(57)【要約】導波管相関ユニットとその製造方法が開示される。導波管相関ユニットは同一構成を有する第１および第２の積層された導波管プレートを含み、その間には中央結合プレートが配置される。第１および第２の導波管プレートの同一構成のため、両プレートは製造工程中の再位置決め作業なしに共通の工程で形成することができるので機械的な不確定要素を著しく低減することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号（Ａ）を受信するための第１の入力結合器（１０６ａ）と複数の第１の出力結合器（１０７ａ、１０８ａ、１０９ａ）とを具備している第１の導波管プレート（１０２）と、
第２の信号（Ｂ）を受信するための第２の入力結合器（１０６ｂ）と複数の第２の出力結合器（１０７ｂ、１０８ｂ、１０９ｂ）とを具備している第２の導波管プレート（１０１）であって、前記第１および第２の導波管プレート（１０２、１０１）は同じレイアウト構成を有している、第２の導波管プレート（１０１）と、
前記第１の導波管プレート（１０２）および前記第２の導波管プレート（１０１）とともに積層構造体を形成するように、前記第１の導波管プレート（１０２）と前記第２の導波管プレート（１０１）との間に配置されている中央結合プレート（１０３）と、を具備している導波管相関ユニット。
【請求項２】
前記第１および第２の導波管プレート（１０２、１０１）は、第１および第２の導波管フィルタ（１１０ａ、１１０ｂ）をそれぞれ具備しており、前記第１の導波管フィルタ（１１０ａ）は、前記第１の入力結合器（１０６ａ）に結合されており、前記第２の導波管フィルタ（１１０ｂ）は、前記第２の入力結合器（１０６ｂ）に結合されている、請求項１に記載の導波管相関ユニット。
【請求項３】
第１の方向性結合器（１１１ａ）と第２の方向性結合器（１１１ｂ）を具備しており、前記第１および第２の方向性結合器は、前記第２および第１の出力結合器（１０７ｂ、１０７ａ）の一つにそれぞれ結合されており、前記第１および第２の信号のための第１および第２の監視信号（ＰＡ、ＰＢ）を提供するようにそれぞれ構成されている、請求項１または２に記載の導波管相関ユニット。
【請求項４】
前記第１の信号の部分を受信するように構成されている第１のハイブリッド結合器（１１４）と、前記第２の信号の部分を受信するように構成されている第２のハイブリッド結合器（１１５）とをさらに具備しており、前記第１および第２のハイブリッド結合器は、前記第１および第２の信号の前記部分の第１および第２の部分をそれぞれ提供する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項５】
前記第１および第２の信号の前記部分の前記第１の部分を受信するように構成されている第３のハイブリッド結合器（１１２）と、
前記第２の信号の前記部分の前記第２の部分を受信するように構成されている移相器（１１６）と、
前記位相シフトされた第２の部分と、前記第１の信号の前記部分の前記位相シフトされなかった第２の部分とを受信するように構成されている第４のハイブリッド結合器（１１３）と、をさらに具備している、請求項４に記載の導波管相関ユニット。
【請求項６】
前記第１の導波管プレートの前記積層構造体における空間的配向は、１８０°の回転以外は前記第２の導波管プレートの空間的配向と同一である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項７】
前記第１および第２の導波管プレートにおける複数の導波管部のそれぞれは、矩形断面を有している、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項８】
前記複数の導波管部は、前記第１および第２の導波管プレートにより定義されているＥ面内の複数のレベルに配置されている、請求項７に記載の導波管相関ユニット。
【請求項９】
前記複数の導波管部は、５つのレベルに配置されている、請求項８に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１０】
前記第１の導波管プレート（１０２）に取り付けられている第１のカバープレート（１０５）と、前記第２の導波管プレート（１０１）に取り付けられている第２のカバープレート（１０４）とをさらに具備しており、
前記第１のカバープレートは、前記第１の入力結合器と前記複数の第１の出力結合器とに接続されている、前記第１のカバープレートに形成されているフランジを有しており、
前記第２のカバープレートは、前記第２の入力結合器と前記複数の第２の出力結合器とに接続されている、前記第２のカバープレートに形成されているフランジを有している、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１１】
前記第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合層の三者間の相対位置を固定するための、前記第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合層を少なくとも貫通して延在している複数のスルーホール（１２０）をさらに具備している、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１２】
前記複数のスルーホールは、前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれにおいて定義される対称軸（１２１）に対し対称に前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれに配置されている、請求項１１に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１３】
前記対称軸は、前記１８０°回転の回転軸（Ｓ）と平行である、請求項６および１２に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１４】
前記複数の導波管フィルタのそれぞれは、Ｅ面不連続部（１２２）の縦続接続に設けられている、請求項２に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１５】
前記第１および第２の方向性結合器のそれぞれは、前記第１および第２の導波管プレートと一体的に形成されている整合負荷（１１９ａ、１１９ｂ）を具備している、請求項３に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１６】
前記第１および第２のハイブリッド結合器はそれぞれ、前記第１および第２の導波管プレートと一体的に形成されている整合負荷（１１８、１１７）を具備している、請求項４に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１７】
１ｍｍから１５ｍｍの範囲内の単一中心波長を有する前記第１および第２の信号を処理するように構成されている、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１８】
第１の中心波長を処理するように構成されている請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の第１の導波管相関ユニット（１００）と、
第２の中心波長を処理するように構成されている請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の第２の導波管相関ユニット（１００）と、を具備しており、
前記第１および第２の導波管相関ユニットの前記第１の導波管プレート（１０２）は、第１のプレート（２０２）と一体的に形成されており、前記第１および第２の導波管相関ユニットの前記第２の導波管プレート（１０１）は、第２のプレート（２０１）と一体的に形成されている、導波管相関装置。
【請求項１９】
導波管相関ユニットを形成するように積層される第１および第２の導波管プレートを製造する方法であって、
前記第１および第２の導波管プレート毎に、前記導波管相関ユニットの導波管パターンのために同一のレイアウトを設計する工程と、
導波管材の第１の部片を導波管材の第２の部片に対し固定的に位置決めする工程と、
前記第１および第２の導波管プレートを形成するために前記導波管パターンを前記第１および第２の部片に同時に転写する工程と、
前記導波管相関ユニットの部品を組み合わせて規定する積層体を形成するために、前記固定位置から前記第１および第２の導波管プレートを離した後に、前記第１および第２の導波管プレートを互いに整合する工程と、
前記整合された積層体を固定する工程と、を具備している方法。
【請求項２０】
前記第１および第２の部片に前記導波管パターンを転写する際に、スルーホールのパターンを形成する工程をさらに具備しており、
前記スルーホールのパターンは、前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれにおいて定義されている対応する軸に対し、前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれにおいて対称である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１および第２の導波管プレートに対し前記導波管相関装置の中央結合プレートを固定的に位置決めする工程と、
前記第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合プレートに前記スルーホールを共通に形成する工程と、をさらに具備している請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１および第２の導波管プレートに対し第１および第２のカバープレートを固定的に位置決めする工程と、
前記第１および第２の導波管プレート並びに前記第１および第２のカバープレートに前記スルーホールを共通に形成する工程と、をさらに具備している請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはマイクロ波などの高周波信号の処理に関し、特には２つの入力信号を高精度に相関付けることに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術並びに研究分野では、その信号対雑音比が極めて小さくなり得る２つの高周波信号間の相関がしばしば必要となる。２つの入力信号間の相関を決定するために、入力信号の量子化と適切なアルゴリズムによるその処理とを含む一般的な信号処理技術を適用することができるが、ミリ波長領域の帯域に対する高レベルの精度は、処理すべき大量のデータとそれに伴う量子化誤差のために達成するのが極めて難しいと考えられる。従って、（特にはマイクロ波の）偏波状態の調査、人体または景色からの散乱波の調査を必要とするアプリケーションあるいは他の任意の偏波測定のアプリケーションでは、高周波信号のアナログ処理は有利であろう（特にリアルタイム検出が必要な場合）。２つの入力信号間の相関を決定する実例は、宇宙の初期状態に関する貴重な情報をもたらし得る宇宙マイクロ波背景放射の偏波の測定と決定であろう。しかしながら極めて重要ではあるが、宇宙マイクロ波背景偏波はかなり弱く従ってその測定はマイクロ波とミリ波領域の両方において高精度な偏波計を必要とする。従って極めて弱い宇宙マイクロ波背景偏波信号は、長い積分時間と良好な瞬間的感度を可能とするための高度の測定安定性に加え、系統的信号と擬似的信号を低減するように構成された計器を必要とする。例えば空の偏波観察用の気球搭載型放射計は宇宙マイクロ波背景放射の線形偏波放射を測定するように設計された実験装置である。この実験装置の設計は３０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚ領域の電波偏波計に基づいており、系統的影響を低減するとともにストークスパラメータＱ、Ｕ測定において高純度を有するように最適化される。この実験装置では、フィードホーンにより収集された２つの円偏波は偏波器および直交モード変換器（ｏｒｔｈｏ−ｍｏｄｅ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：ＯＭＴ）により抽出される。ＨＥＭＴにより増幅された後、生成された信号は、パラメータＱ、Ｕ（右回り偏波電界ベクトルと、左回り偏波電界ベクトルの複素共役との積の実数部および虚数部により与えられる）を同時に得るように相関ユニットにより相関付けられる。宇宙マイクロ波背景放射の偏波部を測定する場合に、極めて低い信号対雑音比に対してもパラメータＱ、Ｕを提供するために必要な精度を得るためには、周波数変換することなく高周波で動作すると同時に、非偏波の不要な成分をパラメータＱ、Ｕの値にむやみに取り込まずに積ＡＢ＊の大きさと位相を提供する相関ユニットが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って本発明の目的は、上述の問題の一つまたは複数を回避するかあるいは少なくともその影響を低減するとともに２つの高周波入力信号Ａ、Ｂの積ＡＢ＊の大きさと位相を決定することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によると、上記目的は、第１の信号を受信するための第１の入力結合器（ｉｎｐｕｔ  ｃｏｕｐｌｅｒ）を含む第１の導波管プレート（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｐｌａｔｅ）と、さらに複数の第１の出力結合器を含む導波管相関ユニットにより解決される。また、導波管相関ユニットは、第２の信号を受信するための第２の入力結合器を含む第２の導波管プレートと、さらに複数の第２の出力結合器をさらに含み、該第１と第２の導波管プレートは同じレイアウト構成を有する。また、第１導波管プレートと第２の導波管プレートとともに積層構造体を形成するために第１と第２の導波管プレートとの間に中央結合層（ｃｅｎｔｒａｌ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）が配置される。
【０００５】
従って、前述のように、本発明の導波管相関ユニットは、中間の中央結合層を備えた２つの導波管プレートの積層体として構成される。この２つの導波管プレートは同一のレイアウト構成を有するので、該導波管プレートを製造する際と、導波管相関ユニットを通過後の第１と第２の信号から得られる出力信号内に取り込まれ得る何らかの「汚染（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）」を高い「同相モード除去性能」により著しく低減するように信号処理する際に非常に有利となり得る高い対称性を提供する。
【０００６】
好適な実施形態では、第１と第２の導波管プレートは第１と第２の導波管フィルタをそれぞれ含み、該第１の導波管フィルタは第１の入力結合器に結合され第２の導波管フィルタは第２の入力結合器に結合される。
【０００７】
従って第１と第２の導波管フィルタは、２つの入力信号を相関付けるように構成されることに加え、導波管フィルタにより定義されるストップバンド内のすべての信号を効果的に除去することにより測定帯域を正確に定義する可能性をもたらす。このため実際の相関処理の効率を格段に向上させることができる。
【０００８】
さらに好ましい実施形態では、導波管相関ユニットはさらに第１の方向性結合器（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｃｏｕｐｌｅｒ）と第２の方向性結合器を含み、該第１と第２の方向性結合器は第２と第１の出力結合器のいずれか一つにそれぞれ結合されており、さらに第１と第２の信号を表す第１と第２の監視信号を供給するように構成される。
【０００９】
従って、第１と第２の信号の信号レベルは、例えば二次特性を有するダイオードなどの適切な検出器装置を備えることにより監視することができ、一方、第１と第２の信号の残りの部分は、それぞれの監視信号との過度のやり取りなしに相関ユニットにより処理することができる。
【００１０】
さらに好適な実施形態では、導波管相関ユニットは、さらに、第１の信号の一部分を受信するように構成された第１のハイブリッド結合器と第２の信号の一部分を受信するように構成された第２のハイブリッド結合器とを含み、該第１と第２のハイブリッド結合器のそれぞれは、相関ユニットにおけるさらなる処理のために第１と第２の信号の部分の第１と第２の部分をそれぞれ供給する。例えば、第１と第２のハイブリッド結合器は、それぞれの監視信号の分離後に得られる第１と第２の信号の部分を受信することができる。ハイブリッド結合器として、あるいは例えば従来の導波管装置において頻繁に見られるようなパワー分割器（ｐｏｗｅｒ  ｓｐｌｉｔｔｅｒ）として設けられる方向性結合器の設置により、第１と第２のハイブリッド結合器のそれぞれにより出力される２つの分岐信号間の高レベルのデカップリングを達成することができる。従って、各ハイブリッド結合器のそれぞれの分岐信号（第１と第２の信号の所望の合成を提供するためにさらに合成操作される）間のクロストークの低減により、得られる個々の分岐信号間の干渉は著しく低減されたものとなる。
【００１１】
さらに好適な他の実施形態によると、導波管相関ユニットは、さらに第１と第２の信号の部分の第１の部分を受信するように構成された第３のハイブリッド結合器を含む。また、第２の信号の部分の第２の部分を受信するように構成された移相器が設けられ、上記位相シフトされた第２の部分と第１の信号の部分の位相シフトされなかった第２の部分とを受信するように構成された第４のハイブリッド結合器が設けられる。
【００１２】
従って所要の第１と第２の信号の合成は第３と第４のハイブリッド結合器により実現され、上記追加の移相器は、９０度移相器として設計された場合、第１の信号と９０度位相シフトされた第２の信号との和と差だけでなく第１と第２の信号の和と差の所望の合成をもたらす。こうして、当該出力信号は二次特性のダイオードに供給され、その後２つの差動増幅器により増幅され、第１と第２の信号の所望の相関積の平均値の実数部と虚数部を提供する。
【００１３】
さらに好ましい実施形態では、第１の導波管プレートは空間的な１８０度の回転以外は第２導波管プレートと同一である。従って第１と第２の導波管プレートは高い機械精度技術により同時に実現することができ、超短波についても、すべての相関外項（ｏｕｔｅｒ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｓ）に対する高い除去性能を保証する。
【００１４】
さらに好適な実施形態では、第１と第２の導波管プレート内の複数の導波管部のそれぞれは矩形断面を有する。従って様々な回路部品を形成する導波管部の単純な幾何学的構成により、全体のレイアウトは導波管プレートの製造に関し単純で従って効率的なものとすることができ、これにより最終的に得られる導波管相関ユニットの機械的精度をさらに向上させる。
【００１５】
別の実施形態では、導波管部は、第１と第２の導波管プレートにより定義されるＥ面内の複数のレベルに配置される。
【００１６】
このため、複数の「積層」レベルにおける各導波管プレート内に導波管相関ユニットの様々な回路素子を配置することにより、非常にコンパクトなユニットの全体設計を実現することができ、広範なアプリケーションが可能となる。
【００１７】
一つの例示的実施形態では、導波管部は５つのレベルに配置される。こうして非常にコンパクトな装置を提供することができ、Ｋａ帯（３２ＧＨｚ）で動作するユニットでは２５７ｍｍ×８２ｍｍ×２１ｍｍの寸法が得られる。
【００１８】
さらに好ましい実施形態では、導波管相関ユニットは、さらに、第１の導波管プレートに取り付けられた第１のカバープレートと第２の導波管プレートに取り付けられた第２のカバープレートを含み、第１のカバープレートは第１の入力結合器と複数の第１の出力結合器とに接続された、第１のカバープレートに形成されたフランジを有し、第２のカバープレートは第２の入力結合器と複数の第２の出力結合器とに接続された、第２のカバープレートに形成されたフランジをその上に形成した。
【００１９】
カバープレートの設置により、それぞれの導波管部品の外壁を設けることができ、同時に、接続性については基準装置との高い互換性が維持されるように導波管結合器などの標準的な機能素子を設けることができる。加えて装置のコンパクト性向上が達成され、本発明の導波管相関ユニットを形成するために効率的な製造手順を適用することができる。
【００２０】
さらに好適な実施形態では、第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合ユニットの三者間の相対位置を固定するための、第１および第２の導波管プレート並びに中央結合層を少なくとも貫通して延在している複数のスルーホールをさらに含む。
【００２１】
複数のスルーホールにより、積層された導波管プレートと中央結合層との間の接触圧が一様になることが保証され、これにより同相モード信号または自己相関項の所要除去性能を提供するように高い機械精度を保証する。
【００２２】
別の実施形態では、複数のスルーホールは、第１と第２の導波管プレートのそれぞれにおいて定義された対称軸に対し対称に第１と第２の導波管プレートのそれぞれに配置される。
【００２３】
スルーホールの対称構成は、導波管プレートを互に１８０度回転した後の組立工程を可能にする。例えば、最終的な導波管積層体を形成するために導波管プレートを互いに整合させるために、１８０度回転の回転軸と平行な対称軸を定義することは非常に有利である。こうして共通の製造工程において、回転軸に対して対称的に配置されたスルーホールを同時に製造することができる。
【００２４】
さらに好ましい実施形態では、複数の導波管フィルタのそれぞれはＥ面不連続部の縦続接続から成る。その結果、高いストップバンド阻止性能は導波管フィルタの単純な幾何学的構成により実現することができる。これにより例えば縦続接続された不連続部は、方形キャビティーなどの同一幾何学的構成を有するように設計することができるので個々の導波管部品の全体機械精度に大きく貢献する。
【００２５】
一つの例示的実施形態では、第１と第２の方向性結合器のそれぞれは第１と第２の導波管プレートと一体的に形成された整合負荷を含む。この構成により方向性結合器はそれぞれの信号の所望部分を分岐するように設計することができるが、それにもかかわらず対応する負荷材料はそれぞれの導波管プレート内に一体化されるのでコンパクト設計が可能となる。
【００２６】
別の例示的実施形態では、第１と第２のハイブリッド結合器のそれぞれは第１と第２の導波管プレートと一体的に形成された整合負荷を含む。
【００２７】
第１と第２の方向性結合器に関し指摘したように、この場合においてもそれぞれの導波管プレート内に負荷材料を一体化することにより効率的かつコンパクトな設計を得ることができる。
【００２８】
別の実施形態では導波管相関ユニットは３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の中心波長を有する第１と第２の信号を処理するように構成される。その結果、それぞれの導波管部または導波管部品は任意の適切なマイクロ波帯に容易に適合させることができるので、本発明の導波管相関ユニットは様々なアプリケーションに有利に適用することができる。このため導波管プレートの対称構成による任意の機械的不確定要素の低減により達成される高精度性と相まった全体的なコンパクト設計は、所要の高い同相モード除去性能をもたらす。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、導波管相関装置は、上記実施形態のいずれかによる第１の導波管相関ユニットを含み、該第１の導波管相関ユニットは第１の中心波長を処理するように構成される。さらに、導波管相関装置は上記実施形態のいずれかによる第２の導波管相関ユニットを含み、該第２の導波管相関ユニットは第２の中心波長を処理するように構成される。これによって、第１と第２の導波管相関ユニットの第１の導波管プレートは一体的に形成され、また第１と第２の導波管相関ユニットの第２の導波管プレートも一体的に形成される。
【００３０】
その結果、この構成により、高精度でコンパクトな導波管相関装置を提供することができ、同一の中心波長を有するかあるいは異なる中心波長を有し得る複数の信号の処理を可能にする。様々な導波管プレートは一体的に形成されるので、機械的な不確定要素に対し高精度を達成することができるとともに、原理的には、同じ製造手順は、導波管部品により処理されなければならない同じまたは異なる波長の信号の数にかかわらず様々な導波管部品に適用することができる。
【００３１】
さらに本発明の別の態様によると、導波管相関ユニットを形成するために積層される第１と第２の導波管プレートを製造する方法が提供される。本方法は、第１と第２の導波管プレート毎に導波管相関ユニットの導波管パターンのために同一のレイアウトを設計する工程を含む。さらに、導波管材の第１の部片は導波管材の第２の部片に対し固定的に位置決めされ、その後、導波管パターンは第１と第２の導波管プレートを形成する上記第１と第２の部片に同時に転写される。さらに、第１と第２の導波管プレートは、導波管相関ユニットの部品を組み合わせて規定する積層体を形成するために、上記固定位置から離した後に互いに整合される。最後に、整合された積層体は固定される。
【００３２】
先に指摘したように、入力信号の実数部と虚数部の積の正確な測定を可能にするためには、導波管部品の高い機械的精度と対称性は、宇宙マイクロ波背景放射の非偏波部分のような同相モード信号の高い除去性能を提供するために必要である。第１と第２の導波管プレートの当該導波管パターンの同一レイアウトにより、導波管プレートの中間位置変更なしに共通の製造工程を適用することができ、「重ね合わせ（ｏｖｅｒｌａｙ）」精度、従って最終的に得られる積層構造体の機械的精度を向上させることに大きく貢献する。例えば、第１と第２の信号のそれぞれを処理するために設けられる少なくとも導波管相関ユニットの部品が実質的に同一の形状と寸法を有し、これにより導波管相関ユニット内のアナログ信号処理中のいかなる非対称的な影響も著しく低減するように導波管材の部片を積み重ねることができ、その後、共通の工程において例えばワイヤ放電加工機によりパターン化することができる。
【００３３】
さらに好ましい実施形態では、本方法は、さらに、第１と第２の部片に導波管パターンを転写する際にスルーホールのパターンを形成する工程を含み、この工程では、スルーホールのパターンは、第１と第２の導波管プレートのそれぞれにおいて定義された対応する軸に対し、第１と第２の導波管プレートのそれぞれにおいて対称である。
【００３４】
スルーホールの対称構成により、積層構成を形成するための第２の導波管プレートの１８０度の回転が可能になる。換言すれば、スルーホールの配置の対称軸は、第１と第２の導波管プレートを固定位置から整合された積層位置へ移動するために実質的に回転軸に一致するように選択される。こうして、機械的な製造誤差内においても高レベルの対称性を維持しながら２つの導波管プレートを同時に製造することができる。
【００３５】
さらに好適な実施形態では、本方法は、さらに、導波管相関ユニット用の中央結合プレート（ｃｅｎｔｒａｌ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）を第１と第２の導波管プレートに対し固定的に位置決めする工程と、第１と第２の導波管プレート内および中央結合プレート内に複数のスルーホールを共通に形成する工程とを含む。
【００３６】
導波管プレートを固定位置から整合位置または積層位置にするために使用される回転軸に対するスルーホールのパターンの対称配置のおかげで、スルーホールもまた中央結合プレート内に共通に形成され、最終的に積層される構造体の全体機械精度に大いに貢献することができる。
【００３７】
さらに好適な実施形態によると、本方法は、さらに、第１と第２の導波管プレートに対し、第１と第２のカバープレートを固定的に位置決めする工程と、第１と第２の導波管プレートと第１と第２のカバープレート内にスルーホールを共通に形成する工程とを含む。
【００３８】
その結果、それぞれの導波管部品の外壁を形成することができるカバープレートもまた共通の製造工程において対応するスルーホールを受け入れることができるので、全体の製造工程を通じて高い機械的精度を維持することができる。導波管パターンとスルーホールのパターンを形成するための全パターニング工程中、導波管プレートを移動しなくてもよいので有利である。
【００３９】
本発明のさらに有利な実施形態は、添付の請求範囲と、添付図面を参照した以下の詳細な説明において説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
先に説明したように、例えばそれらの偏波状態に関し、２つの入力信号の相関の高速かつ正確な測定にとって、入力信号（以降信号Ａ、信号Ｂと呼ぶ。アンテナからの２つの円偏波出力を表してよい。）に基づいて偏波のストークスパラメータＱ、Ｕを同時に測定することは非常に有利である。この場合、平均積ＡＢ＊の実数部と虚数部は、下記式に従ってパラメータＱ、Ｕにそれぞれ対応する。
【数１】
2009508375.tif 000003
式（１）では、量｜Ａ｜２と｜Ｂ｜２はキャンセルにより除去される。また、これらの２つの量のレベルは、偏波成分よりはるかに大きい非偏波成分により実質的に定義される。従って本発明による相関ユニットは、同相モード信号（すなわち自己相関項）に対し非常に高い除去性能を有するように設計される。これは機械的不確定要素が著しく低減された導波管構造体を設けることにより達成され、３ｍｍの領域における波長に関しても自己相関項に対し高い除去性能を保証する。
【００４１】
図１Ａ〜図１Ｈと図２を参照し、本発明のさらなる例示的実施形態について次に詳細に説明する。
【００４２】
図１Ａには、導波管相関ユニット１００を含むシステム１５０を概略的に示す。導波管相関ユニット１００は、対応する導波管部または部品（図１Ａに図示しないが後で図１Ｃ〜図１Ｇに関しさらに詳細に説明する）が形成された第１の導波管プレート１０２と第２の導波管プレート１０１を含む。第１と第２の導波管プレート１０２、１０１は積層された構成で配置され、中央結合プレート１０３はその間に配置され、該中央結合プレート１０３は第１と第２の導波管プレート１０２、１０１の間の信号結合を可能にするように、対応する開口部を含む。さらに、第１の導波管プレート１０２に取り付けられた第１のカバープレート１０５と第２の導波管プレート１０１に取り付けられた第２のカバープレート１０４は、対応する導波管プレート１０１と１０２の外壁として機能し、また第１の信号Ａと第２の信号Ｂを受信するための対応する入力結合部１０６ａ、１０６ｂの設置を可能にする。結合部１０６ａ、１０６ｂは、第１の信号Ａと第２の信号Ｂを供給するための任意の標準的導波管長への接続を可能にするように標準的な導波管コネクターの形式で設けることができる。さらに、第１のカバープレート１０５は複数の出力結合部１０７ａ、１０８ａ、１０９ａをその上に形成することができ、第２のカバープレート１０４は同様に対応する出力結合部１０７ｂ、１０８ｂ、１０９ｂを含むことができる。例えば、標準的な方形導波管は、Ｋ帯（２２ＧＨｚ）のＷＲ４２、Ｋａ帯（３２ＧＨｚ）のＷＲ２８、Ｑ帯（６０ＧＨｚ）のＷＲ１５、Ｗ帯（９０ＧＨｚ）のＷＲ１０などの結合部１０６ａ，．．．，１０９ａ、および１０６ｂ，．．．，１０９ｂ用に使用することができる。図示の実施形態では、第１の信号Ａと第２の信号Ｂは、導波管相関ユニット１００が当該出力結合部１０８ａ、１０８ｂにそれぞれの出力信号Ａ＋ｉＢ、Ａ−ｉＢ（これらの信号はまたＣ１、Ｃ２とそれぞれ呼ばれる）を供給することができるように二重円偏波性を有するアンテナ（図示せず）などの前段並びに後段の偏波器及びＯＭＴ装置からの出力信号を表すことができる。同様に、それぞれの出力信号Ａ＋Ｂ、Ａ−Ｂ（これらの信号はまたＣ３とＣ４と呼ばれる）を出力結合部１０９ａ、１０９ｂそれぞれに供給することができる。出力結合部１０７ａ、１０７ｂは入力信号Ｂ、Ａの一部（対応する出力信号はまたＰＢとＰＡと呼ばれる）をそれぞれ供給することができる。従って結合部１０７ａ、１０７ｂは、例えば信号ＰＢ、ＰＡのそれぞれに対し二次特性を有する検出器ダイオードを備えることにより対応する入力信号Ｂ、Ａの監視を可能にする。また、相関装置１５０はさらに第１の差動増幅器１５１と第２の差動増幅器１５２を含み、該第１の差動増幅器１５１は二次特性を有する対応するダイオード１５３を介し出力結合部１０９ａ、１０９ｂに結合される。同様に、第２の差動増幅器１５２は二次特性を有する対応するダイオード１５４を介し出力結合部１０８ａ、１０８ｂに結合される。従って差動増幅器１５１の出力は方程式（１）によるパラメータＱを供給し，第２の差動増幅器１５２の出力は方程式（１）によるパラメータＵを供給することができる。
【００４３】
図１Ｂには、本発明の一例示的実施形態による、図１Ａに示す導波管相関ユニット１００の概略スキームを示す。
【００４４】
図からわかるように、それぞれの入力信号Ａ、Ｂの和と差は、第３と第４の方向性結合器１１２、１１３と組み合わせた第１と第２の方向性結合器１１４、１１５と、第２の方向性結合器１１５の一出力と第４の方向性結合器１１３の第１の入力との間に設けられた移相器１１６とにより得られる。さらに、導波管相関ユニット１００の動作帯域を定義するように適切に寸法決めされた第１と第２の導波管フィルタ１１０ａ、１１０ｂを設けることができる。さらに、方向性結合器形式の第１と第２のパワー分割器１１１ａ、１１１ｂは、出力結合部１０７ｂ、１０７ａそれぞれにおける２つの入力信号ＰＡ、ＰＢの強度の検出を可能にするように設けることができる。
【００４５】
相関ユニットの動作中、それぞれの入力信号Ａ、Ｂは対応する入力結合部１０６ａ、１０６ｂに供給することができる。対応する導波管フィルタ１１０ａ、１１０ｂは入力信号を受信し、すべての不要周波数成分を著しく抑制し、これにより相関ユニット１００が設計される対象の測定帯域を正確に定義するようにストップバンド内で高い除去性能を提供する。上に説明したように、特定のアプリケーションに依存するが、約３ｍｍ〜１５ｍｍの波長領域内のマイクロ波放射はユニット１００により好都合に処理され、従ってユニット１００はこの特定波長配置における高感度な偏波測定に非常に好都合となる。但し、本発明の原理は、また、上に規定された波長以外にも適用され得ることを十分に理解すべきである。当該導波管フィルタ１１０ａ、１１０ｂにより出力される濾波信号Ａ、Ｂは、当該整合負荷１１９ａ、１１９ｂをそれぞれ含むように構成された方向性結合器１１１ａ、１１１ｂに供給される。整合負荷１１９ａ、１１９ｂは、図１Ｃ〜図１Ｅを参照してさらに詳細に説明されるように当該導波管プレートに一体化される。方向性結合器１１１ａ、１１１ｂは、当該監視信号ＰＡ、ＰＢを分岐するための２つの９ｄＢ方向性結合器として表すことができる。次に、出力結合部１０７ａ、１０７ｂで用いることができる監視信号ＰＡ、ＰＢは、それぞれ、図１Ａに例示したダイオード１５３、１５４などの二次特性を有するダイオードそれぞれにより検知することができる。Ａ０、Ｂ０として示す、残りの信号部分は、第１と第２の方向性結合器１１４、１１５にそれぞれ供給され、好ましくは実質的に同一な部分に分割される。結合器１１４、１１５は好ましい一実施形態では、ハイブリッド結合器１１４のＡ１、Ａ２、ハイブリッド結合器１１５のＢ１、Ｂ２として表される２つの信号分岐間の高レベルのデカップリングを実現するために、２つの３ｄＢ方向性結合器（すなわちパワー分割器としてではなくハイブリッド結合器）として設けられる。また、この場合、方向性結合器１１４、１１５は、それぞれの整合負荷１１８、１１７をそれぞれ組み込んでいるが、後でさらに詳細に説明されるように整合負荷１１８、１１７は対応する導波管プレートと一体的に形成することもできる。方向性結合器１１４により供給される出力信号Ａ１、Ａ２は、第３および第４の方向性結合器、すなわちハイブリッド結合器１１２、１１３の第１の入力に供給され、同様に方向性結合器１１５により供給される出力信号Ｂ１、Ｂ２は、結合器１１２、１１３のそれぞれの第２の入力に供給される。したがって信号Ａ２、Ｂ２は移相器１１６を介してハイブリッド結合器１１３に供給され、出力信号Ａ１、Ｂ１は直接に（つまり位相シフトなしに）結合器１１２の入力にそれぞれ供給される。結合器１１２は、Ａ＋ｊＢ、Ａ−ｊＢにそれぞれ比例する出力信号Ｃ３、Ｃ４を生成するように３ｄＢ結合器の形式で設けることができる。同様に、結合器１１３は、それぞれＡ＋Ｂ、Ａ−Ｂに比例する出力信号Ｃ１、Ｃ２を生成するための３ｄＢ結合器として設けることができる。前に検討したように、入力信号Ａ、Ｂの自己相関項の非常に高い除去性能は、導波管相関ユニット１００の高い対称配置を備えることにより得られる。対称配置、すなわち導波管プレート１０１、１０２の同一構成（図１Ａ参照）は、個々の導波管部品による高い対称性信号「処理」を実現するように機械的不確定要素を著しく低減する結果をもたらす。さらに、導波管相関ユニット１００の設計は、Ｋ帯などの「低い」周波数範囲におけるアプリケーションに関しては所要の容積（ｖｏｌｕｍｅ）が容易に実現できるように確立され、同時に高周波アプリケーションに関しては所要の高い機械的精度が保証されるように確立される。
【００４６】
図１Ｃには、図１Ａに模式的に示され、図１Ｂに例示された部品を有する導波管相関ユニット１００の例示的な実施形態の斜視図を概略的に示す。ユニット１００は、入力信号Ａを受信するための入力結合部１０６ａに対応する側から示されている。最終的には、出力結合部１０８ａ、１０７ａ、１０９ａはカバープレート１０５に取り付けられ、次にカバープレート１０５は第１の導波管プレート１０２に取り付けられる。図１Ｂに示すクロス状の構成（すなわち四象限Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶから成る）は、第２象限と第４象限が第１の導波管プレート１０２と当該カバープレート１０５とにおいて形成されるように実現され、一方、第１象限と第３象限は第２の導波管プレート１０１と当該カバープレート１０４とにおいて実現される。中央結合プレート１０３は第１と第２の導波管プレート１０１、１０２との間に配置され、所要のＨ面不連続部を設けるための当該の結合用開口部（図１Ｃでは図示せず）を含む。図１Ｃに示される導波管相関ユニット１００は、上記特定波長領域において動作するように設計することができ、Ｋａ帯（３２ＧＨｚ）で動作する一つの例では長さ、幅、高さがそれぞれ２５７ｍｍ、８２ｍｍ、２１ｍｍの寸法を有することができる。
【００４７】
同様に、図１Ｄには、入力結合部１０６ｂに対応する側からの導波管相関ユニット１００の斜視図を概略的に示す。従って図１Ｄでは、当該の出力結合部１０８ｂ、１０７ｂ、１０９ｂを識別することができる。
【００４８】
図１Ｅには、図１Ｃ、図１Ｄに示される導波管相関ユニット１００の分解斜視図を概略的に示し、ここでは積層構造の様々なプレートのそれぞれを見ることができる。また、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１に形成された矩形導波管部が示され、プレート１０２、１０１の構成は１８０度回転を別にすれば同一である。また、両方のプレート１０２、１０１が適切な金属シート材または導電性シート材に基づいた高効率な手法で形成されるように、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１は一定かつ同一の厚さを有することができる。さらに、後でさらに詳細に説明されるように複数の矩形の開口部を含む中央結合プレート１０３を見ることができ、該中央結合プレート１０３の厚さは、上記特定波長領域に対する特定の適応を要求することなく約０．１ｍｍに選択することができる。
【００４９】
図１Ｆと図１Ｇを参照し、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１の導波管部および部品と中央結合プレート１０３とについて次に詳細に説明する。
【００５０】
図１Ｆには、図１Ｃ〜図１Ｅに示す導波管相関ユニット１００用の第１と第２の導波管プレート１０２、１０１の平面図を概略的に示す。図１Ｆの下の部分は、矩形断面を有する複数の導波管部をその中に形成した第１の導波管プレート１０２を例示し、図１Ｆの上の部分は第２の導波管プレート１０１を表す。
【００５１】
導波管プレート１０２の左手側には、入力結合部１０６ａに対応する矩形開口部が形成される。図１Ｆでは図示されないが、当該開口部は、また、図１Ｃに見られるように第１の導波管プレート１０２に取り付けられる当該カバープレート１０５内に形成されるということを十分に理解すべきである。図１Ｂにおいて、入力結合部１０６ａから図１Ｆに示すプレート１０２におけるそれぞれの矩形開口部までの対応する信号経路は濃い矢印で象徴され、これは、入力結合部１０６ａを下流の導波管フィルタ１１０ａに接続するように実質的にＬ字形の接合であることを示す。また、図１Ｂでは、直接信号接続は白い矢印で示され、ｃ字形の接続は点線の矢印で示される。フィルタ１１０ａは、Ｅ面不連続部により形成される方形キャビティーの縦続接続の形式で設けることができ、本例では、フィルタ１１０ａを形成するために１３個の方形キャビティー１２２が設けられる。後に続く概ねヘビ状の導波管部の直線部分は、第２の導波管プレート１０１における対応する平行部分と中央結合層１０３のそれぞれの矩形のＨ面開口部と相まって方向性結合器１１１ａを形成する。便宜上、中央結合プレート１０３における結合用開口部は、第１と第２の導波管プレート１０２における対応する導波管部品と同じ参照符号により表される。
【００５２】
方向性結合器１１１ａの整合負荷１１９ａは、第２の導波管プレート１０１に一体的に形成することができ、ＥＣＯＳＯＲＢ  ＭＦ−１９０材料から作ることができる。ｃ字形の接続により、第１の導波管プレート１０２における別の直線導波管部分はハイブリッド結合器１１４の一部分を表し、一方、他の部分は中央結合プレート１０３に形成された対応するＨ面の矩形開口部とともに第２の導波管プレート１０１の導波管部の対応する直線部分により表される。ハイブリッド結合器１１４の整合負荷１１８は第２の導波管プレート１０１において実現され、上に規定した材料と同じ材料から作ることができる。第１の導波管プレート１０２内の部分１１１ａと部分１１４との間のｃ字形の接続による対応する信号伝播は、図１Ｂの第２象限の破線の矢印として示される。別のｃ字形の遷移部は、第１の導波管プレート１０２のハイブリッド結合器１１４を第３のハイブリッド結合器１１２の対応する部分に接続し、該ｃ字形の遷移部は、また、第２象限の結合器１１４と１１２とを接続する破線の矢印として図１Ｂに示される。同様に、ハイブリッド結合器１１２の他の部分は、第２の導波管プレート１０１の対応する直線部分と中央結合プレート１０３の対応する矩形の開口部とにより実現される。また、第１の導波管プレート１０２の結合器１１２の部分は、出力信号Ｃ３を供給するための対応する出力結合部１０９ａに接続することができる。ハイブリッド結合器１１２に属する導波管部の左側の同じレベルに形成されるのは、第１の導波管プレート１０２の出力結合部１０８ａで終端するハイブリッド結合器１１３の一方の分岐を有する導波管部であり、一方、ハイブリッド結合器１１３の他方の分岐は第２の導波管プレート１０１の出力結合部１０８ｂで終端する。中央結合プレート１０３の対応する矩形開口部はまた図１Ｇに例示される。
【００５３】
一レベル下の、第１の導波管プレート１０２の右側には、図１Ｂの第４象限に属するハイブリッド結合器１１５の分岐が配置される。また、整合負荷１１７は、第１の導波管プレート１０２において実質的に垂直に上方に延在する。同様に、第２の導波管プレート１０１では、結合器１１５の対応する分岐は、別のｃ字形の接続により結合器１１２の対応する分岐に接続される。中央結合プレート１０３の対応する結合用開口部はまた図１Ｇに示される。第１の導波管プレート１０２のハイブリッド結合器１１５に直接接続されるのは、９０度の差分位相シフトを与えるように設計された移相器１１６に属する導波管部である。図１Ｆに示すように、該移相器は、第２の導波管プレート１０１の矩形開口部形式のＨ面スタブの縦続接続により実現される。また、図１Ｇに示されるように、結合用開口部の対応するパターンもまた当然ながら中央結合プレート１０３に設けられる。最後に、第１の導波管プレート１０２の最下位レベルには、方向性結合器１１１ｂの対応する分岐が設けられ、対応する出力結合部１０７ａにおいて終端する。一方、この導波管部の反対端には整合負荷１１９ｂが設けられる。同様に、第２の導波管プレート１０１ではハイブリッド結合器１１１ｂの対応する分岐は、導波管フィルタ１１０ｂに直接に接続され、次に導波管フィルタ１１０ｂは入力結合部１０６ｂに接続される。軸Ｓのまわりに第１または第２の導波管プレートを１８０度回転させることにより第１の導波管プレート１０２が第２のプレート１０１と一致するように構成されるようにすべての部品は図１Ｆに示す軸Ｓに対して対称的であるので、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１内に形成される導波管部は同一の構成を有するということを理解すべきである。従って、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１は１８０度の回転を別にすれば同一であると考えてよい。
【００５４】
図１Ｃ〜図１Ｅに示される導波管相関ユニット１００を組み立てるために、図１Ｆに描かれる第１の導波管プレート１０２には、図１Ｆに示す様々な部品が第２の導波管プレート１０１のそれぞれの部品と一致するように矢印Ｔにより示す移動を施すことができる。このとき中央結合プレート１０３は第１と第２の導波管プレート１０２、１０１との間に配置される。様々な導波管部の実質的にヘビ状の構成により、非常にコンパクトな構造が得られるということを理解されたい。図示の実施形態では、全体の構成は、導波管プレート１０２、１０１のそれぞれの面内の５つの異なるレベルに設けられると考えてよい。他の実施形態では、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１の対称性が維持される限り、異なる幾何学的形態を選択してもよい。例えば、３つのレベルの構成を備えてもよく、これによりユニット１００の長さを著しく増加させるがその高さを低減する。
【００５５】
第１と第２の導波管プレートを同一部品として設計することにより、すべての機械的不確定要素を著しく低減する可能性を与える。これは、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１は単一の共通の製造工程において形成することができ、この製造工程中、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１間の相対的移動を回避することができるからである。従って、第１と第２プレート１０２、１０１の製作中、特定波長領域に対する適切な寸法を有する方形導波管部品を形成するために必要な一定の厚さを有する適切な導電性材は、単一かつ共通の工程において第１と第２のプレート１０２、１０１の導波管部の製作を可能にするように適切に位置決めされ得る。例えば、２枚の同一の導波管材は、いかなる機械的動きも回避するように積層し固定することができ、次にワイヤ放電加工機などの任意の適切な道具により処理することができる。これにより第１と第２の導波管プレート１０２、１０１における実質的に同一の導波管部を同時に設ける。ここでは機械加工変動と処理変動による目標寸法または設計寸法からのいかなる偏差も、両方の導波管プレートにおいて実質的に同様に発生し得るので、最終ユニット１００において高い対称性を依然として維持する。他の例では、対応する切断工具が２つの機械的に結合された切削ヘッドを自身に組込んだ（従ってより良く同期し同時に移動することにより実質的に同一の導波管部を形成する）場合、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１は一枚の導波管材から形成することができる。
【００５６】
一つの好適な実施形態では、複数のスルーホール１２０は、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１内に、そしてそれぞれのカバープレート１０５、１０４だけでなくまた中央結合プレート１０３内にも設けられる。該スルーホール１２０は、導波管相関ユニット１００を高い機械精度で組み立てるために設けることができる。これは、導波管相関ユニット１００のいくつかのプレートを組み立てる際の全誤差が、スルーホール１２０の数が増加してユニット１００の組み立て後に実質的に均一な圧力が生成されると著しく低減され、これにより高度の金属的連続性を維持するためである。さらに、一つの好ましい実施形態では、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１、中央結合プレート１０３、それぞれのカバープレート１０４、１０５内のスルーホール１２０は、製造プロセス中に一つまたは複数のそれぞれのプレートの機械的再位置決めを実質的に一切必要とすることなく共通の製造工程で形成することができる。例えば、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１の両方が互いに固定的に位置決めされる共通の製造工程において両プレートの様々な導波管部を形成した後、中央結合プレート１０３用およびカバープレート１０４、１０５用の適切なシート材を積層し固定することができる。その後、スルーホール１２０は、単一の製造工程で形成することができ、これにより各プレートにおいて実質的に同じやり方によりスルーホール１２０を設け、多数のスルーホールに対する高い重ね合わせ精度を実現し、また各プレートのそれぞれのスルーホールの均一性を高める。第１と第２の導波管プレート１０２、１０１は、導波管相関ユニット１００の組み立てのために積層されるように共通の製造工程の後に１８０度回転されなければならないので、スルーホール１２０のパターンは対称的なパターンとして形成されることが好ましく、対称軸１２１は、回転軸Ｓと平行になるように定義される。その結果、例えば、第２の導波管プレート１０１のスルーホール１２０ａは、第１の導波管プレート１０２のスルーホール１２０ｂと共通に形成することができ従って最終的な組み立て状態に対応しないが、それにもかかわらず１８０度の回転の後ですら対応するスルーホール１２０ａ、１２０ｂは実質的に同一となるように、多数のスルーホール１２０の各製造工程は極めて類似しているものと想定することができるので、高い機械的精度が得られる。さらに、先に説明したように、極めて多数のスルーホール１２０は様々な部品同士間の一様な接触を与え、従って導波管相関ユニット１００の優れた性能に大きく貢献する。
【００５７】
導波管相関ユニット１００の動作振る舞いと性能を評価するため、ストークスパラメータを与える伝達関数を得るために導波管相関ユニット１００の分散パラメータの測定を行なった。ダイオード１５３と差動増幅器１５１、１５２（図１Ａ参照）の理想的な振る舞いを仮定すると、その積分値が関連データを与えるストークスパラメータ伝達関数のスペクトル分布を定義することができる。この目的を達するために、以下の量を考察することができる。
【数２】
2009508375.tif 000004
ここで、図１Ｂを参照すると、ＳｋａとＳｋｂは導波管相関ユニットの分散パラメータである。
【００５８】
Ｃ２からＣ１を減じ、Ｃ３からＣ４を減ずることにより、次式を得る。
【数３】
2009508375.tif 000005
ここで、
【数４】
2009508375.tif 000006
上記式により定義される８つの伝達関数は、ｋ＝１、２、３、４を有する分散パラメータＳｋａとＳｋｂの測定により得られる。
【００５９】
図１ＨはストークスパラメータＱ、Ｕの評価に対応する８つの伝達関数を示し、すべての伝達関数は、Ｋａ波長帯で動作するように設計された導波管相関ユニット１００の測定から得られた。図１Ｈのグラフからの明らかなように、自己相関項に対する除去性能は約３０ｄＢである。さらに、それらの積分により、線形偏波の検出誤差は、振幅に関しては０．１７ｄＢよりも良好であり、方向に関しては０．３１度のオフセットを含んで１．１４度よりも良好である。
【００６０】
その結果、導波管相関ユニット１００は、自己相関項の非常に高い除去性能を提供するが、これは様々な導波管部品に対し非常に厳しい仕様を課することにより実現される。特に、第１と第２の導波管プレート１０２、１０１の対称構成は、非常に短いマイクロ波波長に対する機械的不確定要素を著しく低減することができる。さらに、様々な導波管部品は、一定の厚さの適切な材料シート状に形成された方形導波管として設計され、内部の導波管部の寸法は、対応する動作帯域内で方向性結合器の分散効果を最小化するように選択される。前に説明したように、導波管相関ユニット１００の対称構成は、製造工程中の導波管プレートのいかなる移動も回避しこれにより実質的にいかなる位置決め誤差も除去することができる製造工程を提供するだけでなく、微小な機械的不確定要素のみの中でも、非偏波に対し高い除去性能を得るように高レベルの対称性が提供される。
【００６１】
図２には、第１の導波管プレート２０２、第２の導波管プレート２０１、その間に配置された中央結合プレート２０３を含む導波管相関装置２００の斜視図を概略的に示す。さらに、第１のカバープレート２０５を第１の導波管プレート２０２に取り付け、第２のカバープレート２０４を第２の導波管プレート２０１に取り付けることができる。例えば図１Ａ〜図１Ｈを参照し示し説明したように、装置２００は第１と第２の導波管プレート２０２、２０１内に２つ以上の導波管相関ユニットを形成してもよい。例えば、導波管相関ユニット１００に関して上にも説明したように部分２３０、２４０は共通の製造工程で製造することができるので高い機械的精度が依然として得られる一方で、参照符号２３０として示す装置２００の第１の部分は参照符号２４０として示す第２の部分とは実質的に独立して動作するように設計してもよい。例えば、上記部分２３０、２４０は、異なる波長領域で動作するようにユニット１００と同様にして設計し、これにより共通の測定工程で当該の異なる波長領域の測定データを得る可能性を提供することができる。他の実施形態では、上記部分２３０、２４０は、実質的に同じ周波数範囲で動作することができ、異なる配向のアンテナと接続することができる。さらに、依然として適度にコンパクトな配置を提供しつつ、装置２００の測定能力を格段に高めるように当該の導波管プレート２０２、２０１のそれぞれの上に３つ以上の独立した導波管部分２３０、２４０を設けることができるということを認識すべきである。
【００６２】
このようにして、装置２００の機能を測定要件に適合させることができる一方で、高度に複雑な導波管パターンを搭載するそれぞれの導波管プレート２０２、２０１は実質的に位置決め誤差なしに製作することができるので、装置２００は、機械的不確定要素に対し、導波管相関ユニット１００に関して説明したのと実質的に同じ利点を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】本発明による導波管相関ユニットを使用することにより、２つの入力信号に基づいてストークスパラメータＱ、Ｕを提供するためのシステムを概略的に示す図
【図１Ｂ】本発明の例示的実施形態による、２つの入力信号の同相および直交位相の和と差を得るために導波管相関ユニットに一体化された導波管部品のスキームを概略的に示す図
【図１Ｃ】組み立てられた状態での導波管相関ユニットの概略的な斜視図
【図１Ｄ】組み立てられた状態での導波管相関ユニットの概略的な斜視図
【図１Ｅ】図１Ｃと図１Ｄの導波管相関ユニットの概略的な透視分解図
【図１Ｆ】本発明の一例示的実施形態による、同一構成を有する２つの導波管プレートの概略的な平面図
【図１Ｇ】図１Ｆに示される導波管プレート間を結合する中央結合プレートを概略的に示す図
【図１Ｈ】図１Ａ〜図１Ｇで例示した導波管相関ユニットのＫａ帯測定により得られたストークスパラメータＱ、Ｕの評価に対応する伝達関数のプロット
【図２】図１Ａ〜図１Ｈを参照して説明したユニットと同様な複数のユニットを含む導波管相関装置を概略的に示す図
【図１Ａ】
2009508375.tif 000007
【図１Ｂ】
2009508375.tif 000008
【図１Ｃ】
2009508375.tif 000009
【図１Ｄ】
2009508375.tif 000010
【図１Ｅ】
2009508375.tif 000011
【図１Ｆ】
2009508375.tif 000012
【図１Ｇ】
2009508375.tif 000013
【図１Ｈ】
2009508375.tif 000014
【図２】
2009508375.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月9日(2007.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号（Ａ）を受信するための第１の入力結合器（１０６ａ）と複数の第１の出力結合器（１０７ａ、１０８ａ、１０９ａ）とを具備している第１の導波管プレート（１０２）と、
第２の信号（Ｂ）を受信するための第２の入力結合器（１０６ｂ）と複数の第２の出力結合器（１０７ｂ、１０８ｂ、１０９ｂ）とを具備している第２の導波管プレート（１０１）であって、前記第１および第２の導波管プレート（１０２、１０１）は同じレイアウト構成を有している、第２の導波管プレート（１０１）と、
前記第１の導波管プレート（１０２）および前記第２の導波管プレート（１０１）とともに積層構造体を形成するように、前記第１の導波管プレート（１０２）と前記第２の導波管プレート（１０１）との間に配置されている中央結合プレート（１０３）と、を具備しており、
前記第１および第２の導波管プレート（１０２、１０１）は、第１および第２の導波管フィルタ（１１０ａ、１１０ｂ）をそれぞれ具備しており、前記第１の導波管フィルタ（１１０ａ）は、前記第１の入力結合器（１０６ａ）に結合されており、前記第２の導波管フィルタ（１１０ｂ）は、前記第２の入力結合器（１０６ｂ）に結合されている、導波管相関ユニット。
【請求項２】
第１の方向性結合器（１１１ａ）と第２の方向性結合器（１１１ｂ）を具備しており、前記第１および第２の方向性結合器は、前記第２および第１の出力結合器（１０７ｂ、１０７ａ）の一つにそれぞれ結合されており、前記第１および第２の信号のための第１および第２の監視信号（ＰＡ、ＰＢ）を提供するようにそれぞれ構成されている、請求項１に記載の導波管相関ユニット。
【請求項３】
前記第１の信号の部分を受信するように構成されている第１のハイブリッド結合器（１１４）と、前記第２の信号の部分を受信するように構成されている第２のハイブリッド結合器（１１５）とをさらに具備しており、前記第１および第２のハイブリッド結合器は、前記第１および第２の信号の前記部分の第１および第２の部分をそれぞれ提供する、請求項１または２に記載の導波管相関ユニット。
【請求項４】
前記第１および第２の信号の前記部分の前記第１の部分を受信するように構成されている第３のハイブリッド結合器（１１２）と、
前記第２の信号の前記部分の前記第２の部分を受信するように構成されている移相器（１１６）と、
前記位相シフトされた第２の部分と、前記第１の信号の前記部分の前記位相シフトされなかった第２の部分とを受信するように構成されている第４のハイブリッド結合器（１１３）と、をさらに具備している、請求項３に記載の導波管相関ユニット。
【請求項５】
前記第１の導波管プレートの前記積層構造体における空間的配向は、１８０°の回転以外は前記第２の導波管プレートの空間的配向と同一である、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項６】
前記第１および第２の導波管プレートにおける複数の導波管部のそれぞれは、矩形断面を有している、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項７】
前記複数の導波管部は、前記第１および第２の導波管プレートにより定義されているＥ面内の複数のレベルに配置されている、請求項６に記載の導波管相関ユニット。
【請求項８】
前記複数の導波管部は、５つのレベルに配置されている、請求項７に記載の導波管相関ユニット。
【請求項９】
前記第１の導波管プレート（１０２）に取り付けられている第１のカバープレート（１０５）と、前記第２の導波管プレート（１０１）に取り付けられている第２のカバープレート（１０４）とをさらに具備しており、
前記第１のカバープレートは、前記第１の入力結合器と前記複数の第１の出力結合器とに接続されている、前記第１のカバープレートに形成されているフランジを有しており、
前記第２のカバープレートは、前記第２の入力結合器と前記複数の第２の出力結合器とに接続されている、前記第２のカバープレートに形成されているフランジを有している、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１０】
前記第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合層の三者間の相対位置を固定するための、前記第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合層を少なくとも貫通して延在している複数のスルーホール（１２０）をさらに具備している、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１１】
前記複数のスルーホールは、前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれにおいて定義される対称軸（１２１）に対し対称に前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれに配置されている、請求項１０に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１２】
前記対称軸は、前記１８０°回転の回転軸（Ｓ）と平行である、請求項５および１１に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１３】
前記複数の導波管フィルタのそれぞれは、Ｅ面不連続部（１２２）の縦続接続に設けられている、請求項１に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１４】
前記第１および第２の方向性結合器のそれぞれは、前記第１および第２の導波管プレートと一体的に形成されている整合負荷（１１９ａ、１１９ｂ）を具備している、請求項２に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１５】
前記第１および第２のハイブリッド結合器はそれぞれ、前記第１および第２の導波管プレートと一体的に形成されている整合負荷（１１８、１１７）を具備している、請求項３に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１６】
１ｍｍから１５ｍｍの範囲内の単一中心波長を有する前記第１および第２の信号を処理するように構成されている、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の導波管相関ユニット。
【請求項１７】
第１の中心波長を処理するように構成されている請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の第１の導波管相関ユニット（１００）と、
第２の中心波長を処理するように構成されている請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の第２の導波管相関ユニット（１００）と、を具備しており、
前記第１および第２の導波管相関ユニットの前記第１の導波管プレート（１０２）は、第１のプレート（２０２）と一体的に形成されており、前記第１および第２の導波管相関ユニットの前記第２の導波管プレート（１０１）は、第２のプレート（２０１）と一体的に形成されている、導波管相関装置。
【請求項１８】
導波管相関ユニットを形成するように積層される第１および第２の導波管プレートを製造する方法であって、
前記第１および第２の導波管プレート毎に、前記導波管相関ユニットの導波管パターンのために同一のレイアウトを設計する工程と、
導波管材の第１の部片を導波管材の第２の部片に対し固定的に位置決めする工程と、
前記第１および第２の導波管プレートを形成するために前記導波管パターンを前記第１および第２の部片に同時に転写する工程と、
前記導波管相関ユニットの部品を組み合わせて規定する積層体を形成するために、前記固定位置から前記第１および第２の導波管プレートを離した後に、前記第１および第２の導波管プレートを互いに整合する工程と、
前記整合された積層体を固定する工程と、を具備している方法。
【請求項１９】
前記第１および第２の部片に前記導波管パターンを転写する際に、スルーホールのパターンを形成する工程をさらに具備しており、
前記スルーホールのパターンは、前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれにおいて定義されている対応する軸に対し、前記第１および第２の導波管プレートのそれぞれにおいて対称である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１および第２の導波管プレートに対し前記導波管相関装置の中央結合プレートを固定的に位置決めする工程と、
前記第１および第２の導波管プレート並びに前記中央結合プレートに前記スルーホールを共通に形成する工程と、をさらに具備している請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１および第２の導波管プレートに対し第１および第２のカバープレートを固定的に位置決めする工程と、
前記第１および第２の導波管プレート並びに前記第１および第２のカバープレートに前記スルーホールを共通に形成する工程と、をさらに具備している請求項２０に記載の方法。
【国際調査報告】
2009508375.tif 000016
2009508375.tif 000017
2009508375.tif 000018