(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二偏波多帯域アンテナ（200）において、
前端と閉じられた後方端とを有する高波長帯域フィード部（270）と、
前端と後方端とを有する低波長帯域フィード部（230）と、
前記高波長帯域フィード部の前記前端と前記低波長帯域フィード部の後方端との間に結合されている転移部（250）と、
前記低波長帯域フィード部の前端に結合されている後方端から自由空間へ開かれている前端へ外方向に細くなっている二帯域導波管ホーン（210）とを具備し、
前記高波長帯域フィード部（270）は、
高波長帯域での電磁波の伝播をサポートし、低波長帯域での電磁波の伝播をサポートしないように構成されている高波長帯域導波管（272）と、
前方向に伝播する直交偏波された高波長帯域電磁波を高波長帯域導波管へ結合するための高波長帯域垂直フィード（274/276）と高波長帯域水平フィード（284/286）とを具備し、
前記低波長帯域フィード部（230）は、前記低波長帯域および前記高波長帯域での電磁波の伝播をサポートするように構成されている二帯域導波管（232）と、
前方向に伝播する直交偏波された低波長帯域電磁波を前記二帯域導波管へ結合するための低波長帯域垂直フィード（234/236/238）と低波長帯域水平フィード（244/246/248）とを具備し、
前記転移部（250）は、前記高波長帯域導波管からの高波長帯域電磁波を前記二帯域導波管へ結合し、前記低波長帯域垂直フィードと前記低波長帯域水平フィードから後方向に伝播する低波長帯域電磁波へ結合することを防止するように構成され、前記転移部はさらに、
四リッジ導波管（252）を具備し、それにおいて
各リッジの高さは前記転移部の長さに沿って小さくなり、
前記リッジは前記転移部が前記低波長帯域フィード部へ結合される位置で最大の高さを有しており、
前記リッジは前記転移部が前記高波長帯域フィード部へ結合される位置で消滅する、
前記導波管ホーン（210）は前記低波長帯域フィード部からの前記低波長帯域および前記高波長帯域の波を自由空間へ結合するように構成されている二偏波多帯域アンテナ。
【請求項２】
二偏波多帯域アンテナにおいて、
前端と閉じられた後方端とを有する高波長帯域フィード部（270）と、
前端と後方端とを有する低波長帯域フィード部（230）と、
前記高波長帯域フィード部の前記前端と前記低波長帯域フィード部の後方端との間に結合されている転移部（250）と、
前記低波長帯域フィード部の前端に結合されている後方端から自由空間へ開かれている前端へ外方向に細くなっている二帯域導波管ホーン（210）とを具備し、
前記高波長帯域フィード部（270）は、
高波長帯域での電磁波の伝播をサポートし、低波長帯域での電磁波の伝播をサポートしないように構成されている正方形導波管（272）と、
前方向に伝播する直交偏波された高波長帯域電磁波を前記正方形導波管へ結合するための高波長帯域垂直フィード（274/276）と高波長帯域水平フィード（284/286）とを具備し、
前記低波長帯域フィード部（230）は、
前記低波長帯域および前記高波長帯域での電磁波の伝播をサポートするように構成されている四リッジ導波管（232）と、
前方向に伝播する直交偏波された低波長帯域電磁波を前記四リッジ導波管へ結合するための低波長帯域垂直フィード（234/236/238）と低波長帯域水平フィード（244/246/248）とを具備し、
前記転移部（250）は正方形導波管からの高波長帯域電磁波を前記四リッジ導波管へ結合し、前記低波長帯域垂直フィードと前記低波長帯域水平フィードから後方向に伝播する低波長帯域電磁波へ結合することを阻止するように構成され、
前記導波管ホーン（210）は前記四リッジ導波管からの前記低波長帯域および前記高波長帯域の電磁波を自由空間へ結合するように構成されている二偏波多帯域アンテナ。
【請求項３】
前記低波長帯域は８．０ＧＨｚ乃至１８．０ＧＨｚの周波数を含み、
前記高波長帯域は３２ＧＨｚ乃至３６ＧＨｚの周波数を含んでいる請求項２記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項４】
前記低波長帯域フィード部はさらに、
前記四リッジ導波管へ突出する低波長帯域垂直プローブ（238）と、
前記四リッジ導波管中へ突出する低波長帯域水平プローブ（248）とを具備している請求項２記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項５】
前記低波長帯域フィード部はさらに、
１以上の同軸変換器（236）を通って前記低波長帯域垂直プローブに結合される低波長帯域垂直同軸コネクタ（234）と、
１以上の同軸変換器（246）を通って前記低波長帯域水平プローブに結合される低波長帯域水平同軸コネクタ（244）とを具備している請求項４記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項６】
前記高波長帯域フィード部はさらに、
前記正方形導波管に結合される高波長帯域垂直同軸コネクタ（274）と、
前記正方形導波管に結合される高波長帯域水平同軸コネクタ（284）とを具備している請求項２記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項７】
前記高波長帯域フィード部はさらに、
前記高波長帯域垂直偏波フィードから後方に伝播する垂直偏波された高波長帯域電磁波へ結合することを防止するように配置された正方形導波管の端部壁（278）と、
前記高波長帯域水平偏波フィードから後方に伝播する水平偏波された高波長帯域電磁波へ結合することを防止するように配置された複数の短絡ピン（288）とを具備している請求項６記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項８】
さらに、前記高波長帯域フィード部の後端に隣接する取付けフランジ（220）と、
前記取付けフランジから前記導波管ホーンへ延在する１以上の外部リブ（224、226）とを具備している請求項２記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項９】
直列に結合されている高波長帯域フィード部（270）と転移部（250）と低波長帯域フィード部（230）とホーン（210）とを含んでいる導波管を具備する二偏波多帯域アンテナ（200）において、
前記高波長帯域フィード部は、高波長帯域での電磁波の伝播をサポートし、低波長帯域での電磁波の伝播をサポートしないように構成されており、
前記転移部は、前記高波長帯域フィード部からの前記高波長帯域の電磁波を前記低波長帯域のフィード部へ結合し、前記低波長帯域の電磁波の後方向伝播を阻止するように構成されており、前記転移部はさらに、
四リッジ導波管（252）を具備し、それにおいて
各リッジの高さは前記転移部の長さに沿って小さくなり、
前記リッジは前記転移部が前記低波長帯域フィード部へ結合される位置で最大の高さを有しており、
前記リッジは前記転移部が前記高波長帯域フィード部へ結合される位置で消滅する、
前記低波長帯域フィード部は前記低波長帯域と前記高波長帯域の電磁波の伝播をサポートするように構成されており、
前記ホーンは前記低波長帯域フィード部からの前記低波長帯域と前記高波長帯域の電磁波を自由空間へ結合するように構成されており、
ここで、前記ホーンは四リッジ導波管ホーンであり、
前記低波長帯域フィード部はさらに、
四リッジ導波管（232）と、
直交偏波された低波長帯域電磁波を前記四リッジ導波管へ結合するための水平低波長帯域フィード（244/246/248）および垂直低波長帯域フィード（234/236/238）とを具備している二偏波多帯域アンテナ（200）。
【請求項１０】
各前記水平および垂直低波長帯域フィードはさらに、
前記四リッジ導波管中へ突出するプローブ（248、238）と、
コネクタ（244、234）と、
前記コネクタのインピーダンスを前記プローブのインピーダンスへ整合するための１以上の同軸変換器（246、236）とを具備している請求項９記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項１１】
前記高波長帯域フィード部はさらに、
正方形導波管（272）と、
垂直偏波された高波長帯域電磁波を前記正方形導波管へ結合するための垂直高波長帯域フィード（274/276）と、
垂直偏波された高波長帯域電磁波の後方向伝播を阻止するように配置された短絡壁（278）と、
水平偏波された高波長帯域電磁波を前記正方形導波管へ結合するための水平高波長帯域フィード（284/286）と、
水平偏波された高波長帯域電磁波の後方向伝播を阻止するように配置された複数の導電ピン（288）とを具備している請求項９記載の二偏波多帯域アンテナ。
【請求項１２】
前記低波長帯域は８．０ＧＨｚ乃至１８．０ＧＨｚの周波数を含み、
前記高波長帯域は３２ＧＨｚ乃至３６ＧＨｚの周波数を含んでいる請求項１１記載の二偏波多帯域アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多帯域及びブロードバンドマイクロ波アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
この特許文献の開示の一部は著作権保護を受けている材料を含んでいる。この特許文献は所有者のトレードドレスであるか、その可能性がある事項を示しおよび／または記載している。著作権およびトレードドレスの所有者はこの特許開示が米国特許商標庁のファイルまたは記録に現われるとき、特許情報開示のいかなる者による複製に対して異議を申し立てないが、そうでなければ全ての著作権及びトレードドレスの権利を保持する。
【０００３】
電磁スペクトルのマイクロ波部分はレーダーおよび通信システムに共通して使用される複数の規定された周波数帯域を含んでいる。例えば電気電子技術者協会は４乃至８ＧＨｚのＣ帯域と、８乃至１２ＧＨｚのＸ帯域と、１２乃至１８ＧＨｚのＫｕ帯域と、１８乃至２７ＧＨｚのＫ帯域と、２７乃至４０ＧｈｚのＫａ帯域を含む一連の「レーダー帯域」を規定している。広く規定されているレーダー帯域内で、特別な通信帯域は地上及び衛星通信に使用される可能性がある。各通信帯域は大気周波数ウィンドウ、または比較的低い損失で大気を通って送信される波長範囲に対応する。さらに、レーダーと通信システムの両者は異なる情報を送信又は受信するために同じ周波数帯域内で直交偏波された信号を共通して使用する。したがって多くの応用は２以上の帯域でマイクロ波信号を送信および／または受信するのに使用可能な二偏波ブロードバンドまたは多帯域アンテナを必要とする。
【０００４】
伝統的なマイクロ波アンテナは異なる偏波状態及び異なる周波数を有する信号を組み合わせるか分離するために異なるコンポーネントを使用できる。例えば伝導的な二偏波多帯域アンテナの給電ネットワークは、２つの周波数帯域の信号を混合または分離するためのダイプレクサまたは周波数マルチプレクサと、各周波数帯域の直交偏波された信号を組み合わせまたは分離するための特別なオルソモードのトランスデューサとを含むことができる。結果的に給電ネットワークは高価になり、機械的に複雑でかさばる可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
導波管または導波管ホーンはマイクロ波エネルギを伝送または放射するために通常使用される。大部分の応用では、導波管または導波管ホーンの動作帯域幅は単一の基本モードまたは１対の直交基本モードとして導波管内で伝送できる電磁波の範囲であると考えられる。導波管の壁に導電性のリッジを付加することは導波管の帯域幅を増加することが知られている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの概略図である。
【図２】二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの斜視図である。
【図３】二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの断面斜視図である。
【図４】給電ネットワークの部分的な断面斜視図である。
【図５】図４の図に対して直交する給電ネットワークの部分的な断面斜視図である。
【図６】ＸおよびＫｕ帯域にわたる例示的な二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの測定された性能を示すチャートである。
【図７】ＸおよびＫｕ帯域にわたる例示的な二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの測定された性能を示すチャートである。
【図８】Ｋａ帯域における例示的な二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの測定された性能を示すチャートである。
【図９】Ｋａ帯域における例示的な二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの測定された性能を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
この明細書を通して、図面に示される素子は素子に特別な３桁の参照符号を割当てられている。図面に関連して示されていない素子は同じ参照符号を有する先に説明された素子と同じ特徴及び機能を有するものと仮定されることができる。  
図１を参照すると、二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ100は二帯域導波管ホーン110、低帯域フィード部130、転移部150、高帯域フィード部170を含むことができる。二帯域導波管ホーン110は自由空間に開かれている放射開口112を有する前端を有する。用語「前」はこの特許明細書ではアンテナの放射開口方向の方向を示すために使用され、用語「後」または「後方」はそれと反対方向を示すために使用されている。素子の前端は前方向であり、素子の後端は後方向である。
【０００８】
二帯域導波管ホーン110は低帯域および高帯域での電磁波の伝播をサポートするように構成されることができる。この説明では、用語「帯域」は波長の範囲を意味し、用語「低」および「高」は相対的である。高帯域に含まれる波長は低帯域に含まれる波長よりも高い。
【０００９】
二帯域導波管ホーン110の後端は低帯域フィード部130の前端に結合されることができる。低帯域フィード部130は低波長帯域及び高波長帯域での電磁波の伝播をサポートするように構成された二帯域導波管132と、低帯域の電磁波を二帯域導波管132へ結合するための少なくとも１つの低帯域フィード135とを含むことができる。
【００１０】
低帯域フィード部130の後端は転移部150の前端に結合されることができる。転移部150の後端は高帯域フィード部170の前端に結合されることができる。高帯域フィード部170は、高帯域の電磁波の伝播をサポートするように構成されているが、低帯域の電磁波の伝播をサポートするように構成されていない高帯域導波管172と、高帯域の電磁エネルギを高帯域の導波管172へ結合するための少なくとも１つの高帯域フィード175を含むことができる。
【００１１】
高帯域フィード175から高帯域導波管172へ結合された高帯域電磁エネルギは破線175Fにより示されている前方向に伝播する高帯域波と、破線175Bにより示されている後方向に伝播する高帯域波との両者として伝播できる。高帯域導波管172の後端は高帯域フィードから後方に伝播する高帯域波175Bへの結合を防止するように構成されている導電性短絡壁178により閉じられることができる。この短絡壁178は高帯域フィード175に関して、高帯域導波管の後部172Bが高帯域フィード175から見たとき高いインピーダンスとして現われるように配置されることができる。高帯域導波管の後部172Bは高いインピーダンスとして現われるので、高帯域電磁エネルギの小部分だけが高帯域フィード175から後方に伝播する高帯域波175Bへ結合されることができる。大部分の高帯域電磁エネルギは前方向に伝播する高帯域波175F中へ結合されることができる。例えば短絡壁178が高帯域フィードから高帯域波長の約1/４に位置されるならば、高帯域導波管の後部172Bは高いインピーダンスとして現われる。前方向に伝播する高帯域波175Fは転移部150と二帯域導波管132を通って伝播でき、二帯域導波管ホーン110を介して自由空間へ放射されることができる。
【００１２】
同様に、低帯域フィード135から二帯域導波管132へ結合された低帯域電磁エネルギは破線135Fにより示されている前方向に伝播する低帯域波と、破線135Bにより示されている後方向に伝播する低帯域波との両者に結合できる。転移部150は高帯域波175Fの伝播をサポートし、低帯域フィード135から後方に伝播する低帯域波135Bへの結合を防止するように構成されることができる。転移部150は低帯域フィード135には高いインピーダンスとして現われ、それによって低帯域電磁エネルギの小部分のみが低帯域フィード135から後方に伝播する低帯域波135Fへ結合されることができる。大部分の低帯域電磁エネルギは前方向に伝播する低帯域波135Fへ結合されることができる。前方向に伝播する低帯域波135Fは二帯域導波管132を通って伝播でき、二帯域導波管ホーン110を介して自由空間へ放射されることができる。
【００１３】
図２を参照すると、例示的な二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200はアンテナ100であってもよく、放射開口212の前端で終端する導波管ホーン210を含むことができる。二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の種々の部品の相対位置は上、下、左、右のような幾何学的な記述用語を使用して説明される。これらの用語は特に図面で見られる向きを指している。しかしながら二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200は逆様のような種々の位置で使用されることができる。したがって、幾何学的な記述用語は相対的であり、二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の絶対的な向きを何等示唆するものではない。
【００１４】
図２の例示的な二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200はＸおよびＫｕ帯域を含む８乃至１８ＧＨｚの広い低帯域と、Ｋａ帯域の一部を含む３２乃至３６ＧＨｚの高帯域とで動作するように構成されている。二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の全長は約１７インチ（４３．１８ｃｍ）であり、放射開口212は約３平方インチ（７．６２平方ｃｍ）であることができる。他の帯域で動作するための二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナは他の寸法を有することができる。
【００１５】
導波管ホーン210は四リッジ導波管ホーンであることができる。導波管ホーン210は通常正方形の断面を有する導波管を規定する４つの壁214A、214B、214C、214Dを含むことができる。二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の断面は前端の放射開口212からフランジ220に隣接する後方端へサイズが次第に細くなっている。４つのリッジ216A、216B、216C、216D（放射開口212Aを通して部分的に可視）はそれぞれの壁から導波管ホーンの内部へ突出している。
【００１６】
二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の後部部分は給電ネットワークであってもよく、その中でＸ／Ｋｕ帯域コネクタ234、244とＫａ帯域コネクタ274、284が図２で可視である。導波管ホーン210の上部の２つのコネクタ234、274はそれらのそれぞれの帯域で垂直の偏波状態を有するマイクロ波エネルギを結合することに使用されることができる。導波管ホーン210の左側の２つのコネクタ244、284はそれらのそれぞれの帯域で水平の偏波状態を有するマイクロ波エネルギを結合するのに使用されることができる。用語「垂直」および「水平」は導波管ホーン210中を伝播する電磁エネルギの電界ベクトルの２つの直交方向を示しており、二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の任意の絶対的向きを示唆するものではない。
【００１７】
二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200は機械的にフランジ220へ接続され、それにより支持されている。フランジ220は取付け穴222または二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200を支持構造（図示せず）へ取付けるための他の設備を含むことができる。２つの外部リブ224、226は導波管ホーン210の重さをフランジ220へ結合し、二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の機械的構造を強化し堅牢にするために導波管ホーンの右側及び下に形成されることができる。導波管ホーン210を取付けて支持するためのフランジ220とリブ224、226の使用は例示である。二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200は幾つかの他の構造により支持され取付けられることができる。
【００１８】
図３は二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の断面図である。説明を簡単にするため、二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200は導波管ホーン210を含む機能コンポーネントと、低帯域フィード部230と、転移部250、高帯域フィード部270とを含む給電ネットワークに区分されることができる。二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200のコンポーネントの機能コンポーネントへのこの区分化は機能コンポーネントが物理的に分離可能または別々に製造されることができることを意味するものではない。
【００１９】
壁214B、214C、214Dおよび対応するリッジ216B、216C、216Dを含む導波管ホーン210の内部構造が図３に示されている。４つの各リッジは高さｈを有し、これは導波管ホーン210の長さに沿って位置において変化または細くなる。導波管ホーン210のフレアおよびリッジ216B-Dの先細りは、（低帯域と高帯域の両者を含む）必要とされる帯域幅と二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の所望の利得を考慮して、通常の設計技術を使用して決定されることができる。
【００２０】
二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200は３次元の電磁界問題を解決するように適合されたソフトウェアツールを使用して設計されシミュレートされることができる。ソフトウェアツールはCST Microwave Studio（商標名）、Agilent’s Momentum（商標名）ツール、Ansoft’s HFSS（商標名）ツールのような市場で入手可能な電磁界解析ツールであってもよい。電磁界解析ツールは有限差分時間領域解析、有限素子法、境界素子法、モーメントの方法、または電磁界問題を解決するためのその他の方法のような任意の既知の数学的方法を使用するプロプリエタリツールであってもよい。ソフトウェアツールは予め定められた性能ターゲットを満足するように設計を反復的に最適化する能力を含むことができる。
【００２１】
図４は低帯域垂直偏波フィードコネクタ234と高帯域垂直偏波フィードコネクタ274を通る断面における二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の斜視断面の詳細図である。
【００２２】
低帯域フィード部230は低帯域と高帯域の両電磁波の伝播をサポートするように構成された二帯域導波管232を含むことができる。二帯域導波管232は例えば導波管ホーン210の後端と基本的に同じ断面の四リッジ導波管であることができる。低帯域垂直偏波フィードは二帯域導波管232へ挿入されたプローブ238を含むことができる。プローブ238は１以上の同軸変換器236を通して低帯域垂直偏波コネクタ234へ結合されることができる。１以上の同軸変換器はプローブのインピーダンスをコネクタ234へ結合されるように標準的な同軸ケーブルのインピーダンスへ整合することができる。二帯域導波管232は図４に示されているように四リッジ導波管であり、スロットがプローブ238の挿入を可能にするために２つの対向するリッジへ切り込まれることができる。
【００２３】
高帯域フィード部270は高帯域電磁波の伝播をサポートするが低帯域電磁波の伝播をサポートしないように構成されている高帯域導波管272を含むことができる。高帯域導波管272は例えば図４に示されているように正方形導波管であってもよい。高帯域垂直偏波フィードは高帯域導波管272へ挿入されるプローブ276を含むことができる。高帯域垂直偏波フィードプローブ276は高帯域垂直偏波コネクタ284へ直接結合されることができる。高帯域導波管272の後端は導電性の短絡プレート278により閉じられることができる。その短絡プレート278が高帯域垂直偏波フィードプローブ276に関して短絡プレートが高帯域垂直偏波フィードプローブ276から後方に伝播する高帯域垂直偏波への結合を防止するように配置されることができる。例えば高帯域垂直偏波フィードプローブ276と短絡プレート278との間の縦方向の距離は高帯域の波長の約１／４であることができる。
【００２４】
高帯域フィード部270はまた高帯域垂直偏波フィードプローブ276の前方に位置される複数の水平短絡ピン288を含むことができる。この短絡ピン288は前方向に伝播する垂直偏波に対して透明であることができる。後述するように、短絡ピン288は高帯域水平偏波フィードプローブ（図４では可視ではない）から後方向に伝播する高帯域水平偏波への結合を防止するのに効率的である。
【００２５】
転移部250の前端は基本的に二帯域導波管232の断面と同じ断面形態を有することができる。転移部の前端は図４に示されているように四リッジ導波管であることができる。４つの壁から突出するリッジ252の高さは、転移部の後端が高帯域導波管272と接合する前にリッジが消滅するようにテーパーしていることができる。転移部におけるリッジ252の先細りは図４に示されているように指数関数的であることができ、段付であり、線形であり、または幾つかの他のテーパーであってもよい。リッジ252のテーパーは転移部250が、低帯域フィードプローブから、後方向に伝播する低帯域電磁波への結合を防止する高いインピーダンスとして現れるように構成されることができる。
【００２６】
図５は低帯域水平偏波フィードコネクタ244と高帯域水平偏波フィードコネクタ284とを通る断面における二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナ200の詳細な断面斜視図である。
【００２７】
低帯域水平偏波フィードは二帯域導波管232中へ挿入されたプローブ248を含むことができる。プローブ248は、コネクタ244に接続される標準的な同軸ケーブルのインピーダンスにプローブのインピーダンスを整合する１以上の同軸変換器246を通して低帯域水平偏波コネクタ244へ結合されることができる。低帯域水平偏波フィードは低帯域水平偏波フィードプローブ248と低帯域垂直偏波フィードプローブ238との間の僅かな縦方向のオフセットを除いて、低帯域垂直偏波フィードと基本的に同じであることができる。転移部が低帯域水平偏波フィードプローブ248と低帯域垂直偏波フィードプローブ238から後方向に伝播する低帯域波への結合を防止することを可能にするために、低帯域水平偏波フィードプローブ248と低帯域垂直偏波フィードプローブ238との間の縦方向のオフセットは低帯域における１／４波長に比べて小さくできる。
【００２８】
高帯域水平偏波フィードは高帯域導波管272中へ挿入されるプローブ286を含むことができる。このプローブ286は高帯域垂直偏波コネクタ284へ直接結合されることができる。高帯域水平偏波フィードプローブ286は短絡ピン288に関して短絡ピン288が高帯域水平偏波フィードプローブ286から後方に伝播する高帯域波への結合を防止するのに効率的であるように配置されることができる。例えば高帯域水平偏波フィードプローブ286と短絡ピン288との間の縦方向の距離は高帯域において約１／４波長であることができる。
【００２９】
図６および７は図２に示されているアンテナ200と類似するプロトタイプの二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの測定されたＸ帯域とＫｕ帯域性能のグラフである。図６でグラフにされているように、アンテナの利得は８ＧＨｚにおける約１５ｄＢから１８ＧＨｚにおける約２０ｄＢまで変化する。利得は基本的に８ＧＨｚから約１７ＧＨｚにおいて垂直と水平の偏波の両者で同じである。図７でグラフにされているように、反射損失はほぼ８ＧＨｚ−１８ＧＨｚ周波数範囲全体にわたって−１０ｄＢよりも小さい。
【００３０】
図８および９はプロトタイプの二偏波ブロードバンド／多帯域アンテナの測定されたＫａ帯域性能のグラフである。図８でグラフにされているように、アンテナの利得は３３ＧＨｚから３６ＧＨｚで約２４ｄＢである。利得は基本的に垂直と水平の両偏波で同じである。図９でグラフにされているように、反射損失は３２ＧＨｚから３６ＧＨｚの周波数範囲の大部分にわたって−１０ｄＢよりも小さい。
【００３１】
［結言］  
この明細書の説明を通して、示されている実施形態及び例は開示又は請求されている装置及び手順の限定ではなく例として考えられるべきである。ここで提示されている多くの例は方法行為またはシステム素子の特別な組合せを含むが、これらの行為及びこれらの素子は同じ目的を達成するため他の方法で組み合わされてもよいことを理解すべきである。フローチャートに関して、付加的又はより少数のステップが採用されてもよく、示されているステップはここで説明した方法を実現するために組み合わせられるかさらに改良されることができる。１実施形態を伴ってのみ説明した行為、素子及び特徴は他の実施形態の類似の役目から除外されることを意図していない。
【００３２】
ここで使用されているように、「複数」は２以上を意味している。ここで使用されているようにアイテムの「セット」はこのようなアイテムの１以上を含むことができる。ここで使用されているように、用語「具備する（comprising）」、「含む（including）」、「搭載する（carrying）」、「有する（having）」、「含む（containing）」「含む（involving）」等は明細書又は請求項にあっても、オープンエンドであると理解され、即ち含んでいるがそれに限定されないことを意味する。中間形態の句「からなる（consisting of）」、「基本的にからなる（consisting essentially of）」のみはそれぞれ請求項に関してクローズまたは半分クローズした中間形態の句である。「第１」、「第２」、「第３」等のような請求項の素子を修飾するための請求項中の序数用語はそれ自体は別の素子より上位の任意の優先順位、優位、１つの請求素子の順序或いは方法の行為が行われる時間的順序を暗示しないが、請求項の素子を弁別するためある名称を有する１つの請求項の素子を（除数の用語の使用を除いて）同じ名称を有する別の素子から弁別するための単なるラベルとして使用されている。ここで使用されている「および／または」はリストされたアイテムが代替であることを意味しているが、代替はリストされたアイテムの任意の組み合わせも含んでいる。
以下に、本出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]  二偏波多帯域アンテナ（200）において、
前端と閉じられた後方端とを有する高波長帯域フィード部（270）と、
前端と後方端とを有する低波長帯域フィード部（230）と、
前記高波長帯域フィード部の前記前端と前記低波長帯域フィード部の後方端との間に結合されている転移部（250）と、
前記低波長帯域フィード部の前端に結合されている後方端から自由空間へ開かれている前端へ外方向に細くなっている二帯域導波管ホーン（210）とを具備し、
前記高波長帯域フィード部（270）は、
高波長帯域での電磁波の伝播をサポートし、低波長帯域での電磁波の伝播をサポートしないように構成されている高波長帯域導波管（272）と、
前方向に伝播する直交偏波された高波長帯域電磁波を高波長帯域導波管へ結合するための高波長帯域垂直フィード（274/276）と高波長帯域水平フィード（284/286）とを具備し、
前記低波長帯域フィード部（230）は、前記低波長帯域および前記高波長帯域での電磁波の伝播をサポートするように構成されている二帯域導波管（232）と、
前方向に伝播する直交偏波された低波長帯域電磁波を前記二帯域導波管へ結合するための低波長帯域垂直フィード（234/236/238）と低波長帯域水平フィード（244/246/248）とを具備し、
前記転移部（250）は、前記高波長帯域導波管からの高波長帯域電磁波を前記二帯域導波管へ結合し、前記低波長帯域垂直フィードと前記低波長帯域水平フィードから後方向に伝播する低波長帯域電磁波へ結合することを防止するように構成され、
前記導波管ホーン（210）は前記低波長帯域フィード部からの前記低波長帯域および前記高波長帯域の波を自由空間へ結合するように構成されている二偏波多帯域アンテナ。
[２]  二偏波多帯域アンテナにおいて、
前端と閉じられた後方端とを有する高波長帯域フィード部（270）と、
前端と後方端とを有する低波長帯域フィード部（230）と、
前記高波長帯域フィード部の前記前端と前記低波長帯域フィード部の後方端との間に結合されている転移部（250）と、
前記低波長帯域フィード部の前端に結合されている後方端から自由空間へ開かれている前端へ外方向に細くなっている二帯域導波管ホーン（210）とを具備し、
前記高波長帯域フィード部（270）は、
高波長帯域での電磁波の伝播をサポートし、低波長帯域での電磁波の伝播をサポートしないように構成されている正方形導波管（272）と、
前方向に伝播する直交偏波された高波長帯域電磁波を前記正方形導波管へ結合するための高波長帯域垂直フィード（274/276）と高波長帯域水平フィード（284/286）とを具備し、
前記低波長帯域フィード部（230）は、
前記低波長帯域および前記高波長帯域での電磁波の伝播をサポートするように構成されている四リッジ導波管（232）と、
前方向に伝播する直交偏波された低波長帯域電磁波を前記四リッジ導波管へ結合するための低波長帯域垂直フィード（234/236/238）と低波長帯域水平フィード（244/246/248）とを具備し、
前記転移部（250）は正方形導波管からの高波長帯域電磁波を前記四リッジ導波管へ結合し、前記低波長帯域垂直フィードと前記低波長帯域水平フィードから後方向に伝播する低波長帯域電磁波へ結合することを阻止するように構成され、
前記導波管ホーン（210）は前記四リッジ導波管からの前記低波長帯域および前記高波長帯域の電磁波を自由空間へ結合するように構成されている二偏波多帯域アンテナ。
[３]  前記低波長帯域は８．０ＧＨｚ乃至１８．０ＧＨｚの周波数を含み、
前記高波長帯域は３２ＧＨｚ乃至３６ＧＨｚの周波数を含んでいる前記[２]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[４]  前記低波長帯域フィード部はさらに、
前記四リッジ導波管へ突出する低波長帯域垂直プローブ（238）と、
前記四リッジ導波管中へ突出する低波長帯域水平プローブ（248）とを具備している前記[２]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[５]  前記低波長帯域フィード部はさらに、
１以上の同軸変換器（236）を通って前記低波長帯域垂直プローブに結合される低波長帯域垂直同軸コネクタ（234）と、
１以上の同軸変換器（246）を通って前記低波長帯域水平プローブに結合される低波長帯域水平同軸コネクタ（244）とを具備している前記[４]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[６]  前記高波長帯域フィード部はさらに、
前記正方形導波管に結合される高波長帯域垂直同軸コネクタ（274）と、
前記正方形導波管に結合される高波長帯域水平同軸コネクタ（284）とを具備している前記[２]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[７]  前記高波長帯域フィード部はさらに、
前記高波長帯域垂直偏波フィードから後方に伝播する垂直偏波された高波長帯域電磁波へ結合することを防止するように配置された正方形導波管の端部壁（278）と、
前記高波長帯域水平偏波フィードから後方に伝播する水平偏波された高波長帯域電磁波へ結合することを防止するように配置された複数の短絡ピン（288）とを具備している前記[６]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[８]  さらに、前記高波長帯域フィード部の後端に隣接する取付けフランジ（220）と、
前記取付けフランジから前記導波管ホーンへ延在する１以上の外部リブ（224、226）とを具備している前記[２]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[９]  直列に結合されている高波長帯域フィード部（270）と転移部（250）と低波長帯域フィード部（230）とホーン（210）とを含んでいる導波管を具備する二偏波多帯域アンテナ（200）において、
前記高波長帯域フィード部は、高波長帯域での電磁波の伝播をサポートし、低波長帯域での電磁波の伝播をサポートしないように構成されており、
前記転移部は、前記高波長帯域フィード部からの前記高波長帯域の電磁波を前記低波長帯域のフィード部へ結合し、前記低波長帯域の電磁波の後方向伝播を阻止するように構成されており、
前記低波長帯域フィード部は前記低波長帯域と前記高波長帯域の電磁波の伝播をサポートするように構成されており、
前記ホーンは前記低波長帯域フィード部からの前記低波長帯域と前記高波長帯域の電磁波を自由空間へ結合するように構成されている二偏波多帯域アンテナ（200）。
[１０]  前記ホーンは四リッジ導波管ホーンである前記[９]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[１１]  前記低波長帯域フィード部はさらに、
四リッジ導波管（232）と、
直交偏波された低波長帯域電磁波を前記四リッジ導波管へ結合するための水平低波長帯域フィード（244/246/248）および垂直低波長帯域フィード（234/236/238）とを具備している前記[１０]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[１２]  各前記水平および垂直低波長帯域フィードはさらに、
前記四リッジ導波管中へ突出するプローブ（248、238）と、
コネクタ（244、234）と、
前記コネクタのインピーダンスを前記プローブのインピーダンスへ整合するための１以上の同軸変換器（246、236）とを具備している前記[１１]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[１３]  前記高波長帯域フィード部はさらに、
正方形導波管（272）と、
垂直偏波された高波長帯域電磁波を前記正方形導波管へ結合するための垂直高波長帯域フィード（274/276）と、
垂直偏波された高波長帯域電磁波の後方向伝播を阻止するように配置された短絡壁（278）と、
水平偏波された高波長帯域電磁波を前記正方形導波管へ結合するための水平高波長帯域フィード（284/286）と、
水平偏波された高波長帯域電磁波の後方向伝播を阻止するように配置された複数の導電ピン（288）とを具備している前記[１１]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[１４]  前記転移部はさらに、
四リッジ導波管（252）を具備し、それにおいて
各リッジの高さは前記転移部の長さに沿って小さくなり、
前記リッジは前記転移部が前記低波長帯域フィード部へ結合される位置で最大の高さを有しており、
前記リッジは前記転移部が前記高波長帯域フィード部へ結合される位置で消滅する前記[１３]記載の二偏波多帯域アンテナ。
[１５]  前記低波長帯域は８．０ＧＨｚ乃至１８．０ＧＨｚの周波数を含み、
前記高波長帯域は３２ＧＨｚ乃至３６ＧＨｚの周波数を含んでいる前記[１４]記載の二偏波多帯域アンテナ。
【図１】
0005623530.tif 000002
【図２】
0005623530.tif 000003
【図３】
0005623530.tif 000004
【図４】
0005623530.tif 000005
【図５】
0005623530.tif 000006
【図６】
0005623530.tif 000007
【図７】
0005623530.tif 000008
【図８】
0005623530.tif 000009
【図９】
0005623530.tif 000010