JP2023543278A - アンテナ・デバイス、アンテナ・デバイスのアレイ - Google Patents

Abstract

アンテナ・デバイスは、アンテナ・デバイスの放射軸に平行な方向に電磁信号を放射するように構成された放射器を含む。放射器は放射軸に垂直な実質的に平面状の形状を有し、共振構造は放射器に隣接している。共振構造は放射器に平行な実質的に平面状の形状を有し、放射器は第1の周波数バンドで電磁信号を放射するように構成され、共振構造は第1の周波数バンド内で共振周波数を有するように構成される。

Description

本開示は、一般に電気通信デバイスの分野に関連し、より具体的にはアンテナ・デバイス及びアンテナ・デバイスのアレイに関連する。

近年において、様々な無線通信システムの急速な発展は、ダイバーシティ・アンテナ、再構成可能アンテナなどを含む革新的なアンテナ技術の考察に起因している。このようなシステムは、異なる周波数バンドで動作し、その結果、各々の周波数バンドについて別個の放射素子を必要とする。典型的には、このようなシステム専用のアンテナを提供するために、複数のアンテナが各サイトで必要とされる可能性がある。このように、必要とされる全ての周波数バンドに応対することが可能な単一構造としてのコンパクトなアンテナに対する切実な必要性がある。更に、アクティブ・アンテナ・システム（AAS）などの無線機とのアンテナのより奥深い統合に対する需要の高まりとともに、アンテナの主要パフォーマンス・インジケータ（KPI）を損なうことなく、低プロファイル・アンテナの帯域幅を拡張する新しい方法が要求されている。

従来、増加の一途を辿るアンテナ・アレイは同じ筐体に統合されている。しかしながら、このようなアンテナ・アレイの統合は、非常に複雑なアンテナ・システムをもたらす結果となり、アンテナの形状因子に強力に（又は不都合に）影響を及ぼし、その形状因子はこのアンテナ・システムの商業分野での発展にとって基本的なものである。しかしながら、このような統合は、通常、かなりのコストがかかる。その結果、同じ無線周波数（RF）パフォーマンスを維持する最新の基地局アンテナ・システムを含むがこれに限定されないアンテナ・システムにおける標準の動作帯域をカバーし、且つ、アンテナ素子を他の構成要素と容易に統合するために、従来の技術とは異なる新しい概念/アーキテクチャが開発される必要がある。

更に、アンテナ（又は放射素子）のパフォーマンスを考慮する一方で、より多数のアンテナ（結果として、周波数帯域）を狭い空間内で一緒に統合することは、それらの間の高レベルのカップリング（望ましくないエネルギー伝達）を意味し、これは信号品質を低下させる。システム（又はアンテナ）間のカップリングは、パフォーマンス、及び従ってアンテナによって提供される能力に対する重大な制限となる可能性がある。従って、カップリングのレベルを抑制又は低減して、その影響を可能な限り軽減することは非常に重要なことである。その結果、アンテナ・アレイ間で改善されたアイソレーションを有するアンテナ又はシステムの必要性が生じている。言い換えれば、隣接するアンテナとの不要なカップリングを排除するために、所望の周波数帯域でアンテナをデチューニングするシステム又は方法、特に代替的な周波数帯域を有するアンテナ・システムのための必要性が生じている。

更に従来は、送信（TX）と受信（RX）の信号経路を分離するために、デュプレクサがアンテナ・システムに結合されている。デュプレクサは、TXとRXの両方の回路が、同じアンテナを共有して、スペースとコストを節約しつつ、TXとRXの信号を互いに分離することを可能にする。通常、TXとRXの信号は異なる周波数帯域を占有し、その場合、デュプレクサは、バンドパス・フィルタリングと周波数多重化の機能を、アンテナ・デバイスに組み込むことが可能である。しかしながら、デュプレクサそれ自体、追加デバイスとして、余分なスペースと追加コストを占めるので、アンテナの物理的な実装面積を増やしてしまう。更に、このような従来のアンテナ・デバイスは多くのリソースを消費し、即ち、その配置のために、より多くの人手、熟練、又は労力及び時間を必要とする。典型的には、部品数の増加は、より多くの接点を招く結果となり、更にそのような接点を電気的に結合するために、より多数のはんだ付け接合が必要とされる。更に、複数の周波数帯域で動作する従来のアンテナ・デバイスの場合、故障が無く干渉の無い通信は常に課題として残る。

従って、前述の観点から、従来のアンテナ・デバイスに関連する上記の欠点を克服する必要性が存在する。

本開示は、アンテナ・デバイス及びアンテナ・デバイスのアレイを提供しようとするものである。本開示は、従来のアンテナ・デバイスに関連する構造及び製造の複雑さと設置作業の既存の問題に対する解決策を提供しようとするものである。本開示の目的は、先行技術で遭遇した問題を少なくとも部分的に克服する解決策を提供すること、及び、容易に導入することが可能な改善されたアンテナ・デバイスであって、構造及び製造の複雑さが低いものを提供することである。更に、本開示のアンテナ・デバイスは、デュプレクサのような追加的なデバイスを必要とせずに、改善したパフォーマンスをもたらす複数の周波数帯域で動作することを目指している。更に、本開示は、複数の周波数帯域内で動作する隣接するアンテナ・デバイス間の固有のカップリングという既存の問題に対する解決策を提供し、アンテナ配置の影響を最小限に抑えることを目指している。

本開示の目的は、後述の独立クレームで提供される解決策によって達成される。本開示の有利な実装は、従属クレームにおいて更に規定される。

第1の態様において、本開示はアンテナ・デバイスを提供し、アンテナ・デバイスはアンテナ・デバイスの放射軸に平行な方向に電磁信号を放射するように構成された放射器を含む。放射器は放射軸に垂直な実質的に平面状の形状を有し、共振構造は放射器に隣接している。共振構造は放射器に平行な実質的に平面状の形状を有し、放射器は第1の周波数バンドで電磁信号を放射するように構成され、共振構造は第1の周波数帯域内の共振周波数を有するように構成される。

本開示のアンテナ・デバイスは、より多くの周波数帯域を統合し、小さな形状因子を維持する、低プロファイル、軽量、コンパクトなアンテナ・デバイスである。アンテナ・デバイスは、従来のアンテナ・デバイスと比較して、サイズがコンパクトであり、より低い複雑性（即ち、構造及び製造の複雑さ）しか有していない。例えば、アンテナ・デバイスは、給電線を接続するためにプローブやケーブルのような部品を使用せず、それによりアンテナ・デバイス全体の複雑性を低減する。更に、アンテナ・デバイスは、追加のフィルタを実装することなく、共振構造に関連する共振周波数に基づいて、1つ以上の周波数帯域（即ち、サブ・バンド）をフィルタリングする。更に、このアンテナ・デバイスは、複数の周波数帯域内で動作するために何らかの追加のデバイス（デュプレクサなど）を必要とせず、また、隣接するアンテナ・デバイス間のカップリングを排除するか又は大幅に最小化する。その結果、追加のデバイス及び部品の数が削減され、それによりアンテナ・デバイスの設置に必要とされるはんだ付け接合の数を削減する。その結果、アンテナ・デバイスに関連する全体的な構造及び製造の複雑さを軽減し、それは時間、コスト、及び労力の観点から設置作業を削減する。更に、放射器の放射方向と放射軸に平行な共振構造により、アンテナ・デバイスの指向性は改善される。

実装形態において、共振構造は放射器のリアクティブ近傍界に配置されている。

別の実装形態において、放射器と共振構造との間の距離は、第1の周波数バンドの中心波長λ_centralに基づいて決定され且つ0.001ないし0.1λ_centralの間にあるように決定される。

別の実装形態において、共振構造は、金属シート、印刷回路基板、又は、金属箔蒸着基板のうちの1つから形成されており；且つ1つ以上の支持部により放射器に取り付けられているか又は放射器に積層された基板に取り付けられている。

このような方法で共振構造を実装することは、アンテナ・デバイスをコンパクトにし、構造的複雑さや設置の手間を削減する。更に、金属シート、プリント基板、又は金属化プラスチックとして実装することは、フィルタを設計するために、より大きな柔軟性をもたらす。

別の実装形態において、放射器はパッチ・アンテナであり、アンテナ・デバイスは、放射器に平行に且つ放射器から離間して配置された平面状の構造を有するディレクタを更に含む。

従来のアンテナ・デバイスと比較して、パッチ・アンテナは、小さな外形、軽量、及び低消費電力である。更に、低コスト、小型、及び製造や適合が容易でもある。

別の実装形態において、アンテナ・デバイスは、ディレクタに隣接する少なくとも1つの第2の共振構造を更に含み、共振構造はディレクタに平行な実質的に平面状の形状を有し；第2の共振構造は、第1の周波数バンド内で第2の共振周波数を有するように構成されている。

ディレクタは、増加したインピーダンス帯域幅と高い指向性を、アンテナ・デバイスに提供する。更に、増加したインピーダンス帯域幅は、寄生素子として機能する共振構造を介して、直接的又は間接的に達成される。

別の実装形態において、共振構造は、アンテナ・デバイスの寄生素子として動作するように構成されている。

寄生素子として機能する共振構造は、共振構造のサイズと位置に関して、アンテナ・デバイスの入力インピーダンスに大きく影響を及ぼす。更に、帯域幅の改善及び/又は改善された放射が、共振構造（又は寄生素子）により直接的又は間接的に達成される。

別の実装形態において、共振構造の形状は、共振構造の中心点に対して対称的である。

別の実装形態において、共振構造の長さは、共振周波数に基づいて決定される。

共振構造の長さは、アンテナ・デバイスが動作するための最適な周波数範囲を提供するために、実装要件に従って変更される。この長さの変化は、カップリング無しに2つ以上の複数のデバイスが動作することを可能にし、結果として全体的なパフォーマンスを向上させる。

別の実装形態において、共振周波数は、アンテナ・デバイスに隣接して配置される別のアンテナ・デバイスにより放射される第2の周波数バンドに基づいて決定される。

隣接するアンテナ・デバイスの周波数帯域に基づいて共振周波数を決定することは、複数のアンテナ・デバイスが共存して動作することを、動作中のカップリングや干渉無しに可能にし、アンテナ・デバイスにとって最適な動作を可能にする。

第2の態様において、本開示は、2つ以上のアンテナ・デバイスのアレイを提供し、アレイは、第1の態様のアンテナ・デバイスを2つ以上含む。

アンテナ・デバイスとの組み合わせに関して2つ以上の追加的なデバイスを使用することは、アンテナ・デバイスが複数の周波数バンド（即ち、2つ以上の周波数バンド）で動作することを許容する。これは、アンテナ・デバイスの全体的な能力を向上させることが可能であり、アンテナ・デバイスが、その周囲に1つ以上のアンテナ・デバイスを収容することを、アンテナ・デバイスのパフォーマンスを低下させることなく可能にする。更に、このような対策は、複数のアンテナ・デバイスが共存して動作することを、2つ以上のアンテナ・デバイス間の干渉やカップリングなしに可能にする。更に、複数のアンテナ・デバイスを1つのアレイに統合することは、全体的なパフォーマンスを向上させ、全体的な複雑さとアンテナ・デバイスの関連コストを削減する。

第2の態様のアンテナ・デバイスのアレイは、第1の態様のアンテナ・デバイスの全ての利点と効果を達成する。

別の実装形態において、アンテナ・デバイスのアレイは、第1の周波数バンドで動作し、第1の共振周波数に同調した第1の共振構造を有する第1のアンテナ・デバイスを含む。更に、アレイは、第2の周波数バンドで動作し、第2の共振周波数に同調した第2の共振構造を有する第2のアンテナ・デバイスを含み、第1の共振周波数は第2の周波数バンドに基づいて決定され、第2の共振周波数は第1の周波数バンドに基づいている。

このような方法でアレイを実装し、共振周波数を、隣接するアンテナ・デバイスの周波数バンドに基づいて決定することは、高いリターン・ロスの大きい周波数バンドをデチューニングすることにより、アレイのアンテナ・デバイスが共存して動作することを、動作中のカップリングや干渉無しに可能にし、アンテナ・デバイスにとって最適な動作を可能にする。更に、このような実装は、デュプレクサのような追加のデバイスを使用すること無く、アレイの複信動作を可能にする。

別の実装形態において、アンテナ・デバイスのアレイは、アップリンク用に構成された第1のアンテナ・デバイスと、ダウンリンク用に構成された第2のアンテナ・デバイスとを含む。

このような方法でアンテナ・デバイスのアレイを実装することは、デュプレクサを実装すること無く、アンテナ・デバイスとの双方向通信を可能にし、これにより物理的な実装面積及び関連する製造コストを削減する。

別の実装形態において、第1の周波数バンドは第2の周波数バンドとオーバーラップしている。

周波数バンドのオーバーラッピングがあったとしても、アンテナ・デバイスによるデチューニングされたオーバーラップ領域に起因して、アンテナ・デバイスの動作中に信号の干渉や散乱の影響を招かない。

別の実装形態において、第1の周波数バンドと第2の周波数バンドはそれぞれ複数のサブ・バンドを含み、第1の周波数バンドのサブ・バンドは第2の周波数バンドのサブ・バンドとインターリーブ配置されている。

本件で説明される全ての実装形態は組み合わせることが可能であることが認められるであろう。本件で説明される全てのデバイス、要素、回路、ユニット及び手段は、ソフトウェア又はハードウェア要素又はそれらの任意の種類の組み合わせで実装されることが可能であることに留意を要する。本件で説明される様々なエンティティによって実行される全てのステップ、並びに、様々なエンティティによって実行されるように説明される機能は、それぞれのエンティティがそれぞれのステップ及び機能を実行するように適合又は構成されていることを意味するように意図されている。以下の特定の実施形態の説明において、外部エンティティによって実行される特定の機能又はステップが、その特定のステップ又は機能を実行するそのエンティティの特定の詳細な要素の説明に反映されていない場合でさえ、これらの方法及び機能はそれぞれのソフトウェア又はハードウェア要素、又はそれらの任意の種類の組み合わせで実装されることが可能である、ということは当業者にとって明らかであるはずである。本開示の特徴は、添付のクレームによって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、様々な組み合わせで組み合わせられる可能性があることは理解されるであろう。

本開示の追加的な態様、利点、特徴、及び目的は、後述の添付のクレームと併せて解釈される例示的な実装の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。

上記の概要及び例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面とともに閲覧すると良く理解できる。本開示を説明する目的で、開示の例示的な構成が図面に示される。しかしながら、本開示は本件で開示される特定の方法及び手段に限定されない。更に、当業者は、図面が寸法通りでないことを理解するであろう。可能な限り、同様な要素は同じ番号で示される。本開示の実施形態は、以下の図を参照しながら例示としてのみここで説明される。
図1は、本開示の実施形態によるアンテナ・デバイスの斜視図である。 図2は、本開示の実施形態による、包囲壁を除去した図1のアンテナ・デバイスの分解図である。 図3は、本開示の実施形態による、図1のアンテナ・デバイスと別のアンテナ・デバイスの斜視図である。 図4は、本開示の実施形態によるアンテナ・デバイスのアレイのブロック図である。 図5は、本開示の実施形態による図4のアンテナ・デバイスのアレイの例示的な周波数バンドである。 図6Aは、本開示の実施形態による、2つの異なる周波数バンドにおける2つのアンテナ・デバイス間のカップリングを示すグラフ表現である。 図6Bは、本開示の実施形態による、2つの異なる周波数バンドにおける図6Aの2つのアンテナ・デバイス間のカップリングの影響を示すグラフ表現である。 図7Aは、本開示の実施形態による、第1の周波数バンドにおける第1のアンテナ・デバイスにより放射される電磁信号のリターン・ロスと偏波を示すグラフ表現である。 図7Bは、本開示の実施形態による、第2の周波数バンドにおける第2のアンテナ・デバイスにより放射される電磁信号のリターン・ロスと偏波を示すグラフ表現である。 図8は、本開示の様々な実施形態によるアンテナ・デバイスの共振構造の例示的な代替実施形態である。 図9は、本開示の様々な実施形態によるアンテナ・デバイスの共振構造の例示的な代替実施形態である。 図10は、本開示の様々な実施形態によるアンテナ・デバイスの共振構造の例示的な代替実施形態である。 図11は、本開示の様々な実施形態によるアンテナ・デバイスの共振構造の例示的な代替実施形態である。 添付の図面では、下線付きの数字は、下線付きの数字を上に乗せているアイテム又は下線付きの数字に隣接しているアイテムを表すために使用される。下線なしの数字は、下線なしの数字をアイテムに結び付ける線によって識別されるアイテムに関連している。数字が下線なしで、関連する矢印を伴っている場合、下線なしの数字は、矢印が指し示す全体的なアイテムを識別するために使用される。

以下の詳細な説明は、本開示の実施形態及びそれらを実装することが可能な方法を例示している。本開示を実施する幾つかのモードが開示されているが、当業者は、本開示を実施又は実現するための他の実施形態も可能であることを認識するであろう。

図1は、本開示の実施形態によるアンテナ・デバイスの斜視図である。図1を参照すると、アンテナ・デバイス100が示されている。アンテナ・デバイス100は、放射器102と共振構造104（図2により良く示されている）を含む。放射器102は、放射軸Xに垂直な実質的に平面状の形状を含む。更に、第1の支持構造112A、第2の支持構造112B、第3の支持構造112C、及び第4の支持構造112Dを含む第1セットの支持構造112がアンテナ・デバイス100内に示されている。

アンテナ・デバイス100は、アンテナの放射素子、放射デバイス、アンテナ素子と呼ばれてもよい。アンテナ・デバイス100は通信に使用される。例えば、アンテナ・デバイス100は無線通信システムで使用される可能性がある。幾つかの実施形態では、そのようなアンテナ・デバイスのアレイ又は1つ以上のアンテナ・デバイスは、通信システムで使用される可能性がある。このような無線通信システムの例は、基地局（エボルブド・ノードB（eNB），gNBなど）、リピータ・デバイス、加入者宅内機器、及びその他のカスタマイズされた電気通信ハードウェアを含むが、これらに限定されない。

放射器102は、アンテナ・デバイス100のX方向に沿って電磁信号を放射するように構成されている。アンテナ・デバイス100が動作している場合に電磁信号が放射されることは明らかであろう。「電磁信号」という用語は、電場と磁場の強度の同時に生じる周期的変動による信号伝播を含み、電波、マイクロ波、赤外線、光、紫外線、X線、及びガンマ線を含む。「放射軸」という用語は、放射器102から放射される電磁信号と同じ方向を有する軸を指す。放射器102は、放射軸Xに垂直な実質的に平面状の形状を有する。「実質的に平面状」という用語は、放射器102の形状、即ち、平坦で途切れていない形状であって、そこに穿孔又は開口部、窪み、又はその他の中断を含む可能性があるものを指す。更に、放射器102の形状は湾曲していてもよいし、又は曲がっていてもよいことが理解されるであろう。図1に示されるように、放射器102はほぼ平面的な形状を有し、また、放射軸Xに垂直な方向に配置されている。放射器102は、電磁信号を第1の周波数バンドで放射するように構成されている。電磁信号は、そのエネルギーの大部分を運ぶ周波数の範囲、帯域幅と呼ばれるもの、を占めていなければならない。「周波数バンド」という用語は、1つの通信チャネルを表す場合もあれば、第1の周波数バンド、第2の周波数バンド等のように実装ごとに様々な周波数バンドに細分される場合もある。一例では、第1の周波数バンドは、ある周波数範囲、即ち1.7GHzないし2.0GHzによって定められていてもよい。別の例では、第2の周波数バンドは、ある周波数範囲、即ち1.8GHzないし2.2GHzによって定められていてもよい。

実施形態によれば、放射器102はパッチ・アンテナである。「パッチ・アンテナ」という用語は、平坦な放射パッチのような平坦な表面上に取り付けられる可能性のある、ロー・プロファイルのアンテナのタイプを指す。特に、平坦な放射パッチは、X方向に沿って電磁信号を放射するように構成された放射器102の部分を形成する。一般に、放射器102は平坦な矩形シート又は金属の「パッチ」で構成され、地板と呼ばれるより大きな金属シートの上に取り付けられる。実装形態では、放射器102は金属パッチ放射器である。有利なことに、パッチ・アンテナは、軽量で低プロファイルの平面構成を提供する。更に、パッチ・アンテナは、製造の容易性、及び他のデバイス（他のアンテナ・デバイスなど）との統合性を提供する。

実施形態では、共振構造104は、アンテナ・デバイス100の放射器102の上に配置される。「共振構造」という用語は、動作中に所望の周波数で共振するように構成されたアンテナ・デバイス100の素子を指す。所望の周波数は、共振構造104がアンテナ・デバイス100によって放射される電磁信号をフィルタリングする際の好ましい周波数である。この意味で、共振構造104は、共振構造104の共振周波数で放射器102をデチューニングする。共振構造104は、放射器102から所定の距離において、放射器102に隣接して配置される。共振構造104は、放射器102に平行な実質的に平面状の形状を有する。共振構造104は、2つの細長いアーム（スタブとも呼ばれる）を有する十字形構造（図2に示されるようなもの）を有する。更に、共振構造104は均一な形状、即ち、共振構造104の十字形構造の幅と長さのような、共振構造104の物理的寸法が均一である。主として、適切な長さは、共振構造104が動作中に所望の周波数で共振することを可能にする、ということは明らかであろう。典型的には、スタブの長さLは均一にされ、従って共振構造104のサイズは所望の動作周波数を実現する。しかしながら、共振構造104の形状とサイズは、開示の範囲を制限することなく変更される可能性がある、ということが当業者には理解されるであろう。更に、共振構造104のサイズと形状は、所望の共振周波数に適応するために変更される可能性がある。代替的に、共振構造104のサイズと形状を変更することによって、共振周波数が変更される可能性がある。例えば、スタブの長さは、アンテナ・デバイス100に二重共振を提供するように変更されてもよい。

実施形態によれば、共振構造104の形状は、共振構造104の中心点に関して対称的である。特に、共振構造104の対称的な十字形構造は、アンテナ・デバイス100が二重偏波特性を示すこと、即ち、水平偏波と垂直偏波の両方の電波に同時に応答することを可能にする。更に、アンテナ・デバイス100がシングル偏波特性を示すように、即ち、水平又は垂直の何れかの偏波の一方向にのみ応答するように構成される場合、共振構造104は非対称な構造を有するように構成されなくてもよい、ということは明らかであろう。

図1に示されるように、共振構造104は十字形構造を有する。更に、十字形状の構造は共振構造104の中心点に関して対称的である。換言すれば、共振構造104の中心点は、共振構造104を、中心点に関して共振構造104の各半分についての2つの等しい半分又は等しい鏡像に分割する。即ち、各々の細長いアーム又はスタブの長さLは同じである。オプションとして、スタブの長さLは、開示の範囲を制限することなく、実装に従って変更されることが可能である。

共振構造104は、第1の周波数バンド内に共振周波数を有するように構成される。共振構造104は、放射器102の第1の周波数バンド内の共振周波数で動作するように構成される。「共振周波数」という用語は、共振構造104がアンテナ・デバイス100に関連する第1の周波数バンド内のサブ・バンドをフィルタリングする際の周波数を指す。

実施形態では、共振構造104は放射器102のリアクティブ近傍界に配置される。「リアクティブ近傍界」という用語は、アンテナ（アンテナ・デバイス100など）に隣接する領域を指す。この領域では、電磁信号の電界（又はEフィールド）と磁界（又はHフィールド）は互いに90度位相がずれており、従ってリアクティブである。一般に、リアクティブ近傍界は、電磁成分（電磁信号など）を発生させるように動作可能なアンテナ・デバイス（アンテナ・デバイス100など）に存在する電流及び電荷からの強い誘導性及び容量性の効果が、遠方界放射のようには動作しない領域、即ち、誘導性及び容量性の効果は、放射器（放射器102など）からの距離に関して、遠方界放射の効果よりも速やかに電力に関して減少する。図1に示されるように、共振構造104は、放射器102から離間して、且つ放射器102のリアクティブ近傍界に配置される。

実施形態によれば、共振構造104は放射器102から離間して配置され、放射器102と共振構造104との間の距離Dは、第1の周波数バンドの中心波長λ_centralに基づいて決定される。「中心波長」という用語は、フィルタ（又は共振構造104）が動作する（第1の周波数バンドのような）スペクトル帯域幅の中間点を指す。典型的には、放射器102と共振構造104の間の距離Dは、（図2に示すように）サポート・タブを使用することにより維持される。動作において、第1の周波数バンドの距離Dは、0.001ないし0.1λ_centralの間にあるように決定される。例えば、光の速度（c）を3×10⁸m/sとし、第1の周波数バンドに関し、対応する中心波長が1.85GHzにひとしいと想定すると、放射器102と共振構造104の間の距離Dは、0.0162cmないし1.62cmの範囲にあることになる。

実施形態によれば、共振構造104は金属シート、プリント基板、又は金属が蒸着された誘電材料箔のうちの何れかから形成される。一例では、共振構造104は、単層プリント基板、多層プリント基板、フレキシブルPCB、又はフレキシ・リジッドPCBとして実装されてもよい。更に、共振構造104は、銅、アルミニウム、鉄などの金属シートのような折れた金属シートを使用して形成されてもよい。更に、共振構造104は、金属化された堆積物を有する誘電体材料箔であってもよい。実装では、金属化された堆積物を有する誘電体（又は非常に薄いプラスチック）の箔が使用される。別の実装では、共振構造104はレーザー・カットされた金属シートである。誘電体材料の箔を使用する基板は、基板の片側又は両側に導電性のトレース又は経路を印刷することによって達成されるメタライゼーションを使用して形成される。基板は、熱可塑性部品、金属ボード、半導体シートなどにすることが可能である。誘電体の箔の材料は、ベークライト又はFR4ガラス・エポキシを含むが、これらに限定されない。更に、導電性トレースの印刷は、エアロゾル・ジェット、インクジェット、又はスクリーン印刷のうちの少なくとも1つを使用して実行されてもよい。更に、共振構造104は、1つ以上の支持部118（支持タブとも呼ばれる）によって放射器102に取り付けられるか、又は放射器102に積層された基板（図示されていない）に取り付けられる。1つ以上の支持部（支持タブとも呼ばれる）は、放射器102から距離Dにおいて共振構造104を保持するために、放射器102全体のうちの特定の位置に設けられる。「基板」は、放射器102の機械的な支持に関する。この支持を提供するために、基板は主として誘電体材料（誘電体箔のうちの誘電体材料のようなもの）から成り、アンテナ・デバイス100の電気パフォーマンスに影響を及ぼす可能性がある。

別の実施形態によれば、アンテナ・デバイス100は、放射器102と平行に且つ放射器102から離れて配置された平面構造を有するディレクタ106を更に含む。「ディレクタ」106は、放射－即ち、放射器102の電磁信号－のエネルギー利得と指向性を増加させるように構成されたアンテナ・デバイス100の要素を指す。「ディレクタ」という用語は、駆動素子（放射器102など）の放射を自身の方向において増加させるように構成された要素を指す。有利なことに、ディレクタ106は、放射器102の放射を強化するように、放射器102と平行に配置される。一般に、ディレクタ106は寄生素子である。代替的に言えば、ディレクタ106は放射器102からそのエネルギーを受け取る。ディレクタ106は、放射、即ち放射された電磁信号の放射を、エネルギーの観点から強化するように構成される。代替的に言えば、ディレクタ106は放射器102の指向性を増強する。一般に、ディレクタ（ディレクタ106など）のサイズは、駆動素子（放射器102など）のサイズよりも小さい。図1に示されるように、ディレクタ106のサイズは、放射器102のサイズよりも小さい。一例では、ディレクタ106のサイズは、駆動要素、即ち放射器102より5％小さいか又は短い。

実施形態によれば、アンテナ・デバイス100は、ディレクタ106に隣接する少なくとも1つの第2の共振構造（共振構造108など）を更に含む。第2の共振構造108は、ディレクタ106に隣接して配置され、放射器102に隣接して配置された共振構造104と同様な形状を有し、この場合において、第2の共振構造108は、第1の共振構造104よりも小さい。第2の共振構造108は、ディレクタ106に平行な実質的に平面的な形状を有する。典型的には、第2の共振構造108は、ディレクタ106に隣接して平行に配置される。まとめて、放射器102、ディレクタ106、及び各々の共振構造、即ち第1の共振構造104と第2の共振構造108は、互いに平行に配置され、且つ放射器102の放射軸Xに垂直に配置される。更に、第2の共振構造108は、第1の周波数バンド内に第2の共振周波数を有するように構成される。第2の共振周波数は、第1の周波数バンド内の第1の共振周波数と異なっていてもよい。しかしながら、周波数バンド（第1の周波数バンドなど）についての増加した除去レベルを達成するために、第2の共振周波数は、第1の共振周波数と同一であってもよい。まとめて、第1の共振周波数と第2の共振周波数は、第1の周波数バンド内で複数の領域を可能にし、この場合において、放射器102はデチューニングされ、即ち共振周波数においてデチューニングされる。

実施形態によれば、共振構造（例えば、共振構造104、第2の共振構造108）は、共振周波数（例えば、それぞれ第1の共振周波数、第2の共振周波数）で動作するフィルタとして機能するように構成される。具体的には、第1の共振構造104と第2の共振構造108は、共振周波数（例えば、共振構造104に関する第1の共振周波数、第2の共振構造108に関する第2の共振周波数）で動作するフィルタとして機能するような仕方で配置される。ここで、共振構造104，108は、例えば1.8GHz-1.9GHzからの第1の周波数バンドのうちのサブ・バンドを拒否又は選別するように構成される。代替的に言えば、アンテナ・デバイス100は第1の周波数バンドにおいてデチューニングされる。

実施形態によれば、共振構造104，108は、アンテナ・デバイス100の寄生素子として機能するように構成される。「寄生素子」という用語は、他の素子（放射器102など）からの給電に依存する素子を指す。換言すれば、寄生素子は、自身の給電を持たず、間接的に放射（又は電磁信号）を強化することを支援する。特に、共振構造104，108（即ち、寄生要素）は給電に直接的に接続されていない。代替的に言えば、共振構造104，108は寄生素子として機能し、隣接する素子（放射器102など）から電力を引き出す。図1に示すように、共振構造104は放射器102に電気的に結合されてそこからエネルギーを引き出しており、アンテナ・デバイス100の給電又は給電系に直接的な接続を有していない。

実施形態によれば、アンテナ・デバイス100は、2組の支持構造112，114を含み、この場合において、第1セットの支持構造112はディレクタ106と第2の共振構造108との間に配置され、第2のセットの支持構造114は（図2に示されるように）、放射器102とベース124との間に配置される。ベース124は、PCBとして実装されることが可能であり、例えば、PCBにおける金属層として実装される反射器を含む可能性がある。

支持構造の各セット、即ち第1セットの支持構造112と第2セットの支持構造114は電気的に非導電性である。更に、第1セットの支持構造112は、放射器102から高さHにおいてディレクタ106を保持するように構成される。図1に示されるように、第1のセットの支持構造112のうちの各々の支持構造は、2つの端部、即ち第1の端部と第2の端部を含み、この場合において、第1セットの支持構造112のうちの各々の支持構造の第の端部はディレクタ106に取り付けられ、第1セットの支持構造112のうちの各々の支持構造の第2の端部は、アンテナ・デバイス100の包囲壁110（アンテナキャビティを構成するもの）に取り付けられる。一般に、2組の支持構造112，114の各々はプラスチック製であり、電気的に非導電性である。2組の支持構造112，114の各々は、単一部品から形成されてもよい。アンテナ・デバイス100は、包囲壁110を使用してカバーされており、包囲壁のアンテナ・デバイス100からの距離は実装に基づいて適合される。「包囲壁」という用語は、好ましくは金属のような導電性材料で構成される、アンテナ・デバイスを囲む壁を指す。

実施形態によれば、第2の共振構造体108は、第2の共振構造体108の十字形構造のそれぞれの端部における延長部を含み、第1のセットの支持構造112に機械的に結合されていてもよい。共振構造108の各々の端部において、2つの延長部（V型構造を形成するもの）が配置され、第1セットの支持構造112の4つの支持構造のうちの2つに機械的に結合されることが可能である。一例として、共振構造108の第1の端部において、共振構造の第1の端部における2つの延長部は、第1の支持構造112Aと第2の支持構造112Bとに結合されることが可能である。同様に、共振構造108の第2の端部において、第2の共振構造108の第2の端部における2つの延長部は、第2の支持構造112Bと第3の支持構造112Cとに結合されることが可能である、等々である。

実施形態によれば、共振構造104，108の長さLは共振周波数に基づいて決定される。一般に、共振構造104，108の長さLは共振周波数に関して逆関係に従う。例えば、共振周波数が高いほど、共振構造104，108の長さLは短くなり、逆も同様である。代替的に言えば、より高い共振周波数の共振構造104，108は、電磁信号の長さに合わせて短くなるが、より低い周波数の無線信号の共振構造104，108はより長くなる。図1に示されるように、第1の共振構造104の長さLは共振構造108の長さ（不図示）よりも大きく、その結果、第1の共振構造104の第1の共振周波数は、第2の共振構造108の第2の共振周波数と比較した場合により低いものである。具体的には、第1の共振構造104の長さLは、第1の周波数バンド内の第1の共振周波数に基づいて決定されるが、第2の共振構造108の長さ（長さLなど）は、第1の周波数バンド内の第2の共振周波数に基づいて決定される。

図2は、本開示の実施形態によるアンテナ・デバイス100の分解図である。図2を参照すると、アンテナ・デバイス100の分解図が示されている。図示されているように、アンテナ・デバイス100は、放射器102、ディレクタ106、第1の共振構造104、及び第2の共振構造108を含む。アンテナ・デバイスは、放射器102の下方であって接地層（不図示）の上方に配置された給電配置（不図示）と、給電配置が存在してもよい給電空洞122とを更に含む。更に、接地層と給電配置はプリント基板を使用して形成されてもよく、更に、電気接続と配線を備えて、給電配置からアンテナ・デバイス100への給電を可能にしてもよい。

更に示されるように、第1の共振構造104と第2の共振構造108のそれぞれは、放射構造104，108それぞれの異なる位置に設けられた複数の穿孔を含む。図示されるように、第1の共振構造104は、第1の共振構造104全体に配置された9つの穿孔を含む。具体的には、第1の共振構造104の各々の端部は、2つの穿孔を含み、2つの穿孔は、他方に対して等間隔に配置されていてもいなくてもよい。共振構造104の各々の端部の穿孔とは別に、実質的に中央の位置に穿孔が存在する。特に、穿孔は、第1セットの支持タブ118を収容するために、共振構造104全体の特定の位置に設けられている。「支持タブ」という用語は、放射器102や共振構造104のような何らかの構造に取り付けられた又はその構造から突出した材料の突起を指し、構造を所望の位置に保持又は固定するために使用される。

典型的には、第1の共振構造104における複数の穿孔（即ち、9つの穿孔）は、第1の支持タブ118A、第2の支持タブ118B等ないし第9の支持タブ（中央の支持タブ）のような9つの支持タブ118A-Iを含む第1セットの支持タブ118を受けるように設けられる。第1の共振構造104の複数の穿孔（例えば、9つの穿孔）のそれぞれは、9つの支持タブ118A-Iそれぞれの第2の端部を受けるように構成されている。典型的には、支持タブ118A-Iは、放射器102から距離Dにおいて第1の共振構造104を保持するために使用される。

同様に、第2の共振構造108は、（第1の共振構造104と同様に）第2の共振構造108全体に配置された5つの穿孔を含む。具体的には、第2の共振構造108の各々の端部は、単一の穿孔を含む。共振構造108の各々の端部の単一の穿孔とは別に、第2の共振構造108の実質的に中央の位置に穿孔が存在する。典型的には、複数の穿孔（又は、5つの穿孔）は、5つの支持タブ120A-E、即ち、第1の支持タブ120A、第2の支持タブ120B等々ないし第5の支持タブ120E（中央支持タブ）を含む第2セットの支持タブを受けるように設けられている。第2の共振構造108の複数の穿孔（例えば、5つの穿孔）のそれぞれは、5つの支持タブ120A-Eのそれぞれの第2の端部を受けるように構成されている。

特に、支持タブ118，120は、支持構造112，114の一体的な部分として形成される。換言すれば、支持タブ118A-Iは第1セットの支持構造118の一部であり、第2セットの支持タブ120A-Eは第2セットの支持構造114の一部である。

図3は、本開示の実施形態による、アンテナ・デバイス100及び（アンテナ・デバイス100に類似する）別のアンテナ・デバイス300の斜視図を示す。図3を参照すると、2つのアンテナ・デバイスが示されており、即ちアンテナ・デバイス100と別のアンテナ・デバイス300は、所定の距離だけ離間又は分離されている。アンテナ・デバイス300（又は第2のアンテナ・デバイス）は、形状及び構造の点でアンテナ・デバイス100に類似している。典型的には、アンテナ・デバイス300は、第2の放射器302、第2の放射器302に隣接して配置された第1の共振構造304、及び第2の放射器302から或る距離に配置されたディレクタ306（アンテナ・デバイス100のディレクタ106のようなもの）を含む。更に、別のアンテナ・デバイス300は、ディレクタ306に隣接する第2の共振構造308を含む。特に、2つのアンテナ・デバイス100，300は（包囲壁110のような）包囲壁から距離を隔てており、包囲壁のアンテナ・デバイス100，300からの距離は、実装に基づいて適合される。「包囲壁」という用語は、好ましくは金属のような導電性材料で構成される1つ以上のアンテナ・デバイスを包囲する壁を指す。2つのアンテナ・デバイスの間の距離、及び、アンテナ・デバイスと包囲壁との間の距離は、開示の範囲を制限することなく変更されてもよい、ということは当業者に認められるであろう。実装では、2つのアンテナ・デバイス、即ちアンテナ・デバイス100と別のアンテナ・デバイス300の間の隔たりは、約0.6λ_iであり、この場合において、λ_iはアンテナ・デバイスの中心波長λ_centralに等しくてもよい。第1のアンテナ・デバイス100と他のアンテナ・デバイス300は、それぞれ第1の周波数バンドと第2の周波数バンドで動作するように構成されている。典型的には、アンテナ・デバイス100は、第1の周波数バンドの1つ以上のサブ・バンドをフィルタリングするように構成された共振構造104及び共振構造108を含み、この場合において、別のアンテナ・デバイス300が動作する可能性がある。同様に、第2のアンテナ・デバイス300は、第2の周波数バンドの1つ以上のサブ・バンドをフィルタリングするように構成された第1の共振構造304及び第2の共振構造308を含み、この場合において、アンテナ・デバイス100が動作する可能性がある。

実施形態によれば、第1の周波数バンドと第2の周波数バンドはそれぞれ複数のサブ・バンドを含み、この場合において、第1の周波数バンドのうちのサブ・バンドは第2の周波数バンドのうちのサブ・バンドとインターリーブされる。典型的には、第1の周波数バンドと第2の周波数バンドのような各々の周波数バンドのサブ・バンドは、互いに少なくとも部分的に重複している。更に、各々の周波数バンドのうちの動作サブ・バンドは、互いに交互になっていてもよい。「動作サブ・バンド」という用語は、何らかのアンテナ・デバイスにおいて動作しているサブ・バンドを指す。一例では、第1の周波数バンドの第1のサブ・バンドは、第2の周波数バンドの第1のサブ・バンド又は第2のサブ・バンドを伴っている場合がある。例示的なシナリオでは、1.4GHzから2GHzの範囲に及ぶ第1の周波数バンドは、1.71GHzないし1.785GHzの間にある第1のサブ・バンドや、1.805GHzないし1.88GHzの間にある第2のサブ・バンドのような複数のサブ・バンドを含むことが可能であり、1.6GHzから2.4GHzの範囲に及ぶ第2の周波数バンドは、1.92GHzないし1.98GHzの範囲に及ぶ第3のサブ・バンドや、2.11GHzないし2.17GHzの範囲に及ぶ第4のサブ・バンドのような複数のサブ・バンドを含むことが可能である。ここで、インターリーブされたサブ・バンドが、2つの周波数バンドの重複する領域に存在し、2つの周波数バンド内で動作するサブ・バンドは、共振構造104，108に関連する共振周波数によって定められる。共振構造104，108に関連する共振周波数は、所望の動作帯域に基づいて選択されることが可能である。第1、第2、第3、及び第4のサブ・バンドのような複数のサブ・バンドのそれぞれは、様々な実装の目的に基づいて代替形式で存在してもよい。一例において、第1のサブ・バンドはアップリンク通信に使用される可能性がある一方、第4のサブ・バンドはダウンリンク通信に使用される可能性がある。

実施形態によれば、共振周波数（第1の共振周波数など）は、アンテナ・デバイス100に隣接して配置される別のアンテナ・デバイス300（第2のアンテナ・デバイスとも呼ばれる）に関連する第2の周波数バンドに基づいて決定される。第1の共振周波数は、別のアンテナ・デバイス300の第2の周波数バンドに基づいて決定される。典型的には、第1の共振構造104に関連する第1の共振周波数のような共振周波数は、別のアンテナ・デバイス300の第2の周波数バンド内のサブ・バンドに基づいている。同様に、第2の共振構造304に関連する第2の共振周波数のような共振周波数は、第1の周波数バンド内のサブ・バンドに基づいている。2つのアンテナ・デバイスの選択実装は、各々のアンテナ・デバイス、即ちアンテナ・デバイス100と他のアンテナ・デバイス300が、第1の周波数バンド又は第2の周波数バンド内のサブ・バンドを拒否することにより、パフォーマンスを劣化させることなく一緒に動作することを可能にし、その場合において、2つのアンテナ・デバイス100，300間のカップリングは高い。

実施形態によれば、第1のアンテナ・デバイス100と別のアンテナ・デバイス300は、デュプレクサを備えたシステムとして組み合わせて動作するように構成されてもよい。第1の共振構造104と第2の共振構造304は、2つのアンテナ・デバイスの動作中にデュプレクサとして組み合わせて動作するように構成されてもよい。「デュプレクサ」という用語は、単一の経路で双方向（デュプレックス）通信を可能にする電子デバイスを指す。ここで、共振構造104，304は、アンテナ・デバイス100，300が一緒に動作することを可能にし、アンテナ・デバイス100，300が単一の周波数バンド内で同時に双方向通信（例えば、アップリンクとダウンリンク）を実行することを可能にする。実装では、アンテナ・デバイス100は第1の周波数バンドでダウンリンクを実行することが可能であり、別のアンテナ・デバイス300は第2の周波数バンドでアップリンクを実行することが可能である。代替的に、アップリンクとダウンリンクの動作は逆にしてもよい。有利なことに、アンテナ・デバイス100は動作のために如何なる追加的な部品（デュプレクサなど）も必要とせず、その結果、全体のサイズや複雑さを低減する。

図4は、本開示の実施形態によるアンテナ・デバイスのアレイ400のブロック図である。アンテナ・デバイスのアレイ400は、アンテナ・デバイス100又はアンテナ・
デバイス300（図1-3に関連して図示され説明されたもの）との組み合わせにおいて理解されるべきである。アレイ400は、2つ上のアンテナ・デバイス（アンテナ・デバイス100、別のアンテナ・デバイス300など）を含む。アンテナ・デバイスのアレイ400は、アレイ又はグリッド形式で配置された複数のアンテナ・デバイスを含む。例えば、アンテナ・デバイスのアレイ400は、アンテナ・デバイス402（アンテナ・デバイス100と同様）や、アンテナ・デバイス404（別のアンテナ・デバイス300と同様）を含む。アンテナ・デバイス402，404は、単一のアンテナとして一緒に動作する特定の位相関係でそのようなアンテナ・デバイス402，404に電力を供給する給電ラインによって単一の受信機又は送信機に接続されていてもよい。ここで言及されるように、アンテナ・デバイス100は第1の周波数バンドにおけるデュアル周波数で動作してもよく、同様に、別のアンテナ・デバイス300は第2の周波数バンドにおけるデュアル周波数で動作してもよい。従って、アンテナ・デバイスのアレイ400は、デュアル周波数の一方又は両方で同時に動作する可能性がある。更に、アレイ400内の各アンテナ・デバイス402，404は、電磁信号（放射器102によって放射される電磁信号など）を送信又は受信の何れかを行うように構成されてもよい。

アンテナ・デバイスのアレイ400は、アンテナ・デバイス100のようなアンテナ・デバイスを2つ以上含む可能性がある。このような場合、アンテナ・デバイスのアレイ400は、1つ又は複数の周波数バンド（例えば、第1の周波数バンド、第2の周波数バンド）、即ち、1つ、2つ又は2以上の周波数バンドにおいて動作可能である。更に、アンテナ・デバイスのアレイ400の2つ以上のアンテナ・デバイス402，404は、給電配置における給電線を介して複数の受信機又は送信機に接続されることが可能であり、給電配置は、複数の無線通信デバイスと通信するために単一のアンテナ又は複数のアンテナとして一緒に動作するように特定の位相関係でそのような2つ以上のアンテナ・デバイス402，404に電力を供給するように構成されている。更に、複数の無線通信デバイスの例は、ユーザー装置（例えばスマートフォン）、加入者宅内装置、リピータ・デバイス、固定無線アクセス・ノード、その他の通信デバイス又は電気通信ハードウェアを含むが、これらに限定されない。

実施形態によれば、アンテナ・デバイスのアレイ400は、第1の周波数バンドで動作し、第1の共振周波数に同調した第1の共振構造（共振構造104など）を有する第1のアンテナ・デバイス402と、第2の周波数帯バンドで動作し、第2の共振周波数に同調した第2の共振構造（共振構造304など）を有する第2のアンテナ・デバイス404とを含む。実施形態では、第1の周波数バンドで動作する第1のアンテナ・デバイス402と、第2の周波数バンドで動作する第2のアンテナ・デバイス404とは、デュアル・バンド・アレイ400を形成する。ここで、第1のアンテナ・デバイス402の第1の共振周波数は、第1のアンテナ・デバイス402の第1の周波数バンドにおける拒否サブ・バンドを定義し、第2のアンテナ・デバイス404の第2の共振周波数は、第2のアンテナ・デバイス404の第2の周波数バンドにおける拒否サブ・バンドを定義する。特に、2つのアンテナ・デバイス402，404は、インターリーブされた周波数バンドを有し且つ近接して隔てられており、その結果、2つのアンテナ・デバイス402，404間のカップリングは高くなる傾向がある。その結果、アレイ400を構成するアンテナ素子は、ブロードバンド方式でチューニングされる。

実装では、第1の周波数バンドで動作する第1のアンテナ・デバイス402は、第2のアンテナ・デバイス404の第2の周波数バンドの動作サブ・バンドに基づいて、第1の共振周波数においてデチューニングされる。例えば、1.8GHzないし1.9GHzの範囲に及ぶ第1のサブ・バンドは、第1のアンテナ・デバイス402によって拒否される。換言すれば、第1のアンテナ・デバイス402は、第2のアンテナ・デバイス404の第1の動作サブ・バンドにおいて、第1の共振構造に関連する第1の共振周波数においてデチューニングされる。

逆に、第2の周波数バンドで動作する第2のアンテナ・デバイス404は、第1のアンテナ・デバイス402の第1の周波数バンドの動作サブ・バンドに基づいて、第2の共振構造に関連する第2の共振周波数においてデチューニングされる。例えば、1.8GHzないし2.2GHzの範囲に及ぶ第2の周波数バンドにおいて、1.7GHzなしい1.8GHzの範囲に及ぶ第1のサブ・バンドと、1.9GHzないし2.0GHzの範囲に及ぶ第2のサブ・バンドは、第2のアンテナ・デバイス404の第2の共振構造によって拒否される。換言すれば、第2のアンテナ・デバイス404は、第1のアンテナ・デバイス402の第1の動作サブ・バンドと第2の動作サブ・バンドにおいて、デチューニングされる。

図5は、本開示の実施形態によるアンテナ・デバイス402，404のアレイ400の例示的な周波数バンド500である。図5は、図1，2，3，4からの要素に関連して説明される。図5を参照すると、アンテナ・デバイス402，404のアレイ400の例示的な第1の周波数バンド504と例示的な第2の周波数バンド506のグラフ表示500が示されている。第1のアンテナ・デバイスと第2のアンテナ・デバイスの動作特性、即ち、2つのアンテナ・デバイスのそれぞれによって実行される動作のタイプも示されている。実装において、第1の周波数バンド504は第1のサブ・バンド504Aを含み、第1のアンテナ・デバイスはアップリンク動作を実行し、第2の周波数バンド506は第2のサブ・バンド506Aを含み、第2のアンテナ・デバイスはダウンリンク動作を実行する。「重複領域」502は、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506が互いに一致するエリアを表す。代替的に言えば、重複領域502は、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506の部分的な重複によって形成され、重複領域502は、第1の重複領域502Aと第2の重複領域502Bを含み、更に、第1のアンテナ・デバイスは、第2の重複領域502Bでアップリンク動作を実行し、第2のアンテナ・デバイスは、第1の重複領域502Aでダウンリンク動作を実行する。特に、重複領域502と包含されるサブ重複領域502A，502Bは、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506のサブ・バンドでもある。一例では、第1の周波数バンド504はデジタル・セルラー・システム（DCS）1800MHzバンドを含み、第2の周波数バンド506は国際移動通信（IMT）2100MHzバンドを含む。更に、動作中の2つのアンテナ・デバイスは、重複領域502の中又はその近くでカップリングを経験する可能性がある。

従って、動作中の2つのアンテナ・デバイス間のカップリングを解消するために、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506それぞれからの1つ以上のサブ・バンドは、それぞれ第1のアンテナ・デバイスと第2のアンテナ・デバイスの共振構造によって拒否される。具体的には、第1の周波数バンド504において、1.8GHzないし1.9GHzの範囲に及ぶサブバンド（第1の重複領域502Aなど）は第1のアンテナ・デバイスによって拒否され、拒否されたサブ・バンドでカップリングすることなく第2のアンテナ・デバイスが動作するようにする。同様に、第2の周波数バンド506において、1.7GHzなしい1.8GHzの範囲に及ぶサブ・バンド（第1のサブ・バンド504Aなど）と1.9GHzないし2.0GHzの範囲に及ぶサブ・バンド（第2の重複領域502Bなど）は、第2のアンテナ・デバイスによって拒否され、拒否されたサブ・バンドで第1のアンテナ・デバイスが動作するようにする。

実施形態によれば、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506は、第1のサブ・バンド504A、第2のサブ・バンド506A、及び重複領域502を含む複数のサブ・バンドを含むが、これらに限定されない。更に、重複領域502は2つのサブ・バンド、即ち、第1の重複領域502Aと第2の重複領域502Bを含む。更に、第1の周波数バンド504のサブ・バンドは、重複領域502を形成する第2の周波数バンド506のサブ・バンドとインターリーブされる。代替的に言えば、重複領域502のサブ・バンド、即ち、第1の重複領域502A、第2の重複領域502Bは、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506の両方の内に含まれる。典型的には、第1の周波数バンド504と第2の周波数バンド506のような各周波数バンドのサブ・バンドは、少なくとも部分的に互いに重複している。更に、各々の周波数バンド502，504の動作サブ・バンドは、他方に対して交互になっていてもよい。

実施形態によれば、第1のアンテナ・デバイス402はアップリンク用に設定され、第2のアンテナ・デバイス404はダウンリンク用に設定される。ここで、アンテナ・デバイス402，404のアレイ400は、アップリンク及びダウンリンク動作用に設定されている。具体的には、アップリンク動作は第1のアンテナ・デバイス402によって実行され、ダウンリンク動作は第2のアンテナ・デバイス404によって実行される。典型的には、第1のアンテナ・デバイス402と第2のアンテナ・デバイス404によってそれぞれ実行されるアップリンク及びダウンリンクの動作は、第1の周波数バンドと第2の周波数バンドの異なるサブ・バンドで実行される。一例では、1.4GHzないし2GHzの範囲に及ぶ第1の周波数バンド504は、1.71GHzないし1.785GHzの範囲に及ぶ第1のサブ・バンド504A、及び、1.92GHzないし1.98GHzの範囲に及ぶ第2の重複領域502Bのような第3のサブ・バンドのような複数のサブ・バンドを含むことが可能である。1.6GHzないし2.4GHzの範囲に及ぶ第2の周波数バンド506は、1.805GHzないし1.88GHzの範囲の第1の重複領域502Aのような第2のサブ・バンド、及び、2.11GHzないし2.17GHzの範囲に及ぶ第2のサブ・バンド506Aのような第4のサブ・バンドを含むことが可能である。第1，第2，第3，第4のサブ・バンドのような複数のサブ・バンドのそれぞれは、様々な実装の目的に使用されることが可能である。一例では、第1のサブ・バンド504Aと第3のサブ・バンド502Bはアップリンク通信に使用されることが可能であり、第2のサブ・バンド502Aと第4のサブ・バンド506Aは2つのアンテナ・デバイス402，404によるダウンリンク通信に使用されることが可能である。

実施形態によれば、第1の周波数バンド504は第2の周波数バンド506と重複する。第1の周波数バンド504は第2の周波数バンド506と相違する場合があり、そのような両者の相違は実質的であるかもしれないし、又は実質的でないかもしれない。更に、第1の周波数バンド504は、第2の周波数バンド506と少なくとも部分的に重複する可能性がある。従って、アンテナ・デバイスのアレイ400は、デュアル・バンド・アンテナ・デバイスを形成し、即ち、電磁信号（第1の電磁信号など）を2つの周波数バンド504，506で同時に放射するように構成される。一例では、1710-1980MHzのような第1の周波数バンドで動作する少なくとも第1のアンテナ・デバイス（アンテナ・デバイス402など）と、1805MHz-2170MHzで動作する少なくとも第2のアンテナ・デバイス（第2のアンテナ・デバイス404など）を含むアレイ400は、1805MHzないし1980MHzの領域（重複領域502など）において重複する。

図6Aは、本開示の実施形態による、第1の周波数バンド504における第1のアンテナ・デバイス402に関連するリターン・ロス及びカップリング・レベルcを示すグラフ表現600Aである。図6Aは、図1，2，3，4，5からの要素に関連して説明される。図6Aを参照すると、第1のアンテナ・デバイス（アンテナ・デバイス100と同様）に関連する第1の周波数バンド504におけるリターン・ロスとカップリング・レベルを示すグラフ表現600Aが示されている。ここでは、2つの共振構造（例えば図1の第1の共振構造104と第2の共振構造108）を含む第1のアンテナ・デバイスは、1.8ないし1.9GHzの範囲に及ぶサブ・バンド602（実線で囲まれている）を拒否するように構成されている。特に、2つの共振構造は一緒に使用されて、より広い（又はよりブロードな）サブ・バンドを第2のアンテナ・デバイス（第2のアンテナ・デバイス404など）に動作するように提供しており、なぜなら、各々の共振構造（第1の共振構造104や第2の共振構造108など）は個々には過剰に狭いバンド（又はナローバンド）となるからである。その結果、アンテナ・デバイスは、実線で示される1.8ないし1.9GHzの範囲に及ぶ周波数において、-2dBよりも悪いリターン・ロス（RL）に対してデチューニングされている。更に、図示されているように、第1のアンテナ・デバイスは、第1の周波数バンド内のサブ・バンド、即ち第1のサブ・バンド604A及び第2のサブ・バンド604Bで動作するように構成されており、その場合において（又はそれに起因して）、リターン・ロスは非常に低いか又は無視できる程度である。更に図示されるように、第1のカーブ612Aと第2のカーブ612Bは、第1のアンテナ・デバイス402における各偏波に関連するリターン・ロスを示している。更に図示されるように、第3のカーブ614は、第1のアンテナ・デバイスにおける2つの偏波間で結果的に生じるカップリング・レベルを示している。

図6Bは、本開示の実施形態による、第2の周波数バンド506における第2のアンテナ・デバイス404に関連するリターン・ロス及びカップリング・レベルを示すグラフ表現600Bである。図6Bは、図1，2，3，4，5，6Aからの要素に関連して説明される。図6Bを参照すると、第2のアンテナ・デバイス（別のアンテナ・デバイス300と同様）に関連する第2の周波数バンド506におけるリターン・ロスとカップリング・レベルを示すグラフ表現600Bが示されている。ここでは、第2のアンテナ・デバイスは、2つの共振構造（例えば図3の第1の共振構造304と第2の共振構造308）を含み、これらは1.7ないし1.8GHzの範囲に及ぶ第1のサブ・バンド606（実線で囲まれている）と、1.9ないし2.0GHzの範囲に及ぶ第2のサブ・バンド608（実線で囲まれている）とを拒否するように構成されている。特に、2つの共振構造は、第1のアンテナ・デバイスが動作する2つの別個のサブ・バンド（点線で囲まれている）を提供するために個々に使用される。その結果、第2のアンテナ・デバイス（例えば、第2のアンテナ・デバイス404など）は、破線で示される1.7ないし1.8GHzの範囲に及ぶ周波数及び1.9ないし2.0GHzの範囲に及ぶ周波数において、-2dBよりも悪いリターン・ロス（RL）に対してデチューニングされている。更に、図示されているように、第2のアンテナ・デバイスは、第2の周波数バンド506内のサブ・バンド、即ち第3のサブ・バンド610で動作するように構成されており、その場合において、リターン・ロスは非常に低いか又は無視できる程度である。更に図示されるように、第1のカーブ616Aと第2のカーブ616Bは、第2のアンテナ・デバイス404における各偏波に関連するリターン・ロスを示している。更に図示されるように、第3のカーブ618は、第2のアンテナ・デバイスにおける2つの偏波間で結果的に生じるのカップリング・レベルを示している。

図7Aを参照すると、同一偏波（co-polarization，Copol）カップリングと交差偏波（cross-polarization，Xpol）カップリングの観点から、共振構造なしに動作する2つの従来のアンテナ・デバイス間の相互結合を表すグラフ表現700Aが図示されている。図7Aは、図1，2，3，4，5，6A，6Bからの要素に関連して説明される。典型的には、同一偏波は、アンテナ・デバイスの所望の偏波を指し、交差偏波（Xpol）はアンテナ・デバイスの所望の偏波の直交ペアを指す。グラフ表現700Aは、X軸の周波数（ギガヘルツ（GHz）に関するカップリングの値（又はカップリング・レベル）をY軸において表している。同一偏波及び交差偏波のカーブに関連するカップリング・レベルの値は、デシベル（dB）単位で表されている。第1のアンテナ・デバイスの第1の同一偏波カーブ706Aは実線で表され、第2のアンテナ・デバイス404の第2の同一偏波カーブ706Bは点線で表されている。同様に、第1のアンテナ・デバイスの第1の交差偏波カーブ708Aは実線で表され、第2のアンテナ・デバイスの第2の交差偏波カーブ708Bは点線で表されている。特に、交差偏波カップリング・レベルは同一偏波カップリング・レベルよりも小さい。

図7Bは、本開示の実施形態に従って、第1の周波数バンド504、第2の周波数バンド506のような2つの異なる周波数バンドでそれぞれ動作する2つのアンテナ・デバイス（例えば、第1のアンテナ・デバイス100、第2のアンテナ・デバイス300）間のアンテナ・カップリングに関する影響を描いたグラフ表現700Bである。図7Bは、図1，2，3，4，5，6A，6B，7Aからの要素に関連して説明される。図7Bを参照すると、共振構造（例えば、第1の共振構造104、第2の共振構造304）で動作する2つのアンテナ・デバイス間の相互結合を、同一偏波（Copol）カップリングと交差偏波（Xpol）カップリングの観点から描いたグラフ700Bが示されている。グラフ表現700Bは、X軸におけるギガヘルツ単位の周波数（GHz）に対するカップリング・レベルをY軸上に表している。同一偏波及び交差偏波カーブに関連するカップリング・レベルの値は、デシベル（dB）単位で表される。第1のカーブ716Aは、同一偏波（Copol）カップリングに起因する、第1の周波数バンド504で動作する第1のアンテナ・デバイスに関連するカップリング・レベルを示す。同様に、第2のカーブ716Bは、同一偏波カップリングに起因する、第2の周波数バンド506で動作する第2のアンテナ・デバイスに関連するカップリング・レベルを示す。更に図示されているように、第1のカーブ718Aは、交差偏波（Xpol）カップリングに起因する、第1の周波数バンド504で動作する第1のアンテナ・デバイスに関連するカップリング・レベルを示す。第2のカーブ718Bは、交差偏波カップリングに起因する、第2の周波数バンド506で動作する第2のアンテナ・デバイスに関連するカップリング・レベルを示す。

共振構造の存在に起因して、第1のアンテナ・デバイスと第2のアンテナ・デバイスの両方に関連するカップリング・レベルの値に低下が存在していることが、図7Bから明らかである。更に説明すると、第1のアンテナ・デバイスは、実線で囲まれた2つのサブ・バンド、即ち第2のサブ・バンド（1.8GHzないし1.9GHzなど）と第4のサブ・バンド（2.1GHzないし2.2GHzなど）でデチューニングされ、第2のアンテナ・デバイスは、点線で囲まれた2つのサブ・バンド、即ち第1のサブ・バンド（1.7GHzないし1.8GHzなど）と第3のサブ・バンド（1.9GHzないし2.0GHzなど）でデチューニングされる。

図7Aとの関連及び比較で示されるように、共振構造なしで動作する図7Aの従来のアンテナ・デバイスに関連する第1のカーブ706A及び第2のカーブ706Bは、共振構造を用いて動作する2つのアンテナ・デバイスに関連する第1のカーブ716A及び第2のカーブ716Bと比較して、より高い値の同一偏波カップリングを有している。特に、720A，720B，720C，720Dによって示されるような同一偏波カップリング・レベルの値の低下は、2つのアンテナ・デバイスの特定のデチューニングの結果として理解することができる。具体的には、実線で囲まれた第4のサブ・バンド、第2のサブ・バンドでデチューニングされた第1のアンテナ・デバイスは、720A，720Cによって示される同一偏波カップリング・レベルの低下を示し、点線で囲まれた第3のサブ・バンド、第1のサブ・バンドでデチューニングされた第2のアンテナ・デバイスは、720B，720Dによって示される同一偏波カップリング・レベルの低下を示す。

同一偏波カップリングの値の低下は、減少したカップリング・レベルに起因する2アンテナ・デバイスのパフォーマンスにおける大幅な改善を表す。有利なことに、第1のアンテナ・デバイスと第2のアンテナ・デバイスが一緒に動作している間に、低い値のカップリングが達成される。換言すれば、僅かな量のエネルギーしか、一方のアンテナ・デバイスから他方のアンテナ・デバイスへ移らない。その結果、2つのアンテナ・デバイスは非常に近接した間隔で機能又は動作することができ、アンテナ配置の影響を最小化することができる。

実施形態では、アンテナ・デバイス100及びアンテナ・デバイス300はそれぞれ、第1の周波数バンド又は第2の周波数バンドの何れかで動作する2つ以上の共振構造（例えば、共振構造104、共振構造304）を含むことが可能である。具体的には、アンテナ・デバイス100又は別のアンテナ・デバイス300は、各サイト（即ち、放射器102又はディレクタ106）における2つの共振構造のペアで又は何れかのサイトにおいて単独で配置された3つ又は4つの共振構造の何れかを含む。2つ以上の共振構造は、何れかの周波数バンドで個々のサブ・バンドをデチューニング又はフィルタリングするために別々に動作するか、又は、より効率的な方法で共通のサブ・バンドをデチューニング又はフィルタリングするために連動して動作するように構成される。例示的なシナリオでは、アンテナ・デバイス100は合計3つの共振構造を含み、この場合において、3つのうち2つの共振構造は、放射器102又はディレクタ106の何れかの上部及び下部に配置され、言い換えれば、2つの共振構造は放射器102に配置され、第3の共振構造はディレクタ106に配置されてもよく、又はその逆であってもよい。別の例示的なシナリオでは、別のアンテナ・デバイス300は、各サイトにペアで配置された合計4つの共振構造を含み、即ち、2つの共振構造は放射器302の上部と下部に配置され、別の2つの共振構造はディレクタ306の上部と下部に配置される。有益なことに、（アンテナ・デバイス100のような）2つ以上の共振構造は別々に実装され、（例えば、別のアンテナ・デバイス300が動作するために）第1又は第2の周波数バンドの何れかで2つ以上のより小さなサブ・バンドを個々にフィルタリングしてもよいし、或いは、（第1のアンテナ・デバイスのような）2つ以上の共振構造が一緒に実装され、（例えば、別のアンテナ・デバイス300が動作するために）第1又は第2の周波数バンドの何れかでより大きなサブ・バンドをフィルタリングしてもよい。

図8-11は、本開示の様々な実施形態によるアンテナ・デバイスの共振構造の代替実施形態である。図8-11は、図1，2，3，4，5，6A，6B，7A，7Bからの要素に関連して説明される。図8-11を参照すると、アンテナ・デバイス（アンテナ・デバイス100又は別のアンテナ・デバイス300など）の共振構造（例えば、共振構造104，108，304，308など）の代替実施形態が示されている。特に、代替例は、開示の範囲を限定することなく、実施要件に応じてアンテナ・デバイス100やアンテナ・デバイス300のようなアンテナ・デバイスに適用される可能性がある共振構造の代替的な実装又は可能な構成である。典型的には、共振構造のサイズと形状は、実施要件に応じて共振周波数を設定するために変更される。共振構造の形状とサイズの変更は、その機能や用途を制限するものではなく、関連する共振周波数を制限するだけであることは、当業者には理解されるであろう。具体的には、共振周波数の変更は、共振構造に関連するスタブのサイズと形状の変更によってもたらされる。「スタブ」という用語は、アンテナ・デバイスの一端に接続される伝送線路又は導波管の長さを指す。従来、スタブは、UHF電子発振器及びRF増幅器のためのアンテナ・インピーダンス整合回路、周波数選択フィルタ、及び共振回路で使用されている。特に、スタブの実装は、伝送線路をアンテナ又は負荷に整合させるために使用され、この場合において、その整合は、スタブの2本のワイヤ間の間隔と、伝送線路がスタブに接続される地点とに依存する。

図8を参照すると、二重結合スタブを有する共振構造800が示されており、この場合において、スタブの長さは、共振構造800の共振周波数を設定するために変更される。

図9を参照すると、共振構造の中央部に追加の共振正方形部902とともに二重結合スタブを有する共振構造900が示されている。ここでは、スタブの長さと共振正方形部902のサイズは、共振構造900の共振周波数を設定するために変更される。

図10を参照すると、星型の共振構造1000が示されている。図示されているように、星型の共振構造は、4つのスタブを構成する7つの端点を有し、各スタブの長さは相違する可能性がある。実装では、第1のスタブ1002は、1000Aにより描かれているように、線1000Bにより描かれている第2のスタブ1004と相違する長さを有し、第1のスタブ1002と第2のスタブ1004の異なるスタブ長は、共振構造1000に二重共振（又は二重共振周波数）をもたらす。典型的には、各スタブ（第1のスタブ1002、第2のスタブ1004など）は、互いに異なる長さを有し、共振構造1000に異なる共振周波数を提供する原因となる。

図11を参照すると、十字形状を有する共振構造1100が示されている。図示されているように、十字形状の共振構造1100（図1の共振構造104又は108と同様）は、十字又は十字形状の構造として構成された2つのスタブを有し、この場合において、十字（又は十字形状の構造）の長さは、共振構造1100の共振周波数を設定する

前述の本開示の実施形態に対する修正が、添付のクレームによって定められる本開示の範囲から逸脱することなく可能である。本開示を説明及び保護要求するために使用される「を含む」、「を備える」、「を組み込む」、「を有する」、「である」のような表現は、非排他的な方法で解釈されるように意図されており、即ち、明示的に記述されていないアイテム、構成要素又は要素が存在することを許容している。単数に対する言及は、複数にも関連するように解釈される。「例示的」という言葉は「具体例、インスタンス、又は模範として役立つ」ことを意味するように本件では使用されてる。「例示的」として説明される何らかの実施形態は、必ずしも、他の実施形態を上回る好ましい又は有利なものとして解釈されず、及び／又は、他の実施形態からの特徴の組み込むことを排除するものではない。「オプションとして」という言葉は、本件では「ある実施形態で提供され、他の実施形態では提供されない」という意味で使用される。明確化のために、別々の実施形態の文脈で説明される本開示の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが認められる。逆に、簡潔性のために、単一の実施形態の文脈で説明される本発明の様々な特徴は、別々に又は任意の適切な組み合わせにおいて、又は本開示の何らかの他の説明済みの実施形態において適切に提供される可能性がある。

Claims (15)

1. アンテナ・デバイス（100）であって：
   前記アンテナ・デバイス（100）の放射軸（x）に平行な方向に電磁信号を放射するように構成され、前記放射軸（x）に垂直な実質的に平面状の形状を有する放射器（102）；及び
   前記放射器（102）に隣接する共振構造（104）であって、前記放射器（102）に平行な実質的に平面状の形状を有する共振構造；
   を含み、前記放射器（102）は、第1の周波数バンドで前記電磁信号を放射するように構成されており、前記共振構造（104）は前記第1の周波数バンド内で共振周波数を有するように構成されている、アンテナ・デバイス。
2. 請求項1に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記共振構造（104）は前記放射器（102）のリアクティブ近傍界に配置されている、アンテナ・デバイス。
3. 請求項1又は請求項2に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記放射器（102）と前記共振構造（104）との間の距離（D）は、前記第1の周波数バンドの中心波長λ_centralに基づいて決定され且つ0.001ないし0.1λ_centralの間にあるように決定されている、アンテナ・デバイス。
4. 請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記共振構造（104）は、金属シート、印刷回路基板、又は、金属蒸着箔を有する基板のうちの1つから形成されており；且つ1つ以上の支持部（118）により放射器（102）に取り付けられているか又は前記放射器（102）に積層された基板に取り付けられている、アンテナ・デバイス。
5. 請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記放射器（102）はパッチ・アンテナであり、前記アンテナ・デバイス（100）は、前記放射器（102）に平行に且つ前記放射器（102）から離間して配置された平面状の構造を有するディレクタ（106）を更に含む、アンテナ・デバイス。
6. 請求項5に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記ディレクタ（106）に隣接する少なくとも1つの第2の共振構造（108）を更に含み、前記共振構造（104，108）は前記ディレクタ（106）に平行な実質的に平面状の形状を有し；
   前記第2の共振構造（108）は、前記第1の周波数バンド内で第2の共振周波数を有するように構成されている、アンテナ・デバイス。
7. 請求項1ないし6のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記共振構造（104，108）は、前記アンテナ・デバイス（100）の寄生素子として動作するように構成されている、アンテナ・デバイス。
8. 請求項1ないし7のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記共振構造（104，108）の形状は、前記共振構造（104，108）の中心点に対して対称的である、アンテナ・デバイス。
9. 請求項1ないし8のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記共振構造（104，108）の長さ（L）は、前記共振周波数に基づいて決定される、アンテナ・デバイス。
10. 請求項1ないし9のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイス（100）において、前記共振周波数は、前記アンテナ・デバイス（100）に隣接して配置される別のアンテナ・デバイス（300）により放射される第2の周波数バンドに基づいて決定される、アンテナ・デバイス。
11. 請求項1ないし10のうちの何れか1項に記載のアンテナ・デバイスを2つ以上（100，300）含む、アンテナ・デバイスのアレイ（400）。
12. 請求項11に記載のアレイ（400）において、
    第1の周波数バンドで動作する第1のアンテナ・デバイスであって第1の共振周波数（406）にチューニングされた第1の共振構造を有する第1のアンテナ・デバイス（402）；及び
    第2の周波数バンドで動作する第2のアンテナ・デバイスであって第2の共振周波数にチューニングされた第2の共振構造（408）を有する第2のアンテナ・デバイス（404）；
    を含み、前記第1の共振周波数は前記第2の周波数バンドに基づいて決定され、前記第2の共振周波数は前記第1の周波数バンドに基づいて決定されている、アレイ。
13. 請求項12に記載のアレイ（400）において、前記第1のアンテナ・デバイス（402）はアップリンク用に構成されており、前記第2のアンテナ・デバイス（404）はダウンリンク用に構成されている、アレイ。
14. 請求項12又は13に記載のアレイ（400）において、前記第1の周波数バンドは前記第2の周波数バンドとオーバーラップしている、アレイ。
15. 請求項12ないし14のうちの何れか1項に記載のアレイにおいて、前記第1の周波数バンドと前記第2の周波数バンドはそれぞれ複数のサブ・バンドを含み、前記第1の周波数バンドのサブ・バンドは前記第2の周波数バンドのサブ・バンドとインターリーブ配置されている、アレイ（400）。
    

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