【手続補正書】
【提出日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  所定方向の円偏波若しくは直線偏波を放射するプリント放射素子を少なくとも１つ有する、電磁波を送信及び／若しくは受信する装置であって、
前記プリント放射素子に関して、前記プリント放射素子の交差成分を補償するように調整される位相を有し、前記プリント放射素子の偏波と反対方向の円偏波若しくは直線偏波を、前記プリント放射素子の周波数で放射するように寸法及び配置が定められたパッシブ放射素子を少なくとも１つ有することを特徴とする装置。
【請求項２】  請求項１記載の装置であって、
前記プリント放射素子は、
「パッチ」、スロット、ダイポール、ｎ個の「パッチ」のアレイ、ｎ個のダイポールのアレイ、又は、ｎ個のスロットのアレイから成り、
所定方向の円偏波若しくは直線偏波を得るように励磁される、ことを特徴とする装置。
【請求項３】  請求項１又は２記載の装置であって、
前記パッシブ放射素子は、進行波タイプの放射素子から成ることを特徴とする装置。
【請求項４】  請求項３記載の装置であって、
前記進行波タイプの放射素子は、誘電ロッド及び偏向器に関連付けられたヘリカルの中から選ばれることを特徴とする装置。
【請求項５】  請求項３又は４記載の装置であって、
前記進行波タイプの放射素子は、前記プリント放射素子に関して対称に配置されることを特徴とする装置。
【請求項６】  請求項５記載の装置であって、
前記進行波タイプの放射素子は、当該送受信装置を構成する前記プリント放射素子の４隅に配置されることを特徴とする装置。
【請求項７】  請求項５又は６記載の装置であって、
当該送受信装置がｎ個の放射素子のアレイから成るとき、前記進行波タイプの放射素子は、前記アレイの中心に配置されることを特徴とする装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
以下、「プリント・アンテナ」（若しくは「マイクロストリップ・アンテナ」）という語は、典型的には「パッチ（ｐａｔｃｈ（ｅｓ））」やスロットなどの放射素子又は求められる利得に応じた数のそのアレイを有する、いわゆる「マイクロストリップ」技術を用いて作られたアンテナを指す。この種のアンテナは、特に、レンズ若しくはパラボラの焦点における一次電源として用いられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
放射素子に関連するハイブリッド・コンピュータの使用、又は、アレイの場合（「ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｆｅｅｄｉｎｇ  ｔｏ  ｗｉｄｅ  ｂａｎｄｗｉｔｈ，  ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ  ｐｏｌａｒｉｓｅｄ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  ｐａｔｃｈ  ａｒｒａｙｓ」  Ｐ．Ｓ．Ｈａｌｌ，  ＩＥＥ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，  Ｖｏｌ．  １３６，  Ｐｔ．  Ｈ，  Ｎ゜５，  １９８９年１０月、参照）における連続回転技術の使用などの周波数帯域を広げる解決策は、この周波数帯域を広げることを可能にする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このため、本発明の主題は、所定方向の円偏波若しくは直線偏波を放射する放射素子を少なくとも１つ有する、電磁波を送信及び／若しくは受信する装置であって、該放射素子に関して、該放射素子の交差成分を補償するように調整される位相を有し、該放射素子の偏波と反対方向の円偏波若しくは直線偏波を、該放射素子の周波数で放射するように寸法及び配置が定められた手段を少なくとも１つ有することを特徴とする装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
好ましい実施形態によれば、上記放射素子に関して、該放射素子の交差成分を補償するように調整される位相を有し、該放射素子の偏波と反対方向の円偏波若しくは直線偏波を、該放射素子の周波数で放射するように寸法及び配置が定められた上記手段は、誘電ロッドや偏向器に関連付けられたヘリカルなどの進行波タイプの放射素子から成る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図面において、説明を簡素化するために、同じ素子には同じ符号が付されている。更に、本発明は、説明中、「パッチ」若しくは「パッチ」アレイなどの放射素子を有するアンテナと呼ばれるが、当業者には明らかなように、本発明はすべての種類のプリント・アンテナ、すなわち、放射素子が、スロット、スロット・アレイ、ダイポール、若しくはダイポール・アレイなどから成るアンテナに適用することも可能である。更に、説明において、図１乃至６は、右円偏波若しくは左円偏波を送受信するように適合されたプリント・アンテナに関するが、図７の実施形態は円偏波若しくは直線偏波を受信することができる放射素子を有するプリント・アンテナに関する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この「パッチ」は、既知の方法により、円偏波を放射及び／若しくは受信するように設計・供給される。しかし、この場合、このように製造されたプリント・アンテナは、図２を参照して後述するように、所定の方向について不完全な円偏波を放射する。更に、本発明によれば、図１ｂに示すように、円偏波を向上させるために、「パッチ」アレイの周波数で「パッチ」アレイと逆方向に円偏波を放射するように「パッチ」アレイに対して寸法及び位置が定められた手段を「パッチ」アレイのそばに設け、放射素子の交差成分を補償する。これら手段を、以下、補償手段と呼ぶ。このようにして、図１ｂに示すように、進行波タイプの放射素子が設けられる。ここで、該放射素子は、特に、断面ＡＡに示すように基板１に設けられ、励磁アレイと接続されていないヘリカル４１、４２、４３、５１、４’１、５２、４’２、５３、４’’１、４’’２、４’’３である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明のフレームワーク内において、円偏波を与える進行波タイプのヘリカル・アッセンブリ若しくは他の放射素子にとって、「パッチ」アレイの放射パターンと実質的に等価な放射パラ−ンを示すことが重要である。したがって、補償手段として用いられるヘリカル・アレイの放射パターンを計算するのに様々な処理が用いられてもよい。このように、最もシンプルな処理は、「パッチ」アレイによって放射された円偏波と逆の円偏波を有するヘリカル・アレイを、励磁回路に接続し、このヘリカルの特性を補償される「パッチ」アレイの放射パターンと同一の放射パターンを得るように設定することである。その後、「パッチ」アレイによって放射された交差成分に対抗するヘリカルを放射するために、ヘリカルをそれらの軸回りに回転させることによって、その位相が調整されなければならない。ヘリカルを用いて得られた補償を図２に示す。この図において、「Ｒｐｒｉｎｔｅｄ」は、「パッチ」アレイのみから成るプリント・アンテナによって放射されたフィールドを示す。この放射フィールドは、望ましくない交差成分を表す。プリント・アンテナによって放射されたこの交差成分は、フィールドＲｈｅｌｉｘを順に放射するヘリカル・アレイを励磁する。フィールドＲｈｅｌｉｘの位相は、プリント・アンテナの交差成分に対して完全に若しくは部分的に対抗し、よってプリント・アンテナによって放射される円偏波の純度を向上させるように、ヘリカルをその軸回りに回転させることによって調整される。実際、ヘリカルがあるところで放射されるフィールドは、図２に示すように、Ｒｔｏｔａｌ＝Ｒｐｒｉｎｔｅｄ＋Ｒｈｅｌｉｘとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ここで、本発明に係る装置の様々な実施形態を図３ａ乃至３ｅを参照して説明する。図３ａに示すように、「パッチ」１１から成るプリント・アンテナの放射素子は、基板１０の上に設けられている。本発明によれば、この場合、補償手段は、この基板に設けられた４つのヘリカル１２１、１２２、１２３、１２４のアレイから成る。前述のように、ヘリカル１２１、１２２、１２３、１２４の放射パターンは、単にヘリカルを励磁アレイへ接続することによってシミュレートされる。これらヘリカルは、それらの放射パターンが「パッチ」の放射パターンと等価となり、それらの偏波がパッチアレイの偏波と反対となるように、既知の方法によって設計される。その後、ヘリカルは、それらの放射が「パッチ」によって放射された交差成分と対抗するように、それらの軸回りに回転される。更に、「パッチ」１１は、マイクロストリップ技術によって作られたライン１３によって、既知種類のフィード回路へ接続される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
より一般的に言えば、上記回路において、補償手段によって放射されたフィールドの振幅及び位相の調整は、以下の素子の１以上を調整することによって実現され得る。
・ヘリカルのプリント・アンテナへの結合レベル
・プリント・アンテナの指向性
・支持ロッドの長さ及び／若しくはヘリカル先端における負荷
・ヘリカルの位置
・ヘリカルの軸に関する回転角度
ここで、補償手段、すなわち、放射素子の交差成分を補償するために、放射素子に関して、放射素子とは逆方向に放射素子の周波数で円偏波を放射するように寸法及び配置が定められた手段を有する、電磁波を送信及び／若しくは受信する本発明に係る装置の特定の実施形態を図４、５、及び６を参照して説明する。１２ＧＨｚで作動するプリント・アンテナが図４に示されている。このプリント・アンテナは、アース面を構成する金属層１０１をその下面上に備えた基板１００上に作られた４つの「パッチ」１０２１、１０２２、１０２３、１０２４のアレイから成る。図４に示すように、「パッチ」１０２１及び「パッチ」１０２２は、マイクロストリップ技術で作られたフィード回路へ共に接続されている。より具体的に言えば、「パッチ」１０２１は、長さＬ１によって点Ｃへ接続されており、「パッチ」１０２２は、長さＬ２によって点Ｃへ接続されている。同様に、「パッチ」１０２４は、長さＬ４によって点Ｃ’へ接続されており、「パッチ」１０２３は、長さＬ３によって点Ｃ’へ接続されている。点Ｃ及びＣ’は、フィード回路の入力Ａへそれぞれ長さＬ５及び長さＬ６によって接続されている。４つの「パッチ」１０２１、１０２２、１０２３、１０２４は直列のアレイを構成する。様々な長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、及びＬ６は、当業者には良く知られているように、様々な「パッチ」上で必要な位相シフトを得るための寸法を有する。これら長さを与える計算式は、以下で再び与えられない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明によれば、補償手段は、進行波タイプの放射素子から成る。特に、アレイの中心、すなわち４つの「パッチ」１０２１、１０２２、１０２３、１０２４に関して対称なところにおいて、基板に設けられたヘリカル１０３から成る。楕円率を図４のプリント・アンテナの周波数の関数として図５に示す。このように、この場合、固定最大楕円率：２ｄＢに対し、プリント・アンテナの周波数帯域は、ヘリカルが無い場合の４３０ＭＨｚから、正確な寸法のヘリカルが存在する場合の６２８ＭＨｚへ及ぶ。この特定の実施形態において、プラスチック・ヘリカルは、アレイの周波数帯域幅を４６％増やす余裕を有する。更に、図６ａ及び６ｂは、円偏波の品質の改善をビームの主方向に関する観測角度の関数として示す。これは、プラスチック・ヘリカルが存在する場合（すなわち、図６ｂ）におけるプリント・アレイの放射パターンと、プラスチック・ヘリカルが存在しない場合（図６ａ参照）におけるプリント・アレイの放射パターンとによって与えられる。これら放射パターンは、角度の幅広い領域において、円偏波の品質の急激な改善を示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
補償手段の別の実施形態を図７に示す。この場合、プリント・アンテナは、アース面１１１を備えた基板１１０上に作られた「パッチ」１１２１、１１２２のアレイから既知の方法により成る。この「パッチ」アレイは、直線偏波（例えば、水平線）若しくは円偏波（例えば、直円）を放射することができる。「パッチ」１１２１、１１２２のアレイの中間には、ソケット１１３内に設けられたポリロッドとも呼ばれる誘電ロッド１１４から成る進行波タイプの放射素子が配置されている。このポリロッドは、パッチアレイの極性（この例において、直線偏波の場合は垂直線、円偏波の場合は左円）に直行する極性に放射するように寸法が定められている。この種の装置を用いて実行されたシミュレーションは、「パッチ」アレイによって放射された望まれない交差成分が、プリント・アンテナの交差成分に完全に若しくは部分的に対抗するように調整され得る位相を有するフィールドを次々に放射するポリロッドを励磁し、よってアンテナによって放射される円偏波の純度を向上させる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
「パッチ」アレイから成る従来のプリント・アンテナのアレイの概略斜視図である。
【図１ｂ】
本発明の一実施形態に係り、「パッチ」アレイから成るプリント・アンテナのアレイの概略斜視図である。
【図２】
右円偏波及び左円偏波から成る直交基底に応じて分解された、プリント・アンテナ及びヘリカル・アンテナから生じた全放射フィールドを概略的に示す図である。
【図３ａ】
本発明の様々な実施形態の一の概略斜視図である。
【図３ｂ】
本発明の様々な実施形態の一の概略斜視図である。
【図３ｃ】
本発明の様々な実施形態の一の概略斜視図である。
【図３ｄ】
本発明の様々な実施形態の一の概略斜視図である。
【図３ｅ】
本発明の様々な実施形態の一の概略斜視図である。
【図４】
本発明の様々な実施形態の一の概略斜視図である。
【図５】
プリント・アレイのみの場合若しくは本発明に係る手段を備えたアレイの場合における、周波数の関数としての楕円率を与える曲線である。
【図６ａ】
アレイのみの場合の放射素子の放射パターンを示す図である。
【図６ｂ】
本発明に係る手段を備えたアレイの場合の放射素子の放射パターンを示す図である。
【図７】
本発明の別の実施形態の概略断面図である。