(57)【要約】  テラヘルツ放射カメラ等のテラヘルツ放射線検出システムにおいて、フィードホーンのアレイが、局所発振器とのミキシングのためにミキサーに対し導波管を通して検出された放射線を供給し、増幅され画像形成にて使用可能な変調済み中間周波数信号を生成する。ミキサー及び導波管は、基板の表面上に収容され、複数の基板（100, 300及び305）が重ね合わされて、導波管ブロック（315）の面（125）内の導波管開口部の２次元アレイを支持する。フィードホーンブロック（200）は、各々の導波管開口部がフィードホーン（205）と接続するような形で導波管ブロックの面と見当合せされた状態にされる。製造速度及び性能の両方を改善するために、各フィードホーンの端部部分（115）は、それぞれの導波管（110）の開口部へとドリル加工される。フィードホーンブロック及び導波管ブロックは次に組立てられ、各フィードホーンの主要本体が端部部分と見当合せされる。
2009534976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミキサーに基づく電磁放射線検出器にて使用するための導波管／フィードホーンアセンブリにおいて、その内部に導波管の少なくとも１部分及びフィードホーンの少なくとも１部分を有する材料ブロックを含み、前記フィードホーン及び前記導波管がその間に放射線送出用の接合部を有しているアセンブリであって、
前記接合部は、前記材料ブロックが前記接合部を横切って前記導波管の導波方向に連続して形成されるような形で前記材料ブロックの表面からはめ込まれていることを特徴とする、導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項２】
ミキサーに基づく電磁放射線検出器内で使用するための導波管／フィードホーンアセンブリにおいて、
ｉ）その内部に導波管の少なくとも１部分を有する導波管ブロック、及び
ｉｉ）その内部にフィードホーンの少なくとも１部分を有するフィードホーンブロックを含み、
前記フィードホーンブロックは、前記フィードホーンの前記少なくとも１部分が、前記導波管の前記少なくとも１部分と連絡してその間で放射線が送出されるような形で導波管ブロックに取り付けられており、
前記導波管ブロックは、前記導波管／フィードホーンアセンブリの使用中に前記放射線の送出が行なわれるフィードホーンの端部部分を含んでいることを特徴とする、導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項３】
前記フィードホーンの端部部分が、少なくとも１つのフィードホーンの内部表面内で不連続性を形成するべく前記フィードホーンの前記少なくとも１部分との関係において寸法決定がなされている、請求項２に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項４】
前記導波管の前記少なくとも１部分が、少なくともほぼ四辺形である横断面をもつ導波表面を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項５】
前記フィードホーンの前記少なくとも１部分が、少なくとも実質的に丸みを帯びている、前記フィードホーンのフィード方向に対し横方向の内部横断面を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項６】
前記内部横断面が円形である、請求項５に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項７】
前記導波管ブロックが少なくとも２層を含み、前記導波管の前記少なくとも１部分が前記２層の間の界面に配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項８】
前記導波管の前記少なくとも１部分が前記２層のうちの各々の層内の凹部により提供され、前記凹部が前記導波管／フィードホーンアセンブリに対して見当合せされた状態にある、請求項７に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項９】
前記導波管の前記少なくとも１部分が、少なくともほぼ矩形である横断面をもつ導波表面を有し、前記２層の間の界面が前記横断面の長辺内に存在する、請求項８に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項１０】
テラヘルツ放射線検出器内で使用するための請求項１〜９のいずれか一項に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項１１】
２つ以上の導波管と２つ以上のフィードホーンのセットを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項１２】
前記フィードホーンブロックがフィードホーンアパーチャのアレイを含み、前記導波管ブロックが整合する導波管のアレイを含み、各々の前記フィードホーンアパーチャがそれぞれの前記導波管と連絡している、請求項２〜１１のいずれか一項に記載の導波管／フィードホーンアセンブリ。
【請求項１３】
電磁放射線検出器の中で使用するための導波管／フィードホーンアセンブリの製造方法において、
ｉ）その一面内に１つの開口部を有する少なくとも１つの導波管を提供する導波管ブロックを作製する段階、
ｉｉ）少なくとも１つのフィードホーンアパーチャを内部に有するフィードホーンブロックを作製する段階、
ｉｉｉ）前記フィードホーンアパーチャが前記導波管の開口部に対して見当合せされた状態にあるような形で、前記フィードホーンブロックを前記導波管ブロックに取り付ける段階、及び
ｉｖ）前記導波管の開口部内に前記フィードホーンの端部部分を作製する段階を有することを特徴とする、導波管／フィードホーンアセンブリの製造方法。
【請求項１４】
前記フィードホーンの端部部分を作製する段階が、前記フィードホーンアパーチャに従って前記フィードホーンの端部部分の心合せを行う段階を含む、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記フィードホーンの端部部分を作製する段階が、前記導波管／フィードホーンアセンブリの使用中に放射線を供給するための前記フィードホーンの内部表面を提供するように前記フィードホーンアパーチャを仕上げる段階をさらに含んでいる、請求項１３又は１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記導波管ブロックを作製する段階が、第１の材料層の表面内に少なくとも１つの細長い凹部を作り上げる段階及び前記導波管ブロック内に前記導波管を提供するべく前記第１の材料層の表面に隣接して前記第２の材料層の表面を形成する段階を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記第２の材料層の表面内に相補的形状の少なくとも１つの細長い凹部を作り上げる段階をさらに含み、前記導波管が一部には各々の前記凹部により提供されるような形で、前記第２の材料層の表面を形成する前記段階によって前記凹部が見当合せされる、請求項１６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センチメートル乃至サブミリメートルの範囲内の波長で電磁スペクトルを用いて物体を検出する上で使用するためのフィードホーンアセンブリ及びその製造方法に関する。
【０００２】
本発明の実施形態は、電磁スペクトルのマイクロ波からテラヘルツ（「ＴＨｚ」）領域までに関係する。ただし、テラヘルツ領域は、数多くの利用分野にとって、小型システム内で高い解像度を提供する上で特別な利益をもたらし、以下ではテラヘルツ領域内で動作する本発明の特定の実施形態について記述される。これに関連して「テラヘルツ」という用語は、ミリメートル乃至サブミリメートルの範囲内の波長における電磁スペクトルを意味している。
【背景技術】
【０００３】
電磁放射線を伝送又は受信するためにミキサー及び局所発振器を使用することは公知である。局所発振器を用いた配置としては、例えば、スーパーヘテロダイン、ヘテロダイン、ホモダイン又は直接ＩＦ（「中間周波数」）検出、並びに再生又は自己発振ミキサーとして増幅器が構成されている検出のための直接的増幅の使用が含まれる。
【０００４】
（センチメートル乃至サブミリメートルの範囲内の波長でのヘテロダイン検出においては、局所発振器は、検出すべき入力信号に対して周波数偏移がなされており、また一方で、ホモダイン検出においては、同じ周波数を有している。）
【０００５】
以上で言及した範囲を、本明細書では一般にテラヘルツスペクトルと呼んでいる。一部の材料が可視スペクトル全体にわたり不透明であるのに、テラヘルツ放射線に対しては透明であることから、画像形成及びその他の目的のための有用な手段であることが分かっている。このため、これらの材料は、可視光学放射線を使用しては不可能である場合でも、テラヘルツ放射線を用いて「透視」可能となる。例えば、テラヘルツ波長は、大気を通して地球表面の画像を形成する上で、そして（例えば飛行又は運転のために）悪天候での可視性を改善する目的で使用されてきた。一部の材料は、テラヘルツ放射線に対して全く異なる透過率又は反射率を有するためにテラヘルツ放射線の下で識別可能であり、これは、例えば、食品又は化学成分検出に使用されてきた。さらに、人体を含め、物体自体がテラヘルツ放射線を放出し得る。このことは、例えば皮膚癌を検出するために医療において使用されてきた。衣服は一般にテラヘルツ放射線に対し透明であるが、武器は透明でないことから、もう１つの利用分野は、人の身辺に隠されている可能性のある武器の検出の分野にある。
【０００６】
テラヘルツ（「ＴＨｚ」）スペクトルを使用することにより物体の画像を形成するためのカメラは公知である。例えば、アジャンヌ・スペーシャレ・ユアロピーネ（Agence Spatiale Europienne）名義の国際公開第２００４／０３８８５４号（WO2004/038854）の中で１つの配置が記述されている。この配置においては、カメラは、局所発振器を用いて中間周波数信号を抽出するためにミキサーチャネル中に導かれるテラヘルツ放射線を、使用中に各々捕捉する２列のフィードホーンに基づいている。この公知のヘテロダイン技術により、本来であれば必要となり得るものよりも小型の検出器がテラヘルツの範囲で室温にて使用できるようになり、かくしてより細かい解像度が支援される。
【０００７】
国際公開第２００４／０３８８５４号（WO2004/038854）の検出器は、一対の基板を用いて構築されており、そのうち少なくとも一枚は、各検出器についてアンテナ、ミキサーチャネル及びビア（via）が基板を貫通して信号出力端まで収納されるようにパターニングされている。局所発振器から信号を送出するために、導波管がミキサーチャネルに結合される。完成品のカメラ内で、２枚の基板は、検出器の構成部分を収容するためのパターニングが上記基板の間に形成され且つ当該基板により保護されるような形で、サンドイッチ形の配置で対面して存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
フィードホーンは、ミキサーチャネルに結合された第２の導波管を介してミキサーチャネルに対して受信した放射線を送出する。しかしながら、フィードホーンは、導波管のものとはかなり異なる横断面を有し、楕円形ではなく円形である。これらの異なる横断面は異なる製造技術に適しており、少なくとも一部にはこの理由から、フィードホーン及び導波管は過去において別々に作製され、その後に組立てられてきた。
本発明の目的は、フィードホーン及び導波管を同じ製造技術で容易に作製することができるような導波管／フィードホーンアセンブリ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、ミキサーに基づく（mixer-based）電磁放射線検出器にて使用するための導波管／フィードホーンアセンブリにおいて、その内部に導波管の少なくとも１部分及びフィードホーンの少なくとも１部分を有する材料ブロックを含み、フィードホーン及び導波管がその間に放射線送出用の接合部を有しているアセンブリであって、上記接合部は、ブロックの材料が上記接合部を横切って導波管の導波方向に連続して形成されるような形で材料ブロックの表面からはめ込まれている導波管／フィードホーンアセンブリが提供されている。
【００１０】
本発明の実施形態は、比較的製造が容易でありながら非常に優れた性能を提供することがわかっている。
【００１１】
材料ブロック内部に埋め込まれたフィードホーン／導波管接合部を構築する試みを行なうことは、ミキサー及び局所発振器に基づく電磁放射線検出器の製造技術の当業者にとって明白なことではない。これは特に、フィードホーン、導波管、及びミキサーチャネルへの導波管の結合に対する必要条件をその理由としている。
【００１２】
フィードホーンは一般に、丸味を帯びている、往々にして正確に円形の横断面を有している必要があり、ドリル加工等により作製することができる。
【００１３】
しかしながら、導波管は、ドリル加工により作製することのできない四辺形の横断面を有していてもよい。導波管は任意の適切な技術を用いて構築し得るが、１つの好適な技術が、２００６年７月２９日付け出願の同時係属英国特許出願第０６１５１４０．１号（GB0615140.1）に記述されている。その中で記述されているような導波管ブロックは、２つ以上の基板から作製されている「サンドイッチ」構造である。各々の導波管は、一対の基板のうちの一方又はその両方の基板の表面内の細長い凹部として構築され、これらの表面は次の段階で一緒にされて、実際には導波管ブロックを通る矩形横断面を有する穴である導波管を作り上げる。
【００１４】
ミキサーチャネルに対する各導波管の結合は、使用中に導波管内に位置していなくてはならないアンテナを用いて実施される。前述の「サンドイッチ」技術は、ミキサーチャネルのためのチャンバを提供するためにも使用可能である。基板を一緒にする前に、ミキサーとそのアンテナがチャンバ内に取り付けられる。ここで、基板が一緒にされた時点で、ミキサーは、アンテナを用いて結合された局所発振器及び受信された放射線導波管との関係においてすでに所定の位置にある。
【００１５】
導波管及びミキサーチャネルの場合に比べてフィードホーンの製造技術の顕著な差異のために、フィードホーンブロックがドリル加工され、その後に導波管ブロックに対して見当合せされる。ここで、導波管ブロックは前述のようなサンドイッチ構造を有している。しかしながら、本発明を実施する過程で、導波方向の連続的な表面によりフィードホーンとその導波管との間の接合部が形成される構成を使用することにより、性能の顕著な改善を達成することができる、ということが見出された。
【００１６】
接合物と材料ブロックの表面との間にフィードホーン全体を構築することは可能であるかもしれないが、リスクがもたらされる可能性がある。フィードホーンの機能的な必要条件は通常、それがドリル加工によって構築されることになるということを意味している。しかしながら、導波管が完成されてしまうまでに、この導波管はすでに、ミキサーチャネルに結合するアンテナ結合を収納し、ミキサーチャンバと直接連絡状態にある。これらは精巧な構造であり、例えばフィードホーンを作り上げるためのドリル加工作業に起因する削りくずにより容易に損傷を受ける。
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、ミキサーに基づく電磁放射線検出器内で使用するための導波管／フィードホーンアセンブリにおいて、
ｉ）その内部に導波管の少なくとも１部分を有する導波管ブロック、及び
ｉｉ）その内部にフィードホーンの少なくとも１部分を有するフィードホーンブロックを含み、
フィードホーンブロックは、フィードホーンの少なくとも１部分が、導波管の少なくとも１部分と連絡してその間で放射線が送出されるような形で導波管ブロックに取り付けられており、
導波管ブロックは、導波管／フィードホーンアセンブリの使用中に放射線の送出が行なわれるフィードホーンの端部部分を含んでいる導波管／フィードホーンアセンブリが提供されている。
【００１８】
フィードホーンは、例えば、フィードホーンの端部部分を作り上げるため導波管の少なくとも１部分の場所において導波管ブロック内にドリル加工を行なう段階を含む方法によって製造可能である。フィードホーンの主要本体は、フィードホーンブロックを通してのドリル加工により構築され得る。この場合、フィードホーンの端部部分及びその主要本体は、ダボ（dowel）といったような公知の心合せ技術を用いて導波管ブロックとフィードホーンブロックを組立てることによって見当合せされ得る。
【００１９】
本発明の第２の態様に従った実施形態においては、その間で送出されている放射線の走行方向に対して当該走行方向を横断する方向で、材料の界面は、導波管とフィードホーンとが出会う点においてなおも全く存在しない。唯一の横断の界面は、フィードホーンの端部部分とその主要本体とが出会うフィードホーンの端部から後退している。横断の界面はここで、導波管とフィードホーンとの間の接合部におけるよりもはるかに小さい損失しか引き起こさないことが見出された。
【００２０】
第２の態様に従った本発明の実施形態によれば、フィードホーンの主要本体を、継目無しの材料ブロック内にドリル加工し、次に導波管ブロック内にドリル加工されたフィードホーンの端部部分に対して見当合せさせることが可能となる。
【００２１】
実際には、導波管からフィードホーンへの遷移部に対してオフセットされた横断の界面の存在を有効に活用することができる。例えば、導波管ブロック内のフィードホーンの端部部分及びフィードホーンブロック内のフィードホーンの主要本体に対する開口部のサイズの不整合が存在する場合、フィードホーンの２つの部品が互いに見当合せされた時点で不連続性が生まれる。この不連続性は、公知の「ポッター（Potter）」又は「モード整合（mode matched）」フィードホーンといったようなより複雑なホーン設計を生成するために使用可能である。
【００２２】
本発明の実施形態の第３の形態に従えば、電磁放射線検出器の中で使用するための導波管／フィードホーンアセンブリの製造方法において、
ｉ）その内部に少なくとも１つの導波管とフィードホーンの少なくとも１つの端部部分を有し、導波管／フィードホーンアセンブリの使用中に上記端部部分がその間で放射線を送出するための少なくとも１つの導波管と連絡している導波管ブロックを作製する段階、
ｉｉ）その内部にフィードホーンの少なくとも１つのさらなる部分を有するフィードホーンブロックを作製する段階、及び
ｉｉｉ）フィードホーンブロックと導波管ブロックを組立てて、上記端部部分及び上記さらなる部分を含む少なくとも１つのフィードホーンを提供する段階を有する方法が提供されている。
【００２３】
本発明の実施形態は、画像形成の目的でフィードホーンアレイを提供する導波管／フィードホーンアセンブリの生産にきわめて適している。この場合、例えば、フィードホーンブロックは、フィードホーンアパーチャのアレイを含んでいてよく、導波管ブロックは、導波管の整合アレイを含み、各々のフィードホーンアパーチャはアセンブリ内のそれぞれの導波管と連絡している。
【００２４】
「に対して見当合せされた状態（in register）」又は「見当合せ（registration）」といった用語が本明細書で使用されている。前後の文章において相反する記述がない限り、これは一般に、凹部又はアパーチャといったような一対の開口部が整合する心合せ状態にされることを意味している。１つの対の開口部が異なるサイズを有する場合、見当合せは例えば、互いの開口部との関係における心出しにより達成され得る。
【００２５】
いずれの一実施形態に関連して記述されているいずれの特徴も、単独で又は記述されている他の特徴と組合せた形で使用可能であり、同じく、いずれかの他の実施形態の単数又は複数の特徴と組合せた形で、又はいずれかの他の実施形態のいずれかの組合せの単数又は複数の特徴と組合せた形で使用してもよい、ということを理解すべきである。
【００２６】
ここで本発明の一実施形態として、ミキサーに基づく電磁放射線検出器の中で使用するための導波管／フィードホーンアセンブリについて添付図面を参照しながら、単なる一例として記述する。
【００２７】
いずれの図も原寸に比例して描かれておらず、図は概略的なものにすぎないということを指摘しておくべきである。異なる図でも同様の部品を表示するためには同一の参照番号が用いられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１を参照すると、ミキサーに基づく電磁放射線検出器は一般的に、本明細書にその記述が参考として含まれているような２００６年７月２９日付けの同時係属英国特許出願第０６１５１４０．１（GB0615140.1）号内で記述されているタイプのものである。この電磁放射線検出器は、分岐型導波管１０５を介して局所発振器の信号と共に使用される状態で提供されているミキサーチャネル「Ｍ」を含んでいる。検出された放射線は、第２の導波管１１０を介してミキサーチャネル「Ｍ」に送出される。
【００２９】
ミキサーチャネル「Ｍ」は、実際には、各々の端部にマイクロストリップアンテナ（図示せず）を有する細長い石英基板１２０上でのパターニングにより提供される。
【００３０】
図３も同様に参照すると、ミキサーチャンネル「Ｍ」及びその導波管１０５、１１０は、基板１００、３００の対の間に担持されている。基板１００、３００は各々、その表面内にエッチング又は機械加工が施された導波管１０５、１１０の経路を有し、さらなるエッチング又は機械加工が、ミキサーチャネル「Ｍ」用のチャンバ（図示せず）を提供する。基板１００、３００（及び／又は１００、３０５）の対を一緒にする場合、このエッチング又は機械加工は見当合せされた状態にあり、２枚の基板１００、３００の間に導波管及びチャンバを提供する。これらの導波管及びチャンバは各々、一般に矩形の横断面を有する。
【００３１】
図３に示されているように、基板３００、１００及び３０５のうちの３枚以上を積層して、各々の基板の対の間に界面３１０に沿って導波管のセット１０５、１１０を提供することができる。基板の積層は、導波管ブロック３１５と呼ぶことのできるものを提供するが、これは同様に、ミキサーチャネル「Ｍ」のためのチャンバをも提供する。導波管１０５、１１０の横断面は、界面３１０が各々の導波管１０５、１１０の長い方の側壁内に現われることになるようなものであり、一般にこれが最良の実施方法である。
【００３２】
各々のミキサーチャネル「Ｍ」に対して受信済み放射線を送出する第２の導波管１１０は、導波管ブロック３１５の共通面１２５に向かって開放されている。重要なことに、この面１２５において、各々の導波管１１０は、面１２５と出会うように外に開く短い円錐形端部部分１１５を有する。これらの円錐形端部部分１１５は、ドリル加工することができ、これらは導波管１１０の矩形横断面からフィードホーンの円形横断面への遷移部を形成している。
【００３３】
導波管ブロック３１５のこのようなサンドイッチ型の構造に起因して、導波管１０５、１１０の対向する壁は、各々の基板の対の間の界面３１０により作り上げられたそれぞれの導波管の導波方向に対して平行に走る不連続性を有する。しかしながら、導波管１０５、１１０の壁の中にも、又は導波管１１０の矩形横断面から円錐形端部部分１１５の円形横断面への遷移部にも、導波方向を横切って存在する不連続性は全く無い。
【００３４】
図２は、フィードホーンブロック２００を通して見た横断面を示す。これは同様に、フィードホーンブロック２００に接して組立てられた位置で図１に示された基板１００の一部、特に基板上のフィードホーンの円錐形端部部分１１５及び導波管１１０とフィードホーンブロック２００内のフィードホーン２０５の主要本体との心合せを示している。
【００３５】
図２を参照すると、その円錐形端部部分１１５とは別に、各々のフィードホーン２０５のバルクは、別のフィードホーンブロック２００を通したドリル加工によって提供される。この場合、フィードホーンブロック２００は、各々のフィードホーンの円錐形端部部分１１５がフィードホーン２０５の残りの部分に連結するような形で導波管ブロック３１５の面１２５に接して取り付けられる。こうして各々のフィードホーン２０５の壁の中に、その円錐形端部部分１１５から遠くないところに不連続性が残されることになり、この不連続性はフィードホーン２０５の長手方向軸に対して横断方向にあるが、これは、導波管１１０からフィードホーン２０５への遷移部にちょうど存在する横断方向の不連続性に比べてはるかに有意性の低いものであることがわかっている。
【００３６】
図４を参照し、導波管ブロック３１５の面に接して取り付けられた場合のフィードホーンブロック２００の前方立面図を見てみると、導波管ブロック３１５のサンドイッチ様の構造は大部分が隠されている。隣接する基板間の界面３１０は、各々の導波管１１０の開放端部と円錐形端部部分１１５を通してしか見ることができない。
【００３７】
図５及び６を参照すると、フィードホーン２０５のための円錐形端部部分１１５の構成を拡大図で見ることができる。導波管ブロック３１５の面１２５における導波管１１０の開口部は、心合せされた円錐形開口部２０５を作り上げるように単純にドリル加工されている。図６を見ればわかるように、円錐形開口部２０５の壁は、導波管ブロック３１５の２つの基板１００、３０５の間の界面３１０により作り出された２つの対向する不連続性を有している。しかしながら、これらの不連続性は、円錐形端部部分１１５に対して軸方向に延びている。
【００３８】
導波管ブロック３１５内にドリル加工されたフィードホーンの円錐形端部部分１１５の長さに関する平衡度の必要条件が存在する。すなわち、これらの必要条件は、導波管ブロック３１５の面１２５により生成される横断方向の界面が、各々のフィードホーン２０５について導波管１１０からフィードホーン２０５への遷移点から充分に離隔され、性能を落とすことがないようになっていなければならない、というものである。また一方で、導波管ブロック３１５の導波管１１０内に行なわれるドリル加工の量は一般に、削りくずが導波管１１０内に入ることといったような損傷を回避するべく最小限におさえられる必要がある。かくして、導波管１１０又はフィードホーン２０５の壁の中には、横断する不連続性が全く存在しないように導波管１１０の端部内にフィードホーン全体をドリル加工することが可能であるかもしれないが、この場合、それにより品質管理に対する有害な効果がもたらされる可能性がある。
【００３９】
実際には、導波管１１０からフィードホーン２０５への遷移部までの導波管ブロック３１５の面１２５からの距離は、必要とされるフィードホーンの性能特性により設定される。フィードホーン２０５の円錐形端部部分１１５が導波管１１０の端部内にドリル加工される一般に前述されたような製造方法においては、長さ及びフィードホーン／導波管間隔は、所要のアレイ形態及び光学素子の必要条件に応じて任意に調整可能である。
【００４０】
フィードホーン技術が確立されており、導波管１１０及びフィードホーン２０５のために選択される全体的寸法は、一般に、予想される利用分野に従って選択されることになる。このような主題についての書籍の一例としては、２００２年にマグローヒル（McGraw-Hill）から出版されたジェイ．ディー．クラウス及びアール．ジェイ．マーヘフカ（J. D. Kraus & R. J. Marhefka）著の「全ての利用分野向けのアンテナ（Antennas for All Applications）」の第３版がある。フィードホーンは一般に、それが送受する放射線の波長帯域に関して弁別を行ない、従って、その設計は、相応して調整されなくてはならない。テラヘルツ（ＴＨｚ）放射線で使用するための一例は、その壁が互いに１８．９°の角度を成して、その狭い端部での直径が１．３３ｍｍ、その広い端部での直径が７．００１ｍｍである横断面を有し得る。
【００４１】
フィードホーンの重要な寸法は一般に、フィードホーンの使用中の放射線の走行に対する境界を形成するフィードホーンの内側又は「内部（internal）」表面の寸法であり、従って、フィードホーンに関する本明細書中の寸法、形状、横断面及びサイズに対する記述は、一般にこの内部表面に対する記述である。
【００４２】
図８及び９を参照すると、導波管ブロック３１５の前面１２５の界面は、（当業者であれば理解できるような）公知の「ポッター」又は「モード整合された」ホーンといったようなより複雑なホーン設計を生成する上で利用可能である。例えば、フィードホーンの円錐形端部部分１１５の開口部のサイズが、フィードホーンブロック２００内のフィードホーン２０５の主要本体内への開口部と直径が異なっている（例えばより小さい）場合には、肩部８００は導波管ブロック３１５の前面１２５に現われる。図８及び９内に示されているような主要フィードホーンテーパと導波管／テーパー遷移ブロック（導波管ブロック）３１５との間の上記タイプの段不連続性（肩部８００）が、フィードホーン特性のさらなる二次的調整を可能にし、その放射線特性の対称性を最適化する。
【００４３】
フィードホーン２０５（単複）の形状は、広がりのある（flare）不連続性または付加的な不連続性といったようなその他の特徴を有していてよいということが理解される。フィードホーンが円錐形の内部プロフィールを有するべきであるということは不可欠ではない。
【００４４】
その他の材料を使用することもできるが、導波管ブロック３１５及びフィードホーンブロック２００の両方に適している材料の一例は、真ちゅうである。その他の適切な材料の例としては、金、合金、金属コーティングされたプラスチック又は金属コーティングされた半導体といったようなその他の金属がある。
【００４５】
図２及び７を参照すると、導波管／フィードホーンアセンブリ３１５、２００を作製し組立てる方法は以下の通りである。
【００４６】
導波管ブロック３１５は、例えば２００６年７月２９日付け出願の同時係属英国特許出願第０６１５１４０．１号（GB0615140.1）に記述された要領で作られる。この導波管ブロックは、図３に示されたタイプの導波管開口部のアレイを示す。（実際には、ミキサーチャネル「Ｍ」に対する接続部を収容する目的で、図７に示されているように、この導波管ブロック３１５はその間に界面３１０を有する４枚以上の基板に基づいたものであり得る）
【００４７】
フィードホーンブロック２００のためには、真ちゅうといったような材料からなる一般に直平行六面体のブロックが機械加工されて、平坦な面２２０のいずれかの側に取り付け用フランジの対２１５が付与される。ブロックの本体は、その面２２０から離れて平行面２２５まで延びる。ブロックの本体の対角線上に対向するコーナー７００が機械加工されて、合わせ穴７１０へのアクセスが付与される。ブロックの本体の他の２つのコーナーは、ネジの受入れ用ソケット２１０を有する。フランジ２１５の各々に、取り付け用穴７０５が形成されている。
【００４８】
フィードホーン２０５を作製するためには、フィードホーンブロック２００の本体を通して、円錐形の穴がドリル加工される。これらの円錐形の穴は、フィードホーン２０５の意図された最終サイズよりわずかに直径が小さい。この場合、フィードホーンブロック２００は、フレーム又はハウジング（図示せず）内に２つのブロックを合わせて取り付けるためにフランジ２１５内にて穴２０５を使用することにより導波管ブロック３１５との関係において取り付けられる。合わせ穴７１０の中のダボは、導波管ブロック３１５の導波管開口部とフィードホーンブロック２００内の円錐形の穴との正確な見当合せを提供する。フィードホーン２０５の円錐形端部部分１１５は、この段階で初めて導波管開口部の中に生成される。これは、フィードホーンブロック２００の本体内に円錐形の穴をその最終サイズまでドリル加工し、同時に導波管ブロック３１５内に進入してフィードホーン２０５の円錐形端部部分１１５を作り出すことにより行なわれる。この技術は、導波管ブロック３１５とフィードホーンブロック２００との間の界面にもかかわらず低い損失でフィードホーン２０５のアレイを達成する。
【００４９】
図８及び９に示されている配置を実行するためには、前述の段階を実施し、次に導波管ブロック３１５及びフィードホーンブロック２００を分解して、フィードホーンブロック２００内でのフィードホーン２０５の主要本体のさらなるドリル加工をできるようにすることが可能である。フィードホーンブロック２００内の既存の円錐形の穴は、拡大された穴の正確な位置づけを可能にし、合わせ穴７１０の中のダボは、２つのブロック３１５、２００の見当合せが喪失することなく再組立てができるようにする。
【００５０】
ネジの受入れ用ソケット２１０について以上で言及されている。これらのネジの受入れ用ソケットは、カメラといったような完成した機器内への導波管ブロック及びフィードホーンブロック３１５、２００のさらなる組立てを支援する。
【００５１】
導波管及びフィードホーンブロック３１５、２００の機械加工及び組立ては、レーザーマイクロマシニング及び／又は光学制御式位置決めといったような公知の技術を用いて行なうことができ、一般に５ミクロン以下の誤差を満たすように達成されることが可能である。本発明の実施形態においては、導波管１１０とフィードホーン２０５との間に、−２７ｄＢより小さい優れた標準的リターンロスが達成された。
【００５２】
導波管を、見当合せされた複数の層のサンドイッチ構造に基づいて以上で記述したように作製することは不可欠ではない。その他の適切なあらゆる技術を使用することが可能である。導波管／フィードホーンアセンブリの使用中にその間で放射線を伝送する際に、導波管内にフィードホーンの端部部分をドリル加工する上での心合せのためにフィードホーンブロック内の予め形成されたフィードホーンアパーチャを使用することは、潜在的に有用であり得る。ただし、導波管は、導波管開口部内にフィードホーンの「皿穴状の（countersunk）」端部部分を作り上げるというコンセプトがそうであるように、導波管とフィードホーンとの間の接合部に材料の界面が形成されるのを回避するように製造される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】フィードホーンの端部部分に対する導波管接続部及びその局所発振器フィードと共にミキサーチャネルのセットを支持するべく導波管／フィードホーンアセンブリ内で使用するための基板を概略的に示す側面図である。
【図２】図１に示された端部部分と合わせて組立てるためのフィードホーンの主要本体を提供するフィードホーンブロックを通して見た横断面図である。
【図３】ミキサーチャネル、局所発振器フィード、及び導波管接続部を完成させるべくサンドイッチ構造でまとめられた、図１に示された一般的タイプの３つの基板のセットを示す正面図である。
【図４】図３の構造との組立て後の図２のフィードホーンブロックの主要面を示す正面図である。
【図５】図３の構造の構築中の単一の導波管を部分的に見た場合の立面図である。
【図６】導波管内へのフィードホーンの端部部分のドリル加工後の図５の立面図である。
【図７】図３で示されているタイプのサンドイッチ構造と図２のフィードホーンブロックを心合せするための固定具の配置の状態を下から見た立面図である。
【図８】図４のフィードホーンブロックの修正バージョンを示す正面図である。
【図９】矢印により表示された方向にて見た場合の図８に示されたラインＡ−Ａでの横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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