放射素子６０８に送信された、および／または第１の放射素子６０８から受信された信号を処理するための、構成要素６２６など、１つまたは複数の構成要素をさらに含む。この例では、フィード６０６は信号メタライゼーショントレース６２４に電気的に結合される。フィード６０６は、めっきされていないバイアホール６２８を介して信号メタライゼーショントレースから第１の放射素子６０８に延びる。フィード６０６は接地メタライゼーション平面６２２から電気的に絶縁される。この場合、接地メタライゼーション平面６２２は、第１の放射素子６０８に電磁的に結合され、第１の放射素子６０８から電気的に絶縁された第２の放射素子として動作する。プリント回路板６２０を使用して、本明細書に記載の任意のアンテナの第１の放射素子に信号を送信し、および／または第１の放射素子から信号を受信することができることを理解されたい。

図７は、本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された別の例示的な金属負荷プレーナモノポールアンテナ７００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ７００は、プリント回路板の上下が反転されていることを除いて、アンテナ６００と同様である。特に、アンテナ７００は、第１の放射素子７０８、フィード７０６、および金属負荷７１０を備える。第１の放射素子７０８および金属負荷７１０は、前述のアンテナ６００の第１の放射素子６０８および金属負荷６１０と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、アンテナ７００は、その上面に信号メタライゼーショントレースを含み、その下面に接地メタライゼーション平面を含むプリント回路板７２０をさらに含む。特に、プリント回路板７２０は、誘電体基板７２１、基板７２１の下面に配設された接地メタライゼーション平面７２２、および基板７２１の上面に配設された信号メタライゼーショントレース７２４を備える。プリント回路板７２０は、第１の放射素子７０８に送信された、および／または第１の放射素子７０８から受信された信号を処理するための、構成要素７２６など、１つまたは複数の構成要素をさらに含む。この例では、フィード７０６は信号メタライゼーショントレース７２４に電気的に結合される。この場合、接地メタライゼーション平面７２２は、第１の放射素子７０８に電磁的に結合され、第１の放射素子７０８から電気的に絶縁された第２の放射素子として動作する。プリント回路板７２０を使用して、本明細書に記載の任意のアンテナの第１の放射素子に信号を送信し、および／または第１の放射素子から信号を受信することができることを理解されたい。

図８は、本開示の別の態様による、例示的なコーンアンテナ８００の正面の部分断面図を示す。アンテナ８００は、第１の放射素子が導電性平面の代わりにコーンとして構成されることを除いて、前述のアンテナと同様である。特に、アンテナ８００は、円錐形の形状を有する第１の放射素子８０８と、第１の放射素子８０８に電磁的に結合され、第１の放射素子８０８から電気的に絶縁された第２の放射素子８０２とを備える。コーンは、実質的に中実か、部分的に中空か、または実質的に中空とすることができる。アンテナ８００は、第１の放射素子８０８に電気的に結合され、第２の放射素子８０２から電気的に絶縁されたフィード８０６をさらに備えることができる。アンテナ８００は、フィード８０６を第２の放射素子８０２から電気的に絶縁し、フィード８０６を構造的に支持するための電気絶縁体８０４をさらに含む。

この例では、円錐形の第１の放射素子８０８は、コーンの頂点がコーンの底部の最も近くにあり、コーンの中央軸線が、実質的に垂直に延び、第２の放射素子８０２に対して直角に延びるように配向される。また、この例では、フィード８０６は、円錐形の第１の放射素子８０８に、その頂点領域に最も近いところで電気的に接続する。前述のアンテナに関して述べたように、フィード８０６は、電気絶縁体８０４の中央開口にぴったりはまって延びることができ、電気絶縁体８０４は、第２の放射素子８０２によって囲まれ、それに取り付けられる。第２の放射素子８０２、電気絶縁体８０４、およびフィード８０６は、アンテナ１００〜４００に関して前述したものと実質的に同じように構成できる。

前述のアンテナと同様に、第１の放射素子８０８は、第２の放射素子８０２の少なくとも１つの特性と実質的に同じである少なくとも１つの特性を含む。たとえば、円錐形の第１の放射素子８０８の特性は、コーンのその開口または上面の面積である。第２の放射素子８０２が実質的に円形のメタライゼーションプレートとして構成された場合、第２の放射素子８０２の特性はプレートの表面積とすることができる。したがって、円錐形の第１の放射素子８０８は、円形プレートの第２の放射素子８０２の表面積と実質的に同じである特性（その開口または上面の面積）を含む。

この例では、円錐形の第１の放射素子８０８の特性（その開口またはその上面の面積）は、円形で平面の第２の放射素子８０２の特性（表面積）に対して実質的に平行である（たとえば、それらは平行平面である）。たとえば、円錐形の第１の放射素子８０８の特性が、その高さ（すなわち、中央軸線に沿った頂点からその開口または上面までの距離）である場合、第１の放射素子８０８の特性（高さ）は、円形で平面の第２の放射素子８０２の特性（表面）に対して実質的に直角に延びる。

一部の例示的な態様では、コーンの高さは約１０ｍｍ〜１５ｍｍとなるように構成でき、コーンの開口または上面の直径は約１０ｍｍ〜１５ｍｍとなるように構成でき、第２の放射素子８０２の直径または幅は約１０ｍｍ〜１５ｍｍとなるように構成できる。これらのパラメータを用いると、このアンテナは、６〜１０ＧＨｚの間、好ましくは７〜９ＧＨｚの間など、本開示で規定されるＵＷＢ内で好適に動作することができる。

図９は、本開示の別の態様による、例示的な傾斜したコーンアンテナ９００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ９００は、第１の放射素子が第２の放射素子に対して傾斜していることを除いて、アンテナ８００と同様である。特に、アンテナ９００は、円錐形の第１の放射素子９０８、第２の放射素子９０２、フィード９０６、および電気絶縁体９０４を備える。第２の放射素子９０２、フィード９０６、および電気絶縁体９０４は、前述のアンテナ８００の第２の放射素子８０２、フィード８０６、および電気絶縁体８０４と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、第１の放射素子９０８は第２の放射素子９０２から規定された鋭角で延びる。特に、円錐形の第１の放射素子９０８の中央軸線は、第２の放射素子９０２から規定された鋭角で延びる。この配向では、第１の放射素子９０８の特性が、第２の放射素子９０２の特性から規定された鋭角で延びることになる。たとえば、第１の放射素子９０８の特性がコーンの開口または上面の面積であり、第２の放射素子９０２の特性がそのプレーナ構造の表面積である場合、特性（コーン開口または上面）は、第２の放射素子９０２の表面から規定された鋭角で延びる。このことは、第１の放射素子の特性がその中央軸線に沿ったコーンの高さである場合にも当てはまる。

図１０は、本開示の別の態様による、キャップをもつ例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１０００は、コーンの開口を覆うキャップをさらに含むことを除いて、アンテナ８００と同様である。特に、アンテナ１０００は、第１の放射素子１００８、第２の放射素子１００２、フィード１００６、および電気絶縁体１００４を備える。第２の放射素子１００２、フィード１００６、および電気絶縁体１００４は、前述のアンテナ８００の第２の放射素子８０２、フィード８０６、および電気絶縁体８０４と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、アンテナ１０００は、第１の放射素子１００８の開口を完全に覆うキャップ１０１０をさらに含む。この例では、第１の放射素子１００８は、部分的に中空か、または実質的に中空のコーンとして構成される。キャップ１０１０は、少なくともその外面にメタライゼーションを配設した中実の金属または誘電体として構成できる。キャップ１０１０は、第１の放射素子１００８の一部として効果的に動作するように、第１の放射素子１００８に電気的に接触する。

図１１は、本開示の別の態様による、別の例示的な金属被覆された円錐形アンテナ１１００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１１００は、コーンが、実質的にその外面全体にメタライゼーション層を配設した誘電材料からできていることを除いて、アンテナ８００と同様である。特に、アンテナ１１００は、メタライゼーション層１１１０を含む第１の放射素子１１０８、第２の放射素子１１０２、フィード１１０６、および電気絶縁体１１０４を備える。第２の放射素子１１０２、フィード１１０６、および電気絶縁体１１０４は、前述のアンテナ８００の第２の放射素子８０２、フィード８０６、および電気絶縁体８０４と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、第１の放射素子は、コーンの構造において働く誘電材料１１０８と、実質的にその外面全体に配設されたメタライゼーション層１１１０とを備える。誘電体コーン１１０８は、中実か、部分的に中空か、または実質的に中空とすることができる。フィード１１０６は、コーンの頂点の近くでメタライゼーション層１１０に電気的に結合される。

図１２は、本開示の別の態様による、例示的なデュアルコーンアンテナ１２００の正面の部分断面図を示す。アンテナ１２００は、３つの放射素子を含むという点で従来のアンテナとは異なる。特に、アンテナ１２００は、円錐形の第１の放射素子１２０２と、フィード１２３０を介して円錐形の第１の放射素子１２０２に電気的に結合された円錐形の第２の放射素子１２０４とを備える。第１の放射素子１２０２および第２の放射素子１２０４は、ストリップ線路として構成できるプリント回路板１２２０に結合できる。

プリント回路板１２２０は、誘電体基板１２２６と、誘電体基板１２２６の上面に配設された上側接地メタライゼーション平面１２２２と、誘電体基板１２２６の下面に配設された下側接地メタライゼーション平面１２２４とを備える。プリント回路板１２２０は、フィード１２３０を介して第１の放射素子１２０２および第２の放射素子１２０４との間で信号を送るための信号メタライゼーショントレース１２２８をさらに備える。信号メタライゼーショントレース１２２８は誘電体基板１２２６内に埋め込まれる。フィード１２３０は、それが第２の放射素子１２０４に電気的に接触するプリント回路板１２２０の下方から、それが第１の放射素子１２０２に電気的に接触するプリント回路板１２２０の上方に、誘電体基板１２２６を通るめっきされていないバイアホール１２３２を介して延びる。フィード１２３０は、上側接地メタライゼーション平面１２２２および下側接地メタライゼーション平面１２２４から電気的に絶縁される。この場合、上側接地メタライゼーション平面１２２２および下側接地メタライゼーション平面１２２４は、第１の放射素子１２０２および第２の放射素子１２０４に電磁的に結合され、それらから電気的に絶縁された第３の放射素子として働く。

図１３は、本開示の別の態様による、同軸伝送線路に結合された例示的なコーンアンテナ１３００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１３００は、フィードが同軸伝送線路の中心導体に電気的に結合されるかまたは同軸伝送線路の中心導体の一部であることを除いて、アンテナ８００と同様である。特に、アンテナ１３００は、第１の放射素子１３０８、第２の放射素子１３０２、および電気絶縁体１３０４を備える。第１の放射素子１３０８および第２の放射素子１３０２、ならびに電気絶縁体１３０４は、前述のアンテナ８００の第１の放射素子８０８および第２の放射素子８０２、ならびに電気絶縁体８０４と実質的に同じように構成できる。

ただし、この例では、アンテナ１３００は、第１の放射素子１３０８との間で信号を送るための同軸伝送線路１３１２をさらに含む。同軸伝送線路１３１２は、アンテナ５００の同軸伝送線路５１２と実質的に同じように構成できる。特に、同軸伝送線路１３１２は、第１の放射素子１３０８に電気的に結合された中心導体１３１６、電気絶縁体１３１８、および外側電気伝導体１３１４を備える。中心導体１３１６、電気絶縁体１３１８、および外側電気伝導体１３１４は、前述のアンテナ５００の中心導体５１６、電気絶縁体５１８、および外側電気伝導体５１４と実質的に同じように構成できる。

図１４は、本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された例示的なコーンアンテナ１４００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１４００は、フィードがプリント回路板の信号メタライゼーショントレースに電気的に結合されることを除いて、アンテナ８００と同様である。特に、アンテナ１４００は、第１の放射素子１４０８およびプリント回路板１４２０を備える。第１の放射素子１４０８は、前述のアンテナ８００の第１の放射素子８０８として構成できる。プリント回路板１４２０は、前述のアンテナ６００のプリント回路板６２０と実質的に同じように構成でき、アンテナ６００に関して前述したように誘電体基板１４２１、メタライゼーション接地平面１４２２、信号メタライゼーショントレース１４２４、１つまたは複数の信号処理構成要素１４２６、およびめっきされていないバイアホール１４２８を含む。

図１５は、本開示の別の態様による、プリント回路板に結合された別の例示的なコーンアンテナの正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１５００は、プリント回路板の上下が反転されていることを除いて、アンテナ１００と同様である。特に、アンテナ１５００は、第１の放射素子１５０８およびプリント回路板１５２０を備える。第１の放射素子１５０８は、前述のアンテナ１４００の第１の放射素子１４０８として構成できる。プリント回路板１５２０は、前述のアンテナ７００のプリント回路板７２０と同じように構成でき、アンテナ７００に関して前述したように誘電体基板１５２１、メタライゼーション接地平面１５２２、信号メタライゼーショントレース１５２４、および１つまたは複数の信号処理構成要素１５２６を含む。

図１６は、本開示の別の態様による、湾曲した第２の放射素子をもつ別の例示的なコーンアンテナ１６００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１６００は、第２の放射素子が、規定された湾曲形状を有することを除いて、アンテナ８００と同様である。特に、アンテナ１６００は、第１の放射素子１６０８、第２の放射素子１６０２、電気絶縁体１６０４、およびフィード１６０６を備える。第１の放射素子１６０８およびフィード１６０６は、前述のアンテナ８００の第１の放射素子８０８およびフィード８０６と実質的に同じように構成できる。この場合、第２の放射素子１６０２および電気絶縁体１６０４は、規定された湾曲形状を有することができる。

図１７は、本開示の別の態様による、中空部内にあるフィードを含む、別の例示的な実質的に中空のコーンアンテナ１７００の正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１７００は、誘電体コーン１７０４と、実質的にその外面全体に配設されたメタライゼーション層１７０６とを含む第１の放射素子１７０４と、誘電体コーン１７０４内にあり、コーンの頂点に最も近いメタライゼーション層１７０６に電気的に接触するフィード１７０８とを備える。アンテナ１７００は、第１の放射素子（１７０４および１７０６）に電磁的に結合され、それから電気的に絶縁された第２の放射素子１７０２をさらに備える。第１および第２の放射素子は、従来の円錐形アンテナに関して前述したように任意の方法で配向できる。

図１８は、本開示の別の態様による、中空コーン内にあるフィード、回路、およびアンテナを含む、別の例示的な実質的に中空のコーンアンテナの正面の部分断面図を示す。要約すると、アンテナ１８００は、誘電体コーン１８０４と、実質的にその外面全体に配設されたメタライゼーション層１８０６とを含む第１の放射素子１８０４と、誘電体コーン１８０４内にある電池１８１０と、誘電体コーン１８０４内にある回路１８１２と、同じく誘電体コーン１８０４内にあるフィード１８０８とを備える。この例では、電池１８２０は、コーン１８０４の開口を覆うキャップとして構成できる。電池１８１０の負端子は、誘電体コーン１８０４のメタライゼーション層１８０６に電気的に結合できる。電池１８１０の正端子は、それに電力を供給するための回路１８１２に電気的に結合できる。回路１８１２は、コーンの頂点に最も近いメタライゼーション層１８０６に電気的に接触するフィード１８０８を介して、第１の放射素子１８０６に送信された、または第１の放射素子１８０６から受信された信号を処理するように構成できる。アンテナ１８００は、第１の放射素子１８０６に電磁的に結合され、第１の放射素子１８０６から電気的に絶縁された第２の放射素子１８０２をさらに備える。第１および第２の放射素子は、従来の円錐形アンテナに関して前述したように任意の方法で配向できる。

図１９は、本開示の別の態様による、例示的な通信デバイス１９００のブロック図を示す。通信デバイス１９００は、データを他の通信デバイスに送信し、それから受信するのに特に好適である。通信装置１９００は、アンテナ１９０２、Ｔｘ／Ｒｘ絶縁デバイス１９０４、無線周波数（ＲＦ）受信機１９０６、ＲＦベースバンド受信機部分１９０８、ベースバンドユニット１９１０、データプロセッサ１９１２、データジェネレータ１９１４、ベースバンドＲＦ送信機部分１９１６、およびＲＦ送信機１９１８を備える。アンテナ１９０２は、前述のアンテナのいずれか１つとして構成できる。

動作中、データプロセッサ１９１２は、通信デバイスからＲＦ信号を捕捉するアンテナ１９０２と、信号をＲＦ受信機１９０６に送るＴｘ／Ｒｘ絶縁デバイス１９０４と、受信信号を増幅するＲＦ受信機１９０６と、ＲＦ信号をベースバンド信号に変換するＲＦベースバンド受信機部分１９０８と、ベースバンド信号を処理して受信データを判定するベースバンドユニット１９１０とを介して、別の通信デバイスからデータを受信する。次いで、データプロセッサ１９１２は、受信データに基づいて１つまたは複数の規定された動作を実行する。たとえば、データプロセッサ１９１２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）などを含む。

さらに、動作中、データジェネレータ１９１４は、別の通信デバイスに送信するための発信データを処理して送信用のベースバンド信号にするベースバンドユニット１９１０と、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換するベースバンドＲＦ送信機部分１９１６と、無線媒体を介して送信するためのＲＦ信号を調整するＲＦ送信機１９１８と、ＲＦ受信機１９０６の入力を絶縁しながらＲＦ信号をアンテナ１９０２に送るＴｘ／Ｒｘ絶縁デバイス１９０４と、ＲＦ信号を無線媒体中に放射するアンテナ１９０２とを介して、発信データを生成することができる。データジェネレータ１９１４は、センサまたは他のタイプのデータジェネレータとすることができる。

図２０は、本開示の別の態様による、例示的な通信デバイス２０００のブロック図を示す。通信デバイス２０００は、他の通信デバイスからデータを受信するのに特に好適である。通信デバイス２０００は、アンテナ２００２、ＲＦ受信機２００４、ＲＦベースバンド受信機部分２００６、ベースバンドユニット２００８、およびデータプロセッサ２０１０を備える。アンテナ２００２は、前述のアンテナのいずれか１つとして構成できる。

動作中、データプロセッサ２０１２は、通信デバイスからＲＦ信号を捕捉するアンテナ２００２と、受信信号を増幅するＲＦ受信機２００４と、ＲＦ信号をベースバンド信号に変換するＲＦベースバンド受信機部分２００６と、ベースバンド信号を処理して受信データを判定するベースバンドユニット２００８とを介して、別の通信デバイスからデータを受信する。次いで、データプロセッサ２０１０は、受信データに基づいて１つまたは複数の規定された動作を実行する。たとえば、データプロセッサ２０１０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）などを含む。

図２１は、本開示の別の態様による、例示的な通信デバイス２１００のブロック図を示す。通信デバイス２１００は、他の通信デバイスにデータを送信するのに特に好適である。通信デバイス２１００は、アンテナ２１０２、ＲＦ送信機２１０４、ベースバンドＲＦ送信機部分２１０６、ベースバンドユニット２１０８、およびデータジェネレータ２１１０を備える。アンテナ２１０２は、前述のアンテナのいずれか１つとして構成できる。

動作中、データジェネレータ２１１０は、別の通信デバイスに送信するための発信データを処理して送信用のベースバンド信号にするベースバンドユニット２１０８と、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換するベースバンドＲＦ送信機部分２１０６と、無線媒体を介して送信するためのＲＦ信号を調整する送信機２１０４と、ＲＦ信号を無線媒体中に放射するアンテナ２１０２とを介して、発信データを生成することができる。データジェネレータ２１１０は、センサまたは他のタイプのデータジェネレータとすることができる。

上記の通信デバイス１９００、２０００、および２１００のいずれにおいても、ユーザインターフェースを使用して、受信データまたは発信データに関連する視覚的指示、可聴指示または熱的指示を与えることができる。例として、ユーザインターフェースは、ディスプレイ、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、マイクロホンや１つまたは複数のスピーカなどの音響変換器などを含む。上記の通信デバイス１９００、２０００および２１００のいずれも、医療デバイス、シュー、腕時計、ロボットまたは機械デバイス、ヘッドセット、全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイスなど、任意のタイプの適用例に使用できる。

図２２Ａは、ＰＤＭＡ変調の一例として、異なるパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を用いて規定された異なるチャネル（チャネル１およびチャネル２）を示す。具体的には、チャネル１用のパルスは、パルス間遅延期間２２０２に対応するパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を有する。反対に、チャネル２用のパルスは、パルス間遅延期間２２０４に対応するパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を有する。したがって、この技法を使用して、２つのチャネル間のパルス衝突の可能性が比較的低い擬似直交チャネルを規定することができる。特に、パルスに対して低いデューティサイクルを使用することによって、パルス衝突の可能性を低くすることが可能である。たとえば、パルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を適切に選択することによって、所与のチャネル用の実質的にすべてのパルスを、他のチャネル用のパルスとは異なる時間に送信することができる。

所与のチャネル用に規定されたパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）は、そのチャネルによってサポートされる１つまたは複数のデータ転送速度に依存する。たとえば、非常に低いデータ転送速度（たとえば、数キロビット／秒すなわち数Ｋｂｐｓ程度）をサポートするチャネルは、対応する低いパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を使用することができる。反対に、比較的高いデータ転送速度（たとえば、数メガビット／秒すなわち数Ｍｂｐｓ程度）をサポートするチャネルは、それに応じてより高いパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）を使用することができる。

図２２Ｂは、ＰＤＭＡ変調の一例として、異なるパルス位置またはオフセットを用いて規定された異なるチャネル（チャネル１およびチャネル２）を示す。チャネル１用のパルスは、（たとえば、図示されていない所与の時点に対する）第１のパルスオフセットに従う線２２０６によって表される時点に生成される。反対に、チャネル２用のパルスは、第２のパルスオフセットに従う線２２０８によって表される時点に生成される。（矢印２２１０によって表される）パルスオフセット差をパルス間に与えれば、この技法を使用して、２つのチャネル間のパルス衝突の可能性を低減することができる。（たとえば、本明細書で述べる）チャネル用に規定された他の任意のシグナリングパラメータと、デバイス間のタイミングの精度（たとえば、相対クロックドリフト）とに応じて、異なるパルスオフセットを使用して、直交または擬似直交チャネルを与えることができる。

図２２Ｃは、異なるタイミングホッピングシーケンスを用いて規定された異なるチャネル（チャネル１およびチャネル２）を示す。たとえば、チャネル１用のパルス２２１２は、１つの時間ホッピングシーケンスに従う時間に生成でき、チャネル２用のパルス２２１４は、別の時間ホッピングシーケンスに従う時間に生成できる。使用する特定のシーケンスとデバイス間のタイミングの精度とに応じて、この技法を使用して、直交または擬似直交チャネルを与えることができる。たとえば、時間ホップパルス位置は、隣接するチャネルからパルス衝突の繰返しの可能性を低減するために周期的でなくてもよい。

図２２Ｄは、ＰＤＭ変調の一例として、異なるタイムスロットを用いて規定された異なるチャネルを示す。チャネルＬ１用のパルスは、特定の時間インスタンスで生成される。同様に、チャネルＬ２用のパルスは、他の時間インスタンスで生成される。同様に、チャネルＬ３用のパルスは、さらに他の時間インスタンスで生成される。概して、異なるチャネルに関係する時間インスタンスは、様々なチャネル間の混信を低減または除去するために重ならないか、または直交にすることができる。

他の技法を使用して、パルス変調方式に従ってチャネルを規定することができることを理解されたい。たとえば、異なる拡散擬似乱数列、または何らかの他の好適な１つまたは複数のパラメータに基づいてチャネルを規定することができる。その上、２つ以上のパラメータの組合せに基づいてチャネルを規定することができる。

図２３は、本開示の別の態様による、様々なチャネルを介して互いに通信する様々な超広帯域（ＵＷＢ）通信デバイスのブロック図を示す。たとえば、ＵＷＢデバイス１ ２３０２は、２つの並行なＵＷＢチャネル１およびＵＷＢチャネル２を介してＵＷＢデバイス２ ２３０４と通信している。ＵＷＢデバイス２３０２は、単一のチャネル３を介してＵＷＢデバイス３ ２３０６と通信している。また、ＵＷＢデバイス３ ２３０６は、単一のチャネル４を介してＵＷＢデバイス４ ２３０８と通信している。他の構成も可能である。通信デバイスは、多数の異なる適用例に使用でき、たとえば、ヘッドセット、マイクロホン、バイオメトリックセンサ、心拍数モニタ、歩数計、ＥＫＧデバイス、腕時計、シュー、遠隔制御装置、スイッチ、タイヤ空気圧モニタ、または他の通信デバイスにおいて実装できる。

本開示の上記の態様のいずれも多数の異なるデバイスにおいて実装できる。たとえば、上述の医療適用例に加えて、本開示の態様は健康およびフィットネス適用例に適用できる。さらに、本開示の態様は、異なるタイプの適用例のためのシューにおいて実装できる。本明細書に記載の本開示の任意の態様を組み込むことができる他の多数の適用例がある。

以上、本開示の様々な態様について説明した。本明細書の教示が多種多様な形で実施でき、本明細書で開示された特定の構造、機能またはその両方は代表的なものにすぎないことは明らかであろう。本明細書の教示に基づいて、本明細書で開示された一態様を他の態様から独立して実装することができ、これらの態様のうちの２つ以上を様々な方法で組み合わせることができることを当業者は理解するであろう。たとえば、本明細書で説明した任意の数の態様を用いて、装置を実現することができ、または方法を実施することができる。さらに、本明細書で説明した態様の１つまたは複数に加えて、あるいはそれら以外の他の構造、機能性、または構造および機能性を用いて、そのような装置を実現することができ、またはそのような方法を実施することができる。上記の概念の一部の一例として、一部の態様では、並行なチャネルはパルス繰返し周波数に基づいて確立できる。一部の態様では、並行なチャネルはパルス位置またはオフセットに基づいて確立できる。一部の態様では、並行なチャネルは時間ホッピングシーケンスに基づいて確立できる。一部の態様では、並行なチャネルは、パルス繰返し周波数、パルス位置またはオフセット、および時間ホッピングシーケンスに基づいて確立できる。

情報および信号は、様々な技術および技法のいずれかを使用して表現できることを当業者なら理解されよう。たとえば、上記の説明全体を通して言及されることがあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表現できる。

さらに、本明細書で開示された態様に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア（たとえば、ソース符号化または他の何らかの技法を使用して設計できる、デジタル実装、アナログ実装、またはその２つの組合せ）、命令を組み込んだ様々な形態のプログラムまたは設計コード（便宜上、本明細書では「ソフトウェア」または「ソフトウェアモジュール」と呼ぶことがある）、または両方の組合せとして実現できることを当業者なら理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアとのこの交換可能性を明瞭に説明するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、概してそれらの機能性の観点から上記で説明した。そのような機能性をハードウェアとして実現するかソフトウェアとして実現するかは、システム全体に課せられる、特定の適用および設計上の制約に依存する。当業者は特定の適用例ごとに説明した機能性を様々な方法で実現することができるが、そのような実現の決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈すべきではない。

本明細書で開示された態様に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュールおよび回路は、集積回路（「ＩＣ」）、アクセス端末、またはアクセスポイント内に実現できるか、またはそれらによって実行できる。ＩＣは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、電子的構成要素、光学的構成要素、機械的構成要素、または本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを備えることができ、ＩＣの内部に、ＩＣの外側に、またはその両方に存在するコードまたは命令を実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、プロセッサは従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成としても実現できる。

開示されたプロセス中のステップの特定の順序または階層は例示的な手法の一例であることを理解されたい。設計の選好に基づいて、プロセス中のステップの特定の順序または階層は、本開示の範囲内のまま再構成できることを理解されたい。添付の方法クレームは、様々なステップの要素を例示的な順序で提示したものであり、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。

本明細書で開示された態様に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施するか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施するか、またはその２つの組合せで実施することができる。ソフトウェアモジュール（たとえば、実行可能命令および関連するデータを含む）および他のデータは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている他の形態のコンピュータ可読記憶媒体など、データメモリ中に存在することができる。プロセッサが記憶媒体から情報（たとえばコード）を読み取り、情報を記憶媒体に書き込むことができるように、例示的な記憶媒体を、たとえばコンピュータ／プロセッサ（便宜上、本明細書では「プロセッサ」と呼ぶことがある）などのマシンに結合することができる。例示的な記憶媒体はプロセッサと一体とすることができる。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ中に存在することができる。ＡＳＩＣはユーザ装置中に存在することができる。代替形態では、プロセッサおよび記憶媒体はユーザ装置中の個別部品として存在することができる。さらに、一部の態様では、任意の適切なコンピュータプログラム製品は、本開示の態様のうちの１つまたは複数に関連するコードを備えるコンピュータ可読媒体を備えることができる。一部の態様では、コンピュータプログラム製品はパッケージ材料を備えることができる。

本発明について様々な態様に関して説明したが、本発明はさらなる改変が可能であることを理解されたい。本出願は、概して、本発明の原理に従い、本発明が関係する当技術分野での知られている慣行の範囲内に入る本開示からのそのような逸脱を含む、本発明のいかなる変形形態、使用法または適応をも包括するものである。

Claims (75)

1. 無線通信用の装置であって、
   第１の放射素子と、
   前記第１の放射素子に電磁的に結合され、前記第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子とを備え、前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じである装置。
2. 前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性に対して実質的に直角に延びる、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの第２の特性に対して実質的に平行に延びる、請求項１に記載の装置。
4. 前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性から規定された鋭角で延びる、請求項１に記載の装置。
5. 前記第１または第２の放射素子の少なくとも１つの特性が、方向、長さ、幅、高さ、面積、または容量を備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記第１の放射素子がコーンを備え、前記第２の放射素子が実質的に平坦なプレートを備え、前記コーンの前記少なくとも１つの特性がその開口の面積を備え、前記実質的に平坦なプレートの前記少なくとも１つの特性がその表面積を含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１の放射素子が導電性プレートを含む、請求項１に記載の装置。
8. 前記導電性プレートが、実質的に、楕円形、円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形の形状のうちのいずれかを有する、請求項７に記載の装置。
9. 前記導電性プレートに電気的に結合された金属負荷をさらに備える、請求項７に記載の装置。
10. 前記金属負荷が実質的に平坦であるか、または前記導電性プレートの輪郭の少なくとも一部に実質的に従う形状を有する、請求項９に記載の装置。
11. 前記第１の放射素子が、金属、または金属と誘電体とを備えるコーンを備える、請求項１に記載の装置。
12. 前記第１の放射素子が、実質的に中空のコーンを備え、さらに前記中空コーンを実質的に囲むキャップを備える、請求項１に記載の装置。
13. 前記中空コーンが、電気絶縁体を備える内面と、金属を備える外面とを備える、請求項１２に記載の装置。
14. 前記第１の放射素子に電気的に結合されたフィードをさらに備え、前記フィードが前記第２の放射素子から電気的に絶縁される、請求項１に記載の装置。
15. 前記第１の放射素子が実質的に中空のコーンを備え、さらに前記フィードの少なくとも一部が前記中空コーン内にある、請求項１４に記載の装置。
16. 前記フィードを介して信号を送信または受信するように適合された回路と、
    前記回路に電力を供給するように適合された電池とをさらに備える装置であって、前記回路の少なくとも一部と前記電池の少なくとも一部とが前記中空コーン内に配設される、
    請求項１５に記載の装置。
17. 前記電池の少なくとも一部が、前記中空コーンを実質的に囲むようにキャップを形成する、請求項１６に記載の装置。
18. 前記フィードに電気的に結合された第３の放射素子をさらに備え、前記第３の放射素子が、前記第２の放射素子に電磁的に結合され、前記第２の放射素子から電気的に絶縁される、請求項１４に記載の装置。
19. 前記フィードが、同軸伝送線路の中心導体の一部を形成するか、またはそれに電気的に結合される、請求項１４に記載の装置。
20. 前記フィードがプリント回路板に電気的に結合される、請求項１４に記載の装置。
21. 前記プリント回路板がマイクロストリップまたはストリップ線路として構成される、請求項２０に記載の装置。
22. 前記第２の放射素子が導電性プレートを備える、請求項１に記載の装置。
23. 前記導電性プレートが、規定された湾曲面を有する、請求項２２に記載の装置。
24. 前記第１および第２の放射素子が、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅を有するか、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有するか、または、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅を有し、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有する規定された超広帯域チャネル内で信号を送信または受信するように適合される、請求項１に記載の装置。
25. 無線通信用の方法であって、
    第１の放射素子を第２の放射素子に電磁的に結合することと、
    前記第１の放射素子を前記第２の放射素子から電気的に絶縁することと、
    前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性を、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じになるように構成することと
    を備える方法。
26. 前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性を、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性に対して実質的に直角に延びるように構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性を、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性に対して実質的に平行に延びるように構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
28. 前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性を、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性から規定された鋭角で延びるように構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
29. 前記第１または第２の放射素子の少なくとも１つの特性を、方向、長さ、幅、高さ、面積、または容量を備えるように構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
30. 前記第１の放射素子をコーンとして構成することと、
    前記第２の放射素子を実質的に平坦なプレートとして構成することと、
    前記コーンの前記少なくとも１つの特性を、前記コーンの開口の面積を含むように構成することと、
    前記実質的に平坦なプレートの前記少なくとも１つの特性を、前記実質的に平坦なプレートの表面積を含むように構成することと
    をさらに備える、請求項２５に記載の方法。
31. 前記第１の放射素子を導電性プレートとして構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
32. 前記導電性プレートを、実質的に、楕円形、円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形である形状を有するように構成することをさらに備える、請求項３１に記載の方法。
33. 前記導電性プレートに電気的に結合された金属負荷を設けることをさらに備える、請求項３１に記載の方法。
34. 前記金属負荷を、実質的に平坦であるか、または前記導電性プレートの輪郭の少なくとも一部に実質的に従う形状を有するように構成することをさらに備える、請求項３３に記載の方法。
35. 前記第１の放射素子を、金属、または金属と誘電体とを備えるコーンとして構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
36. 前記コーンを実質的に中空になるように構成することと、
    前記中空コーンを実質的に囲むキャップを設けることと
    をさらに備える、請求項２５に記載の方法。
37. 前記中空コーンを、電気絶縁体を備える内面と、金属を備える外面とを含むように構成することをさらに備える、請求項３６に記載の方法。
38. 前記第１の放射素子に電気的に結合されたフィードを設けることと、
    前記フィードを、前記第２の放射素子から電気的に絶縁されるように構成することと
    をさらに備える、請求項２５に記載の方法。
39. 前記第１の放射素子を実質的に中空のコーンとして構成することと、
    前記フィードの少なくとも一部を前記中空コーン内に配置することと
    をさらに備える、請求項３８に記載の方法。
40. 前記フィードを介して信号を送信または受信するように適合された回路を設けることと、
    前記回路に電力を供給するように適合された電池を設けることと、
    前記回路の少なくとも一部と前記電池の少なくとも一部とを前記中空コーン内に配置することと
    をさらに備える、請求項３９に記載の方法。
41. 前記電池の少なくとも一部が前記中空コーンを実質的に囲むようにキャップを形成するように、前記電池を構成することをさらに備える、請求項４０に記載の方法。
42. 前記フィードに電気的に結合された第３の放射素子を設けることと、
    前記第３の放射素子を、前記第２の放射素子に電磁的に結合され、前記第２の放射素子から電気的に絶縁されるように構成することと
    をさらに備える、請求項３８に記載の方法。
43. 前記フィードを、同軸伝送線路の中心導体の一部を形成するか、またはそれに電気的に結合されるように構成することをさらに備える、請求項３８に記載の方法。
44. 前記フィードを、プリント回路板に電気的に結合されるように構成することをさらに備える、請求項３８に記載の方法。
45. 前記プリント回路板をマイクロストリップまたはストリップ線路として構成することをさらに備える、請求項４４に記載の方法。
46. 前記第２の放射素子を導電性プレートとして構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
47. 前記導電性プレートを、規定された湾曲面を有するように構成することをさらに備える、請求項４６に記載の方法。
48. 前記第１および第２の放射素子を、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅を有するか、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有するか、または、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅を有し、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有する規定された超広帯域チャネル内で信号を送信または受信するように構成することをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
49. 無線通信用の装置であって、
    電磁信号を放射するための第１の手段と、
    前記電磁信号を放射するための第２の手段とを備え、前記第２の放射手段が前記第１の放射手段に電磁的に結合され、前記第１の放射手段から電気的に絶縁され、さらに前記第１の放射手段の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射手段の少なくとも１つの特性と実質的に同じである装置。
50. 前記第１の放射手段の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射手段の少なくとも１つの特性に対して実質的に直角に延びる、請求項４９に記載の装置。
51. 前記第１の放射手段の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射手段の少なくとも１つの第２の特性に対して実質的に平行に延びる、請求項４９に記載の装置。
52. 前記第１の放射手段の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射手段の少なくとも１つの特性から規定された鋭角で延びる、請求項４９に記載の装置。
53. 前記第１または第２の放射手段の少なくとも１つの特性が、方向、長さ、幅、高さ、面積、または容量を備える、請求項４９に記載の装置。
54. 前記第１の放射手段がコーンを備え、前記第２の放射手段が実質的に平坦なプレートを備え、前記コーンの前記少なくとも１つの特性がその開口の面積を備え、前記実質的に平坦なプレートの前記少なくとも１つの特性がその表面積を含む、請求項４９に記載の装置。
55. 前記第１の放射手段が導電性プレートを含む、請求項４９に記載の装置。
56. 前記導電性プレートが、実質的に、楕円形、円形、三角形、正方形、長方形、ひし形、または多角形の形状のうちのいずれかを有する、請求項５５に記載の装置。
57. 前記導電性プレートに電気的に結合された金属負荷をさらに備える、請求項５５に記載の装置。
58. 前記金属負荷が実質的に平坦であるか、または前記導電性プレートの輪郭の少なくとも一部に実質的に従う形状を有する、請求項５７に記載の装置。
59. 前記第１の放射手段が、金属、または金属と誘電体とを備えるコーンを備える、請求項４９に記載の装置。
60. 前記コーンが実質的に中空であり、前記中空コーンを実質的に囲むキャップをさらに備える、請求項４９に記載の装置。
61. 前記中空コーンが、電気絶縁体を備える内面と、金属を備える外面とを備える、請求項６０に記載の装置。
62. 前記第１の放射手段との間で電気信号を供給するための手段をさらに備え、前記供給手段が前記第１の放射手段に電気的に結合され、前記供給手段が前記第２の放射手段から電気的に絶縁される、請求項４９に記載の装置。
63. 前記第１の放射手段が実質的に中空のコーンを備え、さらに前記供給手段の少なくとも一部が前記中空コーン内にある、請求項６２に記載の装置。
64. 前記供給手段を介して信号を送信または受信するための手段と、
    前記送信または受信手段に電力を供給するための手段とをさらに備え、前記送信または受信手段の少なくとも一部と前記電力供給手段の少なくとも一部とが前記中空コーン内に配設される、
    請求項６３に記載の装置。
65. 前記電力供給手段の少なくとも一部が、前記中空コーンを実質的に囲むようにキャップを形成する、請求項６４に記載の装置。
66. 前記電磁信号を放射するための第３の手段をさらに備え、前記第３の放射手段が前記供給手段に電気的に結合され、さらに前記第３の放射手段が前記第２の放射手段に電磁的に結合され、前記第２の放射手段から電気的に絶縁される、請求項６２に記載の装置。
67. 前記供給手段が、同軸伝送線路の中心導体の一部を形成するか、またはそれに電気的に結合される、請求項６２に記載の装置。
68. 前記供給手段がプリント回路板に電気的に結合される、請求項６２に記載の装置。
69. 前記プリント回路板がマイクロストリップまたはストリップ線路として構成される、請求項６８に記載の装置。
70. 前記第２の放射手段が導電性プレートを備える、請求項４９に記載の装置。
71. 前記導電性プレートが、規定された湾曲面を有する、請求項７０に記載の装置。
72. 前記第１および第２の放射手段が、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅を有するか、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有するか、または、２０％程度もしくはそれ以上の比帯域幅を有し、５００ＭＨｚ程度もしくはそれ以上の帯域幅を有する規定された超広帯域チャネル内で信号を送信または受信するように適合される、請求項４９に記載の装置。
73. 第１の放射素子と、
    前記第１の放射素子に電磁的に結合され、前記第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子と
    を備えるアンテナであって、前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じであるアンテナと、
    遠隔装置から前記アンテナを介して音響データを含む入力信号を受信するように適合された受信機と、
    前記音響データに基づいて音響出力を生成するように適合された変換器と
    を備えるヘッドセット。
74. 第１の放射素子と、
    前記第１の放射素子に電磁的に結合され、前記第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子と
    を備えるアンテナであって、前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じであるアンテナと、
    前記アンテナを介してデータを受信するように適合された受信機と、
    前記受信データに基づいて指示を生成するように適合されたユーザインターフェースと
    を備える腕時計。
75. 無線通信用の感知デバイスであって、
    第１の放射素子と、
    前記第１の放射素子に電磁的に結合され、前記第１の放射素子から電気的に絶縁された第２の放射素子と
    を備えるアンテナであって、前記第１の放射素子の少なくとも１つの特性が、前記第２の放射素子の少なくとも１つの特性と実質的に同じであるアンテナと、
    感知されるデータを生成するように適合されたセンサと、
    前記感知されたデータを含む信号を前記アンテナを介して遠隔装置に送信するように適合された送信機と
    を備える感知デバイス。

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