JP2019502311A - セルを駆動するための分散直接駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本特許出願は、2015年12月15日に出願された、名称「a−Si分散直接駆動−マトリクス構成におけるアナログスイッチを備えたメモリセル(a−Si DISTRIBUTED DIRECT DRIVE: A MEMORY CELL WITH ANALOG SWITCH IN A MATRIX CONFIGURATION)」の対応する仮特許出願第62/267,719号に対する優先権を主張し、当該仮特許出願は、引用により本明細書に組み込まれる。
1.各列データxネット上で、行1値を設定する。これは、駆動電圧VDriveをセルドライバ出力OUTに渡すために高(high)となり、又はGNDをセルドライバ出力OUTに渡すために低(low)となる。
2.データをラッチの行にクロックする。行EN1をhighにし、遅延(例えば10μS)させ、行EN1をlowにする。
3.各列データxネット上で、次の行の値を設定する。
4.データをラッチの次の行(この行のセルドライバ)にクロックする。
5.全ての行に対してステップ3及び4を繰り返す。
6.次のフレームパターンを決定し、1から6を繰り返す。
上述の技術は、フラットパネルアンテナと共に使用することができる。このようなフラットパネルアンテナの実施形態が開示される。フラットパネルアンテナは、アンテナ開口面上にアンテナ素子の1又は2以上のアレイを含む。1つの実施形態において、アンテナ素子は液晶セルを含む。1つの実施形態において、フラットパネルアンテナは、マトリクス駆動回路を含む円筒状給電アンテナであり、行及び列状に配置されていないアンテナ素子の各々を一意的にアドレス指定して駆動する。1つの実施形態において、アンテナ素子はリング状に配置される。
1つの実施形態において、フラットパネルアンテナは、メタマテリアルアンテナシステムの一部である。通信衛星地上局用のメタマテリアルアンテナシステムの実施形態が記載される。1つの実施形態において、アンテナシステムは、民間商用衛星通信用のKa帯域周波数又はKu帯域周波数の何れかを使用して動作する移動体プラットフォーム(例えば、空、海、陸、その他)上で作動している衛星地上局(ES)の構成要素又はサブシステムである。アンテナシステムの実施形態は、移動体プラットフォーム上でない地上局(例えば、固定又は輸送可能な地上局)で用いることもできる点に留意されたい。
図11Aは、円筒波給電を提供するのに使用される同軸給電部の1つの実施形態の上面図を示す。図11Aを参照すると、同軸給電部は、中心導体と外側導体とを含む。1つの実施形態において、円筒波給電アーキテクチャは、給電ポイントから円筒状に外向きに拡がる励起を中心ポイントからアンテナに給電する。すなわち、円筒状給電アンテナは、外向きに進む同心給電波を生成する。とはいえ、円筒状給電部の周りの円筒状給電アンテナの形状は、円形、四角形、又は何れかの形状とすることができる。別の実施形態において、円筒状給電アンテナは、内向きに進む給電波を生成する。このような場合には、給電波が円形構造から生じるのが最も自然である。
1つの実施形態において、アンテナ素子は、パッチアンテナの1つのグループを含む。パッチアンテナのこの1つのグループは、散乱メタマテリアル素子のアレイを含む。1つの実施形態において、アンテナシステムにおける各散乱素子は、下部導体と、誘電体基板と、相補的電気誘導容量共振器(「相補型電気LC」又は「CELC」)を組み込む上部導体とから成る単位セルの一部であり、相補的電気誘導容量共振器は、上部導体にエッチング又は堆積される。
図16AのRFアレイ1606及び図16BのRFアレイ1616は、放射体として機能する1つのグループのパッチアンテナ(すなわち散乱器)を含む波動散乱サブシステムを含む。この1つのグループのパッチアンテナは、散乱メタマテリアル素子のアレイを含む。
1つの実施形態において、アンテナ素子は、系統的マトリクス駆動回路を可能にする方法で円筒状給電アンテナ開口面上に配置される。このセルの配置は、マトリクス駆動のためのトランジスタの配置を含む。図17は、アンテナ素子に対するマトリクス駆動回路の配置の1つの実施形態を示している。図17を参照すると、行コントローラ1701は、行選択信号Row1及びRow2それぞれを介してトランジスタ1711及び1712に結合され、列コントローラ1702は、列選択信号Column1を介してトランジスタ1711及び1712に結合される。トランジスタ1711はまた、パッチ1731への接続を介してアンテナ素子1721に結合され、トランジスタ1712は、パッチ1732への接続を介してアンテナ素子1722に結合される。
1つの実施形態において、組み合わされたアンテナ開口面は、セットトップボックスと連動して動作するテレビジョンシステムで使用される。例えば、二重受信アンテナの場合、アンテナによって受信された衛星信号は、テレビジョンシステムのセットトップボックス(例えばDirecTV受信機)に提供される。より具体的には、組み合わされたアンテナ動作は、2つの異なる周波数及び/又は偏波でRF信号を同時に受信することができる。すなわち、素子の1つのサブアレイは、1つの周波数及び/又は偏波でのRF信号を受信するよう制御され、別のサブアレイは、別の異なる周波数及び/又は偏波での信号を受信するよう制御される。周波数又は偏波のこれらの差異は、テレビジョンシステムによって受信されている異なるチャネルを表す。同様に、2つのアンテナアレイを2つの異なるビーム位置に対して制御し、2つの異なる位置(例えば2つの異なる衛星)からのチャネルを受信して、複数のチャネルを同時に受信することができる。
別の実施形態において、組み合わされたアンテナ開口面は、全二重通信システムで使用される。図20は、同時送信及び受信経路を有する通信システムの別の実施形態のブロック図である。1つの送信経路及び1つの受信経路だけが示されているが、通信システムは、1つより多い送信経路及び/又は1つより多い受信経路を含むことができる。
101 駆動入力
102 ON/OFF入力
103 出力(OUT)
104 接地
110 インバータ
111 マルチプレクサ(スイッチ)
120 LC(又はMEMSセル)
Claims (33)
- 1又は2以上のセルを各々が含む複数のアンテナ素子を有するアンテナ素子のアレイと、
前記セルの各々に電圧を提供するために前記アンテナ素子のアレイのセルに結合された駆動回路と、
前記セルがオン又はオフであるかどうか決定するため前記セルの各々に対するデータ値を格納するメモリと、
を備える、アンテナ。 - 前記1又は2以上のセルは、液晶(LC)セルを含む、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記1又は2以上のセルは、MEMS無線周波数(RF)共振器セルを含む、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記駆動回路は、複数のセルドライバを含み、前記セルの各々に対して前記セルドライバを1つ有する、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記セルドライバは、制御信号に応答して第1の電圧又は第2の電圧を前記セルに提供するよう作動するスイッチを含み、前記第1の電圧は、前記セルのON状態電圧であり、前記第2の電圧は、前記セルのOFF状態電圧であり、前記制御信号は、前記セルに関連付けられた前記メモリ内の1つのデータ値に応答する、請求項4に記載のアンテナ。
- 前記第1の電圧はAC電圧であり、前記第2の電圧は接地電圧である、請求項5に記載のアンテナ。
- 前記メモリ及び前記駆動回路用のコントローラは、前記セルの1つのグループに対して共通のON状態電圧及びOFF状態電圧を有する前記アレイにおける前記アンテナ素子に対して周辺に配置され、前記ON状態電圧は、前記セルの1つのグループに対して同じ周波数である、請求項4に記載のアンテナ。
- 前記セルドライバの各々は、制御信号に応答して第1の電圧又は第2の電圧を前記セルに提供するよう作動するスイッチに結合された前記メモリの一部を含み、前記第1の電圧は前記セルのON状態電圧であり、前記第2の電圧は前記セルのOFF状態電圧であり、前記制御信号は、前記セルドライバにおける前記メモリの一部からの出力である、請求項4に記載のアンテナ。
- 前記メモリの一部は、
前記セルドライバが駆動することになる前記セルについて前記セルがON状態又はOFF状態になるかを指示するデータ値を受け取るために結合されたデータ入力と、
前記制御信号を出力して前記スイッチを制御するよう作動するラッチ出力と、
を有するラッチを含む、請求項8に記載のアンテナ。 - 前記セルドライバはマトリクス構成で配列され、前記駆動回路は、複数の行信号及び複数の列信号を含み、前記複数の行信号の個々の行信号は、前記セルドライバの1つのグループにおける前記ラッチのイネーブル入力に結合されており、前記複数の列信号の個々の列信号は、前記セルドライバの1つのグループにおける前記ラッチのデータ入力に結合されている、請求項9に記載のアンテナ。
- 前記駆動回路は、前記メモリのデータ値を更新することによって更新されたマトリクスを有するマトリクス駆動回路を含む、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記電圧は交流(AC)電圧である、請求項1に記載のアンテナ。
- アンテナ給電部であって、前記給電部から同心円状に伝播する給電波を入力するためのアンテナ給電部と、
複数のスロットと、
複数のパッチと、
を更に備え、前記パッチの各々は、前記セルを使用する複数のスロットにおいて1つのスロットの上の同一場所に配置され且つ前記1つのスロットから分離されて、パッチ/スロットのペアを形成しており、前記ピッチ/スロットの各ペアは、制御パターンによって指定された前記ペアにおける前記パッチに対する電圧の印加に基づいてターンオフ又はオンされる、請求項1に記載のアンテナ。 - 前記アンテナ素子は、ホログラムビーム誘導で使用するための周波数帯域のビームを形成するよう制御され且つ共に作動する、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記アンテナ素子のアレイは、同調型スロットアレイの一部であり、前記同調型スロットアレイにおける前記アンテナ素子は、1又は2以上のリング状で配置される、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記スロットアレイは、複数のスロットを含み、前記スロットの各々は、所与の周波数で所望の散乱を提供するように同調される、請求項15に記載のアンテナ。
- 前記複数のスロットの各スロットは、前記各スロットの中央位置にて衝突する円筒状の給電波に対して+45度又は−45度の何れかに配向されて、前記スロットアレイは、前記円筒状給電波の伝播方向に対して+45度回転された前記スロットの第1のセットと、前記円筒状給電波の伝播方向に対して−45度回転された前記スロットの第2のセットと、を含むようになる、請求項16に記載のアンテナ。
- 1又は2以上のセルを各々が含む複数のアンテナ素子を有するアンテナ素子のアレイであって、前記アンテナ素子のうちの少なくとも1つのグループが、ホログラムビーム誘導で使用するための周波数帯域のビームを形成するよう制御され且つ共に作動する、アンテナ素子のアレイと、
前記アンテナ素子のアレイにおける前記各セルについて前記セルがオン状態又はオフ状態になるかを指示するデータ値を格納するメモリと、
前記アンテナ素子のアレイにおける前記セルに結合された複数のセルドライバを有するマトリクス駆動回路であって、前記メモリ内の前記データ値に基づく前記各セルがオン状態又はオフ状態にあるかに基づいて前記セルの各々に異なる電圧を提供する、マトリクス駆動回路と、
を備える、アンテナ。 - 前記1又は2以上のセルは、液晶(LC)セルを含む、請求項18に記載のアンテナ。
- 前記1又は2以上のセルは、MEMS無線周波数(RF)共振器セルを含む、請求項18に記載のアンテナ。
- 前記セルドライバは、制御信号に応答して第1の電圧又は第2の電圧を前記セルに提供するよう作動するスイッチを含み、前記第1の電圧は、前記セルのON状態電圧であり、前記第2の電圧は、前記セルのOFF状態電圧であり、前記制御信号は、前記セルに関連付けられた前記メモリ内の1つのデータ値に応答する、請求項18に記載のアンテナ。
- 前記第1の電圧はAC電圧であり、前記第2の電圧は接地電圧である、請求項21に記載のアンテナ。
- 前記メモリ及び前記駆動回路用のコントローラは、前記セルの1つのグループに対して共通のON状態電圧及びOFF状態電圧を有する前記アレイにおける前記アンテナ素子に対して周辺に配置され、前記ON状態電圧は、前記セルの1つのグループに対して同じ周波数である、請求項18に記載のアンテナ。
- 前記セルドライバの各々は、制御信号に応答して第1の電圧又は第2の電圧を前記セルに提供するよう作動するスイッチに結合された前記メモリの一部を含み、前記第1の電圧は前記セルのON状態電圧であり、前記第2の電圧は前記セルのOFF状態電圧であり、前記制御信号は、前記セルドライバにおける前記メモリの一部からの出力である、請求項18に記載のアンテナ。
- 前記メモリの一部は、
前記セルドライバが駆動することになる前記セルについて前記セルがON状態又はOFF状態になるかを指示するデータ値を受け取るために結合されたデータ入力と、
前記制御信号を出力して前記スイッチを制御するよう作動するラッチ出力と、
を有するラッチを含む、請求項24に記載のアンテナ。 - 前記セルドライバはマトリクス構成で配列され、前記駆動回路は、複数の行信号及び複数の列信号を含み、前記複数の行信号の個々の行信号は、前記セルドライバの1つのグループにおける前記ラッチのイネーブル入力に結合されており、前記複数の列信号の個々の列信号は、前記セルドライバの1つのグループにおける前記ラッチのデータ入力に結合されている、請求項25に記載のアンテナ。
- 前記マトリクス駆動回路は、前記メモリのデータ値を更新することによって更新されたマトリクスを有する、請求項18に記載のアンテナ。
- アンテナ給電部であって、前記給電部から同心円状に伝播する給電波を入力するためのアンテナ給電部と、
複数のスロットと、
複数のパッチと、
を更に備え、前記パッチの各々は、前記セルを使用する複数のスロットにおいて1つのスロットの上の同一場所に配置され且つ前記1つのスロットから分離されて、パッチ/スロットのペアを形成しており、前記ピッチ/スロットの各ペアは、制御パターンによって指定された前記ペアにおける前記パッチに対する電圧の印加に基づいてターンオフ又はオンされる、請求項18に記載のアンテナ。 - 各々がセルを含む複数のアンテナ素子を有するアンテナを制御する方法であって、前記方法は、
前記複数のアンテナ素子のどのセルがON状態及びOFF状態になるかを決定するステップと、
前記決定の結果に基づいて、前記セルの各々が前記ON状態又は前記OFF状態になるかを指示するデータ値を前記セルのためのメモリ位置においてプログラミングするステップと、
前記メモリ位置においてプログラムされたデータ値に基づいて前記セルに電圧を駆動するステップと、
を含む、方法。 - 前記セルに電圧を駆動するステップは、制御信号に応答して前記セルの1つのグループにおける各セルに第1の電圧又は第2の電圧を提供するスイッチを制御するステップを含み、前記第1の電圧は、前記セルのON状態電圧であり、前記第2の電圧は、前記セルのOFF状態電圧であり、前記制御信号は、前記セルに関連付けられたメモリ位置にてプログラムされた1つのデータ値に応答する、請求項29に記載の方法。
- 前記第1の電圧はAC電圧であり、前記第2の電圧は接地電圧である、請求項30に記載の方法。
- 前記セルのための前記メモリ位置にてデータ値をプログラミングするステップは、前記セルに電圧を駆動するよう作動する複数のセルドライバの各々においてメモリを設定するステップを含み、前記メモリ位置にてプログラムされたデータ値に基づいて前記セルに電圧を駆動するステップは、前記セルの1つのグループにおける前記セルドライバの各々に出力を生成するステップを含み、前記出力は前記制御信号である、請求項29に記載の方法。
- 行制御信号を使用してマトリクスにおける前記セルドライバの行を選択し、
前記セルドライバの行における各セルドライバのメモリにデータを格納させる列制御信号を順次アサートする、
ことによって前記セルドライバの行における前記メモリの行を順次プログラミングするステップを更に含む、請求項32に記載の方法。
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