(57)【要約】  本明細書では、概して高出力ミリ波発振器の実施例を説明する。その他の実施例も説明および請求できる。一部の実施例では、前記発振器（１００）は、反射配列増幅器（１０２）の個別のサブ配列増幅要素（１１４）による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射配列増幅器（１０２）に反射する偏光部分反射器（１０６）を含む。他の一部の実施例では、前記発振器（２００）は、前記サブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射配列増幅器（２０２）に反射する位相段階型偏光感知反射板（２０６）を含む。一部の実施例では、前記発振器（４００）は、反射器（４２６）と、反射が前記反射配列増幅器（４０２）に戻ってサブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射器（４２６）に通過させる位相段階型偏光反射透過板（４０６）を含む。【選択図】      図１Ａ
2009525623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波高出力発振器（１００）であって、
第一の偏光のミリ波信号を受信するとともに前記信号を第二の偏光で再送信する複数のサブ配列増幅要素（１１４）（７００）を持つ反射配列増幅器（１０２）と、
前記サブ配列増幅要素（１１４）による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射配列増幅器（１０２）に反射し戻す偏光部分反射器（１０６）とを備える発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の発振器であって、前記偏光部分反射器（１０６）は、前記偏光部分反射器（１０６）が第二の偏光を有するミリ波信号の大部分のエネルギーを出力（１２４）に渡すことができるように選択された偏光角を持ち、
前記偏光角は、さらに、前記第二の偏光の前記ミリ波信号の前記エネルギーの残りの部分を反射するように選択され、
前記第一と第二の偏光は実質的に直交し、
前記偏光部分反射器（１０６）から反射された信号は、前記サブ配列増幅要素（１１４）による発振の誘発を助けるように、前記反射配列増幅器（１０２）により受信される前記第一の偏光を実質的に持ち、
前記偏光部分反射器（１０６）から反射される信号は、実質的に前記第一の偏光を持つとともに、前記第二の偏光により、前記偏光部分反射器（１０６）で受信される前記信号の前記エネルギーの前記残り部分から生成され、
前記発振器は、さらに、前記偏光部分反射器（１０６）から前記反射配列増幅器（１０２）を分離する同調共振器（１０４）を備える、発振器。
【請求項３】
請求項２に記載の発振器であって、前記偏光角は、前記偏光部分反射器（１０６）が前記第一または第二の偏光のいずれか１つに対して回転された角度である、発振器。
【請求項４】
請求項３に記載の発振器であって、前記反射配列増幅器（１０２）は、その上に形成された複数のサブ配列増幅要素（１１４）を有する単一の半導体ウェハーを備えるとともに、
前記サブ配列増幅要素（１１４）（７００）のそれぞれは、前記第一の偏光の前記信号を受信する受信アンテナ（７０２）、前記受信した信号を増幅する信号増幅回路（７０４）、および、前記第二の偏光の前記信号を送信する送信アンテナ（７０６）を備える、発振器。
【請求項５】
ミリ波高出力発振器（２００）であって、
第一の偏光のミリ波信号を受信するとともに第二の偏光で前記ミリ波信号を再送信する複数のサブ配列増幅要素を持つ反射配列増幅器（２０２）と、
前記サブ配列増幅要素による発振の誘導を助けるように、少なくとも部分的にミリ波信号を前記反射配列増幅器（２０２）に反射し戻す位相段階型反射板（２０６）とを備え、
前記位相段階型反射板（２０６）は、前記反射配列増幅器（２０２）により生成される波面とある角度をなして配置され、
前記反射板（２０６）は、出力方向（２２２）に前記第二の偏光を有する前記ミリ波信号の大部分のエネルギーを反射する位相段階型であり、
前記反射板（２０６）は、さらに、前記反射配列増幅器（２０２）に対して、ある方向に前記第二の偏光を有する信号のエネルギーの残りの部分を反射する位相段階型である、発振器。
【請求項６】
請求項５に記載の発振器であって、前記位相段階型反射板（２０６）と前記反射配列増幅器（２０２）との間の距離（２１８）は、前記サブ配列増幅要素による発振を誘発するように選択されている、発振器。
【請求項７】
請求項６に記載の発振器であって、前記位相段階型反射板（３００）（２０６）は、前記第一の偏光を有する信号に、実質的に直線位相偏移を提供する位相段階型であるとともに、前記第二の偏光を有する信号に対して、実質的に一定の（つまり、固定された）位相偏移であり、
前記位相段階型反射板（３００）は、非反射表面（３０４）上に複数の反射要素（３０２）を備え、
前記反射要素（３０２）の少なくとも一部分は、プラス「＋」形または十字「ｘ」形のいずれかであって、前記反射要素（３０２）は第一の平面と第二の平面にアームを有し、前記アームの長さは、前記平面の１つに、ある位相偏移量を提供するように選択されている、発振器。
【請求項８】
請求項７に記載の発振器であって、前記位相段階型反射板（５００）は、前記第一の偏光を有する信号に直線位相偏移を提供するように、さまざまな深さの複数の位相偏移スロット（５０２）を持ち、
位相段階型反射板（５００）は、さらに、前記第二の偏光を有する信号に実質的に一定の位相偏移を提供するように、前記平面の反射面と同一平面にある複数の平行ストリップ（５０４）を持つ、発振器。
【請求項９】
ミリ波高出力発振器（４００）であって、
第一の偏光の信号を受信するとともに前記信号を第二の偏光で再送信する複数のサブ配列増幅要素（７００）を持つ反射配列増幅器（４０２）と、
反射器（４２６）と、
前記サブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射器（４２６）に通過させて前記反射配列増幅器（４０２）へ反射し戻させるための、位相段階型偏光反射透過板（４０６）とを備える、発振器。
【請求項１０】
請求項９に記載の発振器であって、前記反射器（４２６）は、前記位相段階型偏光反射透過板（４０６）の後ろに配置され、
前記位相段階型反射透過板（４０６）は、前記反射配列増幅器（４０２）により生成される波面とある角度をなして配置され、
前記位相段階型偏光反射透過板（４０６）は、前記第二の偏光を有するミリ波信号の大部分のエネルギーを出力方向（４２２）に反射する位相段階型および偏光型であり、
前記位相段階型偏光反射透過板（４０６）は、さらに、前記反射器（４２６）に、前記第二の偏光を有するミリ波信号の残り部分のエネルギーを送信する位相段階型および偏光型であり、
前記位相段階型偏光反射透過板（４０６）は、前記反射器（４２６）に、前記第二の偏光を有する信号の残り部分のエネルギーを送信するように選択された偏光角を持ち、
前記反射器（４２６）と前記反射配列増幅器（４０２）の間の距離は、前記サブ配列増幅要素による発振を誘発するように選択されている、発振器。
【発明の詳細な説明】
【相互参照関連出願】
【０００１】
本出願書は、２００６年１月３１日に出願された米国申請番号１１／３４３，６３２に対する優先権の利得を請求し、参照により本出願書に組み入れる。
【技術的分野】
【０００２】
本発明の一部の実施例は、高出力固体発振器に関する。本発明の一部の実施例は、高出力ミリ波発振器および高出力ミリ波周波数源に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの高出力信号は、従来、低出力発振器または周波数源からの信号を増幅することにより生成される。これらの従来の方式は、概して、非効率的であり、過度の熱が発生するので、半導体の実装には適さない場合がある。真空管を使用する方式など、これらの従来の方式の一部は、非常に複雑で高価である。さらに、これらの従来の方式の一部では、指定の源出力を提供することが困難である。
【０００４】
このように、電源消費が少なく、放熱が可能であるとともに半導体実装に適している高出力周波数源や発振器に対する一般的な必要性が存在する。また、あまり複雑でも高価でもない高出力周波数源および発振器に対する一般的な必要性も存在する。さらに、指定の源出力を提供できる高出力周波数源および発振器に対する一般的な必要性も存在する。
【発明の開示】
【０００５】
高出力ミリ波発振器は、反射配列増幅器の個別のサブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射配列増幅器に反射する偏光部分反射器を含む。他の一部の実施例では、高出力ミリ波発振器は、サブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を反射配列増幅器に反射する位相段階型偏光感知反射板を含む。他の一部の実施例では、高出力ミリ波発振器は、反射器と、反射が反射配列増幅器に戻ってサブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を前記反射器に通過させる位相段階型偏光反射透過板を含む。
【発明の詳細な説明】
【０００６】
以下の説明および図面は、当業者がこれらを実践できるように本発明の特定の実施例を図説する。その他の実施例は、構造的、論理的、電気的、過程およびその他の変更を組み入れることができる。例は、可能な変形を類型化するに過ぎない。個別の構成要素や機能は、明示的に必要としていない限り選択的であり、操作の順序は変更できる。一部の実施例の部分および特徴は、その他の実施例の部分や特徴に含まれる、あるいは置き換えることができる。請求項で説明される本発明の実施例は、これらの請求項の有効な相当例をすべて含む。本発明の実施例は、本明細書において、複数の発明あるいは、発明の概念が実際に開示される場合には、それらのいかなるものに対する本発願書の範囲を制限することも意図せず、便宜上、個々に、または総称して、「発明」という言葉により参照できる。
【０００７】
図１Ａは、本発明の一部の実施例に従い、高出力ミリ波発振器を図説する。発振器１００は、高出力１２４を発生するために使用できる。一部の実施例では、発振器１００は、ミリ波高出力発振器または周波数源にすることができ、第一の偏光のミリ波信号を受信して第二の偏光で信号を再送信する反射配列増幅器１０２を備えることができる。また、発振器１００は、サブ配列増幅要素１１４での発振を誘発することを助けるように、少なくとも部分的に信号を反射配列増幅器１０２に反射する偏光部分反射器１０６も含むことができる。反射配列増幅器１０２に反射される信号は、反射配列増幅器１０２が受信できるように、第一の偏光を持つことができる。反射配列増幅器１０２は、以下に詳細を説明する複数のサブ配列増幅要素１１４を備えることができる。一部の実施例では、非効率的な信号注入技術を必要とせずに、サブ配列増幅要素１１４の配列を駆動するために偏光分離を使用することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【０００８】
一部の実施例では、偏光部分反射器１０６は、偏光部分反射器１０６が第二の偏光を有するミリ波信号の大部分のエネルギーを出力１２４に渡すことができるように選択された偏光角を持つことができる。これらの実施例では、偏光角は、第二の偏光のミリ波信号の残りの部分のエネルギーを反射するように選択することもできる。一部の実施例では、第一と第二の偏光は、実質的に直交することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【０００９】
一部の実施例では、偏光部分反射器１０６により渡される第二の偏光を有する信号のエネルギーの割合は、９０パーセント以上にすることができる。一部の実施例では、偏光角は、第二の偏光の信号のエネルギーの１０パーセント以下を反射するように選択することができる。一部の実施例では、偏光部分反射器１０６の偏光角は、第二の偏光を有する信号の大部分が、偏光部分反射器１０６を通って導波管１０８に到達するようにできるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、第一の偏光は水平方向で第二の偏光は垂直方向にすることができるが、「垂直」および「水平」という言葉は入れ替えることができるので、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１０】
一部の実施例では、発振器１００は、偏光部分反射器１０６から反射配列増幅器１０２を切り離している同調共振器１０４を備えることができる。これらの実施例は、以下に詳細を説明する。
【００１１】
一部の実施例では、偏光部分反射器１０６から反射される信号は、反射配列増幅器１０２が受信してサブ配列増幅要素１１４での発振の誘発を助けることができるように、実質的に第一の偏光を持つことができる。これらの実施例では、実質的に第一の偏光により偏光部分反射器１０６から反射される信号は、第二の偏光により偏光部分反射器１０６で受信される信号のエネルギーの残りの（つまり反射される）部分から生成することができる。つまり、信号が偏光部分反射器１０６により反射されると、直角偏光位相を経ることができる。これは、偏光部分反射器１０６が入射波（例えば、第二／垂直方向の偏光による信号）に対して回転すると（つまり、偏光角が０より大きい場合）、入射波は、２つの直交ベクトル構成要素に変換されるからである。偏光部分反射器１０６は、１つの構成要素を通過させて、もう１つの構成要素を反射配列増幅器１０２に反射して戻す。
【００１２】
最初、一部の実施例では、サブ配列増幅要素１１４の増幅器からの雑音レベルは、反射エネルギーが反射配列増幅器１０２のエネルギーレベルの出力を希望のレベルまで増加することができるように十分高くすることができると同時に、反射配列増幅器１０２は位相固定（例えば、共通の平均位相まで）になる場合があるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１３】
一部の実施例では、偏光角は、偏光部分反射器１０６が第一または第二の偏光のいずれか１つに対して回転することができる角度にすることができる。例えば、第一の偏光が水平方向で第二の偏光が垂直方向であれば、偏光角は、垂直方向の偏光の信号のエネルギーの小さい部分が反射されるように、偏光部分反射器１０６が垂直方向から回転した角度（例えば、数度まで）にすることができる。一部の実施例では、偏光角は、数度から、１０度以上の範囲にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、反射配列増幅器１０２に対して反射される出力量は、１０パーセント以上にすることもできるが、この量は１パーセント以下という少量から２０パーセント以上にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１４】
一部の実施例では、偏光部分反射器１０６は、ファブリー・ペローの発振を発生させるように、反射配列増幅器１０２からの位相距離１１８に配置することができる。これらのファブリー・ペローの実施例では、ファブリー・ペローの発振は、同調共振器１０４の内部で共鳴する周波数で発生することができる。これらのファブリー・ペローの実施例では、発振器１００は、これらの周波数で送信を最大にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。定常状態の操作条件では、偏光部分反射器１０６から反射配列増幅器１０２に反射されるエネルギー量は、サブ配列増幅要素１１４が出力１２４を発生させるに十分な放射の発生を誘発するに十分な量にできる。一般的に、高出力発振器は、共振器１０４内部の位相を解除せずに操作するが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１５】
一部の実施例では、偏光部分反射器１０６の偏光角と位相距離１１８は、出力レベル、発振周波数、位相の正確性、漸減およびモード制御などの性能パラメータを満たすために選択することができる。一部の実施例では、偏光角は、これらのパラメータの１つ以上を最大限にするように調整可能にすることができる。偏光部分反射器１０６は、偏光角を調整するために物理的に回転することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１６】
一部の実施例では、同調共振器１０４は、導波管の角部分１１６を備えることができる。反射配列増幅器１０２は、図説されているように、角部分１１６の太いほうの端に配置することができる。偏光部分反射器１０６は、同調共振器１０４を定義するように、先端部分１１６の反対側に配置することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１７】
一部の実施例では、第二の偏光の信号は、出力１２４を発生させるために、同調共振器１０４の内部で空間的に組み合わせられた同調にすることができる。一部の実施例では、第二の偏光の信号は、高出力を提供するように、角部分１１６の内部で空間的に組み合わされた同調にすることができる。一部の実施例では、出力１２４は、出力導波管１０８内の高出力波面にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００１８】
一部の実施例では、同調共振器１０４は、出力導波管１０８に連結することができる。さらに、偏光部分反射器１０６は、少なくとも部分的に出力導波管１０８内に配置することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、反射配列増幅器１０２を角部分１１６の太いほうの端（例えば、導波管の外側）に配置することによって、熱除去がさらに容易になる。例えば、放熱板および／またはその他の熱除去装置を配列増幅器１０２に連結することができる。一部の実施例では、偏光部分反射器１０６は１つ以上の反射要素を備えることができる。一部の実施例では、偏光部分反射器１０６は、金属製の格子または網のような構造を備えることができる。例えば、平行電線を使用することができる。または、その中に平行な反射線がある透明な物質を使用することができる（例えば、直線偏光の場合）。
【００１９】
一部の代わりの実施例では、偏光部分反射器１０６は、同調共振器１０４内に切れ目を備えることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。これらの実施例は、以下に詳細を説明する。
【００２０】
一部の実施例では、反射配列増幅器１０２は、その上に複数のサブ配列増幅要素１１４が形成された単独の半導体ウェハーを備えることができる。それぞれのサブ配列増幅要素１１４は、第一の偏光の信号を受信する受信アンテナ、受信した信号を増幅する信号増幅回路、および、第二の偏光の信号を送信する送信アンテナを備えることができる。各サブ配列要素１１４は、独立に操作することができるが、同調共振器１０４の効果により、サブ配列増幅要素１１４は、実質的に同じ発振周波数で一緒に発振することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００２１】
図１Ｂは、本発明の一部の代わりの実施例に従い、高出力ミリ波発振器を図説する。高出力発振器１５０は、高出力発振器１００（図１Ａ）と同様にすることができ、さらに、１つ以上の集束要素および／または以下に詳細を説明する信号プローブを備えることができる。
【００２２】
これらの実施例では、発振器１５０は、反射配列増幅器１０２と偏光部分反射器１０６の間でエネルギーが集束することを助けるように、同調共振器１０４内部に集束要素１２０を備えることができる。一部の実施例では、導波管の先端部分１１６は、集束要素として機能することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、発振器１５０は、出力１２４のエネルギーの集束を助けるように、偏光部分反射器１０６の出力側に集束要素１２２を備えることもできる。これらの実施例では、導波管１０８を不要にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。集束要素１２２は、集束要素１２０に加えて、あるいは、その代わりに提供することができる。
【００２３】
一部の実施例では、発振器１５０は、発振器の位相固定を助けるように、同調共振器１０４に位相固定信号を注入する信号プローブ１１２を含むことができる。一部の実施例では、図１Ａに図列された実施例など、注入または位相固定信号は、反射配列増幅器１０２の１つ以上のサブ配列増幅要素１１４に適用することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。これらの実施例では、位相固定信号は、反射配列増幅器１０２内の増幅の誘発を助けることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００２４】
一部の実施例では、サブ配列増幅要素１１４は、反射信号の注入により位相固定できるが、本発明の範囲はこの限りではない。これらの実施例では、信号プローブ１１２は、反射信号が反射配列増幅器１０２内で発振を誘発するように、同調共振器１０４内での切れ目として機能することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００２５】
図２は、本発明の一部のその他の実施例に従い、高出力発振器を図説する。これらの実施例では、高出力発振器２００は、ミリ波発振器にすることができ、第一の偏光のミリ波信号を受信して、第二の偏光でミリ波信号を再送信する反射配列増幅器２０２を備えることができる。これらの実施例では、高出力発振器２００は、サブ配列増幅要素による発振の誘発を助けるように、少なくとも部分的に信号を反射配列増幅器２０２に反射して戻す位相段階型偏光感知反射板２０６も含むことができる。位相段階型反射板２０６は、前記反射配列増幅器２０２により生成される波面とある角度をなして配置することができる。
【００２６】
位相段階型反射板２０６は、第二の偏光を有するミリ波信号のエネルギーの大部分を出力方向２２２に反射するような位相段階型および偏光感知型にすることができる。位相段階型反射板２０６は、第二の偏光を有する信号のエネルギーの残りの部分を反射配列増幅器２０２への方向に反射するような位相段階型にすることもできる。反射配列増幅器２０２に反射され戻る信号は、位相段階型反射板２０６の特徴により、第一の偏光を有することができる。一部の実施例では、位相段階型反射板２０６により出力方向２２２に反射される第二の偏光を有する信号のエネルギーの割合は、９０パーセント以上にすることができる。一部の実施例では、位相段階型反射板２０６は、第二の偏光の信号のエネルギーの１０パーセント以下を反射配列増幅器２０２に反射することができる。一部の実施例では、位相段階型反射板２０６は、反射配列増幅器２０２により生成される波面に対しておよそ４５度に配置することができる。これらの実施例では、出力方向２２２は、反射配列増幅器２０２により生成される波面に対して約９０度にすることができるが、その他の反射角を選択することもできるので、本発明の範囲はこの限りではない。
【００２７】
一部の実施例では、位相段階型反射板２０６と反射配列増幅器２０２との間の位相距離２１８は、反射配列増幅器２０２のサブ配列増幅要素により発振を誘発するように選択することができる。一部の実施例では、位相距離２１８は、ファブリー・ペロー型の発振を誘発するように選択されたファブリー・ペロー位相距離にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００２８】
一部の実施例では、位相段階型反射板２０６は、第二の偏光で受信される信号のエネルギーの部分を反射配列増幅器２０２への方向に反射するように選択された偏光角を持つことができる。偏光角は、位相段階型反射板２０６が偏光の１つに対してわずかに回転した量にすることができる。これらの実施例では、受信した波（つまり、第二の偏光による）に対する位相段階型反射板２０６の回転量が、位相間で分割されるエネルギー量を決定する。１つの位相は出力方向２２２に反射され、もう１つの位相は反射配列増幅器２０２の方向に反射され戻る。
【００２９】
図３は、本発明の一部の実施例に従い、位相段階型反射板を図説する。位相段階型反射板３００は、位相段階型反射板２０６（図２）としての使用に適している場合があるが、その他の位相段階型反射板も適している場合がある。
【００３０】
位相段階型反射板３００は、第一の偏光を有する信号に対して実質的に直線的な位相偏移と、第二の（つまり、直交）偏光を有する信号に対して実質的に一定の位相偏移（つまり、固定位相偏移）を提供する位相段階型にすることができる。一部の実施例では、実質的に直線的な位相偏移は、第一の平面で提供することができ、実質的に一定の位相偏移は第一の平面に対して直交する第二の平面で提供することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、位相段階型反射板３００の特徴は、出力波面２２２（図２）のような出力波面が、実質的に、平面または平行な波面、発散波面または収束波面であることができるように選択することができる。
【００３１】
一部の実施例では、位相段階型反射板３００は、非反射面３０４上に複数の反射要素３０２を備える。図３に図説された実施例では、少なくとも一部の反射要素３０２は、プラス『＋』形または十字『ｘ』形を持つことができる。反射要素３０２は、第一の平面と第二の平面にアームを持つことができる。アームの長さは、平面の１つに、ある位相偏移量を提供するように選択することができる。図３に図列された実施例では、列３０６の要素３０２は、要素３０２のアームが同じ長さであるため、両方の平面で同等な位相偏移を提供することができる。列３０８の要素３０２は、要素３０２の垂直方向のアームは水平方向のアームよりも小さいため、垂直方向の平面では水平方向の平面よりも少ない位相偏移を提供することができる。列３１０の要素３０２は、列３０８の要素よりも垂直方向の平面でさらに小さい位相偏移を提供することができる。図３に図説されているように、一定の位相偏移が水平方向の平面に提供される一方で、直線位相偏移が垂直方向の平面に提供されるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００３２】
位相段階型反射板３００は、各偏光に最適化された位相面を発生させるように、両方の偏光で独立した位相偏移を提供することができる。これにより、特定の独立的な直交偏移に対する傾きを是正または集束力を追加するような効果を可能にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、両方の偏光で独立した位相偏移は、規定の距離で集束できるミリ波ビームを発生させるように選択することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００３３】
これらの実施例では、出力の位相面は、出力ビームを平行または平面に維持することを助けるように、平面に保つことができる。位相段階型反射板３００は、反射配列増幅器２０２（図２）のような源に対して傾き、または角度をつけることができるため、源から位相段階型反射板３００に到達するエネルギーは、位相段階型反射板３００に沿って、さらに距離を加えることにより、位相偏移させることができる。これらの実施例では、位相段階型反射板３００の要素３０２は、位相偏移が位相段階型反射板３００に追加され、板３００が電気的に平坦であって傾いていないように見えるように、設計される。例えば、位相段階型反射板３００のある部分が位相段階型反射板３００の別の部分よりも波長の２分の１だけさらに離れている場合、ビームの経路全体が波長の２分の１だけさらに長くなるように、波長の４分の１の位相偏移を追加することができる。これにより、位相段階型反射板３００のその他の部分からの反射と同相の反射を発生させることができる。位相段階型反射板３００の要素３０２は、さらに、その他の平面の位相偏移が、発振器の平坦な位相面部分のほぼ完全な反射を提供して、それが出力方向２２２（図２）のような出力方向に存在するので平坦ひいては並行なままであるように、設計することができる。一部の実施例では、位相段階型反射板３００全体で位相偏移を変更することは、ある距離でシステムの光学収差または集束を修正する出力ビームの波面を変更するために使用することができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００３４】
一部の実施例では、位相段階型反射板３００の反射要素３０２は、銅または別の導電体にすることができる。非反射面３０４は、誘電体にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００３５】
図４は、本発明のさらに一部のその他の実施例に従い、高出力発振器を図説する。高出力発振器４００は、高出力ミリ波発振器または周波数源にもすることができ、第一の偏光の信号を受信して、第二の偏光で信号を再送信する反射配列増幅器４０２を備えることができる。また、高出力発振器４００は、反射器４２６と、反射を反射配列増幅器４０２に戻して、反射配列増幅器４０２のサブ配列増幅要素内で発振を誘発することを助けるように、少なくとも部分的に信号を反射器４２６に通過させる位相段階型偏光反射透過板４０６を備えることもできる。これらの実施例では、反射板４２６は、位相段階型偏光反射透過板４０６の後ろに配置される。
【００３６】
これらの実施例の一部では、位相段階型偏光反射透過板４０６は、反射配列増幅器４０２により生成される波面に対して角度があるように配置することができる。位相段階型偏光反射透過板４０６は、出力方向４２２に第二の偏光を有するミリ波信号の大部分のエネルギーを反射するような、位相段階型および偏光型にすることができる。位相段階型偏光反射透過板４０６は、反射板４２６に対して通過方向４２０に第二の偏光を有するミリ波信号のエネルギーの残りの部分を送信（つまり通過させる）するような、位相段階型および偏光型にすることができる。これらの実施例では、反射板４２６は、反射配列増幅器４０２が受信できるように、位相段階型偏光反射透過板４０６を経由して、実質的にすべてのエネルギーを反射することができる。
【００３７】
図４に図説された実施例では、位相段階型偏光反射透過板４０６は、反射配列増幅器４０２により生成される波面に対しておよそ４５度に配置することができる。これらの実施例では、出力方向４２２は、反射配列増幅器４０２により生成される波面に対して約９０度にすることができるが、その他の反射角を選択することができるので、本発明の範囲はこの限りではない。
【００３８】
一部の実施例では、位相段階型偏光反射透過板４０６により、出力方向４２２に反射される第二の偏光を有するミリ波信号のエネルギーの割合は、９０パーセント以上にすることができる。一部の実施例では、位相段階型偏光反射透過板４０６は、第二の偏光の信号のエネルギーの１０パーセント以下を通過／送信することができる。
【００３９】
位相段階型偏光反射透過板４０６を通過するエネルギーは、反射板４２６による反射後、位相段階型偏光反射透過板４０６を通って戻される正しい偏光となることができる。位相段階型偏光反射透過板４０６がないと、反射配列増幅器４０２と反射器４２６の間の領域は、振動共振器として考えることができる。
【００４０】
一部の実施例では、位相段階型偏光反射透過板４０６は、第二の位相を有する信号のエネルギーの残りの部分を反射板４２６に送信するように選択される偏光角を持つことができる。位相段階型偏光反射透過板４０６は、反射配列増幅器からのエネルギーを、異なる偏光を有する２つの構成要素に分割することができる。
【００４１】
一部の実施例では、反射器４２６と反射配列増幅器４０２との間の位相距離は、サブ配列増幅要素による発振を誘発するように選択することができる。一部の実施例では、位相距離は、ファブリー・ペロー型発振を誘発するように選択されるファブリー・ペロー位相距離にすることができるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例では、方向４２２の出力波面は、実質的に平面または平行な波面、発散波面または収束波面になるように選択することができる。
【００４２】
図５は、本発明の一部の実施例に従い、位相段階型反射板の断面図である。位相段階型反射板５００は、位相段階型反射板２０６（図２）としての使用に適している場合があるが、その他の位相段階型反射板も適している場合がある。
【００４３】
位相段階型反射板５００は、第一の偏光を有する信号に直線位相偏移を提供するようなさまざまな深さの複数の位相偏移スロット５０２またはチャネルを持つことができる。また、位相段階型反射板５００は、複数の平行ストリップ５０４を持つこともできる。平行ストリップ５０４は、第二の偏光を有する信号に、実質的に一定または固定の位相偏移を提供するように、反射板の一番上の反射面と同一平面とすることができる。第一と第二の偏光は直交することができる。
【００４４】
一部の実施例では、位相偏移スロット５０２は、位相段階型反射板５００の面に対して角を持つことができる。図５に図説されているように、位相偏移スロット５０２は、位相段階型反射板５００の表面に対しておよそ４５度の角度であるが、本発明の範囲はこの限りではない。図５に図説されているように、第一の偏光の信号５１０は、受信された方向と同じ方向に反射することができる。第二の偏光の信号５０８は、第二の偏光も有する出力信号５０６として反射し戻すことができる。出力信号５０６は、高出力発振器または周波数源の出力エネルギーを発生させるために使用することができる。
【００４５】
一部の実施例では、位相偏移スロット５０２は、位相段階型反射板５００が反射配列増幅器により生成される波面に対して角をなして配置することができるように、第二（例えば垂直方向）の偏光に実質的に平行にすることができる。この例は図２に図説される。図６Ａと６Ｂは、本発明の一部の実施例に従い、位相段階型反射板を図説する。位相段階型反射板６００は、位相段階型反射板２０６（図２）として使用される場合があるが、その他の位相段階型反射板も適している場合がある。図６Ａに図説されているように位相段階型反射板６００は、これらの実施例では、円状共振器内でおよそ４５度の角度でそれを提供することができるため、楕円形である。
【００４６】
図６Ｂは、位相変異スロット５０２（図５）に対応することができる位相偏移スロット６０２と、平行ストリップ５０４（図５）に対応することができる平行反射ストリップ６０４を図説する。図６Ａと６Ｂに図説された位相段階型反射板６００の実施例では、位相偏移スロット６０２は、図５に図説された実施例のように、平面の表面に対して、角度を持つことはない。
【００４７】
本発明の多数の実施例はミリ波周波数に適用可能であるが、本発明の範囲はこの限りではない。一部の実施例は、マイクロ波周波数、赤外線周波数および／または光学周波数に同等に適用可能にできる。
【００４８】
図７は、本発明の一部の実施例に従い、サブ配列増幅要素を図説する。サブ配列増幅要素７００は、１つ以上のサブ配列増幅要素１１４（図１Ａと１Ｂ）としての使用に適している場合があるが、本発明の範囲はこの限りではない。また、サブ配列増幅要素７００は、反射配列増幅器２０２（図２）および／または反射配列増幅器３０２（図３）の１つ以上のサブ配列増幅要素としての使用に適している場合があるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００４９】
サブ配列増幅要素７００は、受信アンテナ３０２、増幅要素３０４および送信アンテナ３０６を含むことができる。一部の実施例では、受信アンテナ３０２と送信アンテナ３０６は直交偏光を持つことができる。一部の実施例では、受信アンテナ３０２は、水平方向に偏光された信号を受信するように水平方向の（例えば第一の）偏光を持つことができ、送信アンテナ３０６は、垂直方向に偏光された信号を送信するように、垂直方向の（例えば第二の）偏光を持つことができる。
【００５０】
一部の実施例では、サブ配列要素１１４の配列は、反射配列増幅器を作るために、単独のモノリシック基板上に形成することができる。一部の実施例では、受信アンテナ３０２と送信アンテナ３０６は、空洞共振器が支援するアンテナにすることができる。これらの実施例では、単独の統合基板は、受信および送信アンテナに隣接する空洞共振器を含むことができる（例えば、空洞共振器は、アンテナの裏側でアンテナと整列することができる）。一部の実施例では、放熱板は、受信および送信アンテナに隣接する空洞共振器を含むことができるが、本発明の範囲はこの限りではない。
【００５１】
要約は、読者が技術的開示の性質と主旨を解明できるような要約を要求する３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．第１．７２（ｂ）条に準じて提供される。請求の範囲または意義を制限あるいは解釈するために使用されるものではないことの理解の下に提出するものである。
【００５２】
前述の詳細説明では、開示を簡素化する目的において、さまざまな特性は、時には１つの実施例にまとめられた。この開示方法は、請求対象の実施例は各請求項で明示的に列挙されるよりも多くの特徴を必要とする意図を反映すると解釈されるものではない。そうではなく、請求項が反映するように、発明は単独の開示された実施例のすべての特徴よりも少ない場合がある。従って、請求項は、詳細説明に組み入れられるものであり、それぞれの請求項は別の好ましい実施例として解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一部の実施例に従い、高出力発振器を図説する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一部の代わりの実施例に従い、高出力発振器を図説する。
【図２】図２は、本発明の一部のその他の実施例に従い、高出力発振器を図説する。
【図３】図３は、本発明の一部の実施例に従い、位相段階型反射板を図説する。
【図４】図４は、本発明のさらに一部のその他の実施例に従い、高出力発振器を図説する。
【図５】図５は、本発明の一部の実施例における、位相段階型反射板の断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の一部の実施例に従い、位相段階型反射板を図説する。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の一部の実施例に従い、位相段階型反射板を図説する。
【図７】図７は、本発明の一部の実施例に従い、サブ配列増幅要素を図説する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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