(57)【要約】通信電子素子に接続された給電ネットワークを有するアンテナアレイを含む通信システム。１つの例において、通信サブシステムは、情報信号を受信するようそれぞれが適合された複数のアンテナ、および複数のアンテナの対応する１つに接続された複数の直交モードトランスデューサを含み、各ＯＭＴは、第１偏波を有する第１コンポーネント信号および第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するように適合されている。通信サブシステムはまた、各直交モードトランスデューサから第１コンポーネント信号および第２コンポーネント信号を受信し、第１給電ポートにおいては第１合計コンポーネント信号を、第２給電ポートにおいては第２合計コンポーネント信号を供給する給電ネットワーク、ならびに、第１および第２給電ポートに接続されて、第１合計コンポーネント信号と第２合計コンポーネント信号の位相整合を行うように適合された位相修正デバイスを含む。
2005536929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号を受信するように適合されたアンテナ；
該アンテナの給電点に接続された、第１ポートおよび第２ポートを有する直交モードトランスデューサであって、該アンテナから前記情報信号を受信し、第１ポートにおいては第１コンポーネント信号を、第２ポートにおいては第２コンポーネント信号を供給するために前記情報信号を分割するように構成され、第２コンポーネント信号は第１コンポーネント信号に対して垂直に偏光されている、前記直交モードトランスデューサ；および
前記直交モードトランスデューサの第１および第２ポートに接続され、第１および第２コンポーネント信号を受信するように適合された位相補正手段であって、該位相補正手段は、第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正して、第１コンポーネント信号が第２コンポーネント信号に位相整合するように構成された、前記位相補正手段を含む、アンテナアセンブリ。
【請求項２】
アンテナがホーンアンテナである、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３】
ホーンアンテナの高さが約１２インチ未満である、請求項２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４】
アンテナが、各々が情報信号を受信するように適合された複数のアンテナを含み；
直交モードトランスデューサが複数の直交モードトランスデューサを含み、各直交モードトランスデューサは前記複数のアンテナの対応する１つに接続され、各直交モードトランスデューサは第１および第２ポートを有し、各直交モードトランスデューサは対応するアンテナから情報信号を受信し、第１ポートにおいては第１偏波を有する第１コンポーネント信号を、第２ポートにおいては第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するように適合され；
ここでアンテナアセンブリがさらに、前記複数の直交モードトランスデューサを介して前記複数のアンテナに接続された給電ネットワークを含み、該給電ネットワークは、各直交モードトランスデューサからの第１コンポーネント信号および第２コンポーネント信号を受信し、第１給電ポートにおいて第１合計コンポーネント信号を、第２給電ポートにおいて第２合計コンポーネント信号を供給するように適合された、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項５】
位相補正手段が偏波変換器ユニットを含み、該ユニットは、アンテナと情報信号源との間の偏波スキューを補正するように、また第１および第２コンポーネント信号から任意の偏波を有する情報信号を再構築するように、さらに構成されている、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項６】
偏波変換器ユニットが複数の減衰器を含み、第１合計コンポーネント信号と第２合計コンポーネント信号それぞれの経路において減衰値を供給し、任意の偏波スキューを補正するように構成された、請求項５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項７】
複数の直交モードトランスデューサが、給電ネットワークおよび複数のアンテナと一体形成されている、請求項５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項８】
給電ネットワークが実質的に対称な経路を含み、そのため、各直交モードトランスデューサから第１給電ポートへの第１コンポーネント信号の経路と、各直交モードトランスデューサから第２給電ポートへの第２コンポーネント信号の経路が実質的に対称である、請求項５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項９】
給電ネットワークが導波管給電ネットワークである、請求項５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１０】
給電ネットワークと一体形成され、給電ネットワークに構造的剛性を提供する少なくとも１つの支持ブラケットをさらに含む、請求項９に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１１】
給電ネットワークが、その中に形成された複数の流体排出孔を含む、請求項９に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１２】
第１給電ポートおよび第２給電ポートの少なくとも１つの内部に位置する誘電体挿入物をさらに含む、請求項９に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１３】
誘電体挿入物が、該誘電体挿入物の誘電率を制御するために、その中に形成された複数の穴を有する、請求項１２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１４】
複数のアンテナがホーンアンテナである、請求項９に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１５】
複数のアンテナに接続され、方位角と仰角について前記複数のアンテナを動かすように適合されたジンバルアセンブリをさらに含む、請求項１４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１６】
ホーンアンテナの少なくとも１つが、該ホーンアンテナをジンバルアセンブリに装着するためのリングを含み、該リングは該ホーンアンテナの外面上に形成された、請求項１５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１７】
リングが、ホーンアンテナの開口の近傍に形成された、請求項１６に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１８】
リングが、ジンバルアセンブリのポストに合うように適合された溝を含む、請求項１７に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１９】
リングが、ホーンアンテナと一体形成された、請求項１７に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２０】
少なくとも部分的に複数のホーンアンテナと給電ネットワークとを包含するレードームをさらに含む、請求項１４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２１】
複数の誘電体レンズをさらに含み、該複数の誘電体レンズの各々は対応するホーンアンテナに接続され、対応するホーンアンテナの給電点に信号を集束させる、請求項１４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２２】
各誘電体レンズが、対応するホーンアンテナの開口の内部に少なくとも部分的に適合するように構成および配置され、それによって前記誘電体レンズが自動中心レンズとなる、請求項２１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２３】
各誘電体レンズが傾斜端部を含み、該傾斜端部の角度がホーンアンテナの側面の角度に整合する角度を有することにより該傾斜端部がホーンアンテナの内部に適合する、請求項２２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２４】
複数の誘電体レンズの各々が、内部段フレネルレンズである、請求項２３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２５】
複数の誘電体レンズの各々が、平凸の外部形状を有する、請求項２４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２６】
複数の誘電体レンズの各々が、実質的に台形の形状を有する一段フレネル機構を含み、該一段フレネル機構の第１境界が、該誘電体レンズの平面表面に隣接して実質的にそれと平行に形成された、請求項２５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２７】
各誘電体レンズが、該レンズの平面、該レンズの凸面、および一段フレネル機構の少なくとも１つの境界のうちの、少なくとも１つの上に形成された、少なくとも１つの溝をさらに含む、請求項２６に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２８】
少なくとも１つの溝が、同心円状に形成された複数の溝を含む、請求項２７に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２９】
複数の誘電体レンズの各々が、該レンズの平面、該レンズの凸面、および一段フレネル機構の少なくとも１つの境界それぞれの上に形成された、少なくとも１つの溝を含む、請求項２６に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３０】
複数の誘電体レンズの各々が、架橋ポリスチレン材料を含む、請求項２１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３１】
各誘電体レンズが、Rexolite（登録商標）を含む、請求項２１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３２】
複数の誘電体レンズの各々が、該誘電体レンズの表面内に形成された少なくとも１つの溝を含む、請求項２１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３３】
少なくとも１つの溝が、同心円状に形成された複数の溝を含む、請求項３２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３４】
各誘電体レンズが、該誘電体レンズの外周から突き出ており、該誘電体レンズをホーンアンテナに装着するように適合されたフランジを含む、請求項２１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３５】
位相補正手段が、給電ネットワークの一部を形成する給電直交モードトランスデューサを含み、該給電直交モードトランスデューサは第３ポートおよび第４ポートを有し、該給電直交モードトランスデューサは複数の直交モードトランスデューサの各々と実質的に同一であり；
該給電直交モードトランスデューサの第３ポートは、第２給電ポートに接続され、第２合計コンポーネント信号を受信し、該給電直交モードトランスデューサの第４ポートは、第１給電ポートに接続され、第１合計コンポーネント信号を受信し、それによって、複数の直交モードトランスデューサ、給電ネットワーク、および該給電直交モードトランスデューサの組合せが、第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正する、
請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３６】
第１合計コンポーネント信号および第２合計信号が第１中心周波数を有し；
第１ダウンコンバータユニットをさらに含み、第１ダウンコンバータユニットは位相補正手段に接続され、第１合計コンポーネント信号および第２合計コンポーネント信号を受信し、第１合計コンポーネント信号および第２合計コンポーネント信号をそれぞれ第３信号および第４信号に変換し、第３および第４信号は第１中心周波数より低い第２中心周波数を有し、第１ダウンコンバータユニットは第１および第２出力において第３および第４信号を供給する、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３７】
アンテナアセンブリが乗り物の上に装着され、第１ダウンコンバータユニットの第１および第２出力が該乗り物の表面を通って供給され、該乗り物の内部に位置する付加的構成要素に接続された、請求項３３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３８】
付加的構成要素が第２ダウンコンバータユニットを含み、第２ダウンコンバータユニットは第３および第４信号を受信し、第３および第４信号をそれぞれ第５信号および第６信号に変換し、第５および第６信号は第２中心周波数より低い第３中心周波数を有する、請求項３４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３９】
位相補正手段が、アンテナアセンブリに対して実質的に全ての位相整合を提供する、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術背景
技術分野
本発明は無線通信システムに関し、特に、乗員用の乗り物において用いることのできるアンテナおよび通信サブシステムに関する。
【０００２】
関連技術
多くの通信システムには、衛星からの情報信号の受信が関連する。従来のシステムは、衛星からの信号を受信するために多くの種類のアンテナを用いており、例えば、ロットマン（Rotman）レンズ、ルネバーグ（Luneberg）レンズ、ディッシュアンテナまたは位相アレイなどである。しかし、これらのシステムの各々は、衛星信号を受信するそれらの能力を制限する、限定された視野角または低効率に悩まされている。特に、これら従来のシステムは、信号の強度が低いかまたはノイズが高い場合、例えば仰角の低い衛星からの信号の場合などに、衛星信号の受信に必要な性能が不足する可能性がある。
【０００３】
通信またはアンテナサブシステムの性能の１つの測度は、その利得対ノイズ温度、すなわちＧ／Ｔである。従来のシステムは約９または１０のＧ／Ｔを有する傾向があり、これは、低仰角の衛星信号または他の、弱い／ノイズの多い信号を受信するにはしばしば不十分である。さらに、多くの従来システムは十分な偏光修正を含んでいないか、全く含んでいないため、交差偏光された信号ノイズが所望の信号に干渉して、システムが所望の信号を正しく受信することを妨害する可能性がある。
従って、弱い信号または不利な環境での通信信号を受信可能な、改善されたアンテナシステムを含む、改善された通信システムが必要とされている。
【０００４】
発明の概要
１つの態様によれば、通信サブシステムは、各々が情報信号を受信するように適合された複数のアンテナおよび、複数の直交モードトランスデューサを含み、各直交モードトランスデューサは、複数のアンテナの対応する１つに接続され、各直交モードトランスデューサは、第１ポートおよび第２ポートを有し、各直交モードトランスデューサは、対応するアンテナからの情報信号を受信して、第１ポートにおいて第１偏波を有する第１コンポーネント信号を供給し、第２ポートにおいて第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するように適合されている。通信サブシステムはまた、複数の直交モードトランスデューサを介して複数のアンテナに接続された給電ネットワークを含み、該給電ネットワークは、各直交モードトランスデューサから第１コンポーネント信号および第２コンポーネント信号を受信して、第１給電ポートにおいて第１合計コンポーネント信号を、第２給電ポートにおいて第２合計コンポーネント信号を供給するように適合されており、さらに、第１給電ポートおよび第２給電ポートに接続されて、給電ネットワークから第１合計コンポーネント信号および第２合計コンポーネント信号を受信するように適合された位相修正デバイスを含み、該位相修正デバイスは、第１合計コンポーネント信号を第２合計コンポーネント信号と位相整合させるように適合されている。
【０００５】
１つの例においては、位相修正デバイスは、第１合計コンポーネント信号および第２合計コンポーネント信号から、円偏波または直線偏波の１つを有する情報信号を再構成するように適合された偏波変換器ユニットを含む。
他の例において、アンテナはホーンアンテナであり、通信サブシステムはさらに複数の誘電体レンズを含み、複数の誘電体レンズの各々は対応するホーンアンテナに接続され、対応するホーンアンテナの給電点に信号を集束させる。誘電体レンズは、１つまたは２つ以上の表面上に形成されたインピーダンス整合溝を有してもよく、また一段内部フレネル機構を有してもよい。
【０００６】
他の例によれば、位相修正デバイスは、給電ネットワークの一部を形成する給電直交モードトランスデューサを含み、給電直交モードトランスデューサは第３ポートおよび第４ポートを有し、給電直交モードトランスデューサは複数の直交モードトランスデューサの各々と実質的に同一であり、給電直交モードトランスデューサの第３ポートは第２給電ポートに接続され、第２合計コンポーネント信号を受信し、給電直交モードトランスデューサの第４ポートは第１給電ポートに接続され、第１合計コンポーネント信号を受信し、それによって、複数の直交モードトランスデューサ、給電ネットワーク、および給電直交モードトランスデューサの組合せが、第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正する。
【０００７】
他の態様によれば、乗員用の乗り物に配置される通信システムはアンテナユニットを含み、該アンテナユニットは、第１偏波を有する第１コンポーネント信号および第２偏波を有する第２コンポーネント信号を含んだ、第１中心周波数を有する情報信号を受信する複数のアンテナと；第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正し、第１信号および第２信号を供給する手段と；補正のための手段に接続された第１ダウンコンバータユニットとを含み、第１ダウンコンバータユニットは第１信号および第２信号を受信し、第１信号および第２信号をそれぞれ第３信号および第４信号に変換し、第３信号および第４信号は、第１中心周波数より低い第２中心周波数を有し、第１ダウンコンバータユニットは、第１および第２出力において第３および第４信号を供給し、ここで、該アンテナユニットおよび偏波ユニットは、仰角および方位角の範囲でアンテナユニットを動かすように適合されているジンバルアセンブリに装着される。
【０００８】
他の態様によれば、内部段フレネル誘電体レンズは、そこに少なくとも１つの外部溝を有する第１の外面、そこに少なくとも１つの外部溝を有する第２の相対する表面、および誘電体レンズの内部に形成された一段フレネル機構を含み、該一段フレネル機構は、第２表面に隣接する第１境界および、第２の相対する境界を有し、第２境界はそこに少なくとも１つの溝を有する。
【０００９】
１つの例においては、内部段フレネル誘電体レンズは架橋ポリマーポリスチレン材料を含む。他の例においては、材料はレキソライト（Rexolite）（登録商標）である。
他の例においては、誘電体レンズの第１表面は凸状の形状で、レンズの第２表面は平面である。一段フレネル機構は台形の形状で、第１の境界がレンズの第２表面に実質的に平行であってよい。少なくとも１つの溝は、レンズの第１表面とレンズの第２表面のいずれかの上に形成してよく、一段フレネル機構の第２の境界は、同心円状に形成された複数の溝を含む。
【００１０】
さらに他の態様によれば、アンテナアセンブリは、源からの信号を受信するように適合された第１ホーンアンテナ、実質的に第１アンテナと同一で、前記信号を受信するように適合された第２ホーンアンテナ、第１ホーンアンテナに接続されて前記信号を第１ホーンアンテナの給電点に集束させる第１誘電体レンズであって、その表面に少なくとも１つの溝を有する第１誘電体レンズ、第２ホーンアンテナに接続されて前記信号を第２ホーンアンテナの給電点に集束させる第２誘電体レンズであって、その表面に少なくとも１つの溝を有する第２誘電体レンズ、ならびに、第１および第２ホーンアンテナの給電点に接続されて、第１給電ポートおよび第２給電ポートを含む導波管給電ネットワークであって、ホーンアンテナからの信号を受信して、第１給電ポートにおいては第１偏波を有する第１コンポーネント信号を、第２給電ポートにおいては第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するよう構成されている該導波管給電ネットワーク、を含む。前記アンテナアセンブリは、第１給電ポートおよび第２給電ポートに接続された偏波変換器ユニットであって、信号と源との間の任意の偏波スキューを補正するための手段を含む前記偏波変換器ユニットをさらに含む。
【００１１】
１つの例においては、誘電体レンズは内部段フレネルレンズである。
さらに他の態様によれば、アンテナアセンブリは、情報信号を受信するように適合されたアンテナ、該アンテナの給電点に接続され、第１ポートおよび第２ポートを有する直交モードトランスデューサであって、該アンテナから前記情報信号を受信し、該情報信号を分割して第１ポートにおいては第１コンポーネント信号を、第２ポートにおいては第２コンポーネント信号を供給するように構成され、ここで第２コンポーネント信号は第１コンポーネント信号に対して垂直に偏光されている前記直交モードトランスデューサ、ならびに、該直交モードトランスデューサの第１ポートおよび第２ポートに接続され、第１および第２コンポーネント信号を受信するように適合された位相補正手段であって、第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正して第１コンポーネント信号を第２コンポーネント信号に位相整合させるように構成されている前記位相補正手段、を含む。
本システムの前述およびその他の対象、特性、および利点は、種々の例示の態様についての以下の非限定的記述、および添付の図面から明らかであり、図面中、異なる図面を通して、同様の参照数字は同様の構成要素を示す。
【００１２】
詳細な説明
本明細書に記載の通信システムは、乗り物に関連し得る情報信号であって、複数のかかる乗り物が例えば情報源と目的地との間に情報ネットワークを形成しているような場合に、前記情報信号を送信および受信するためのサブシステムを含む。各サブシステムは乗り物に結合されていてもよいが、必ずしもその必要はなく、各乗り物は関心のある信号を受信することができる。ある例においては、乗り物は乗員用の乗り物であってよく、該乗り物に関連する乗員に対して受信信号を提供することができる。ある場合においては、これらの乗り物は経路上（すなわち、乗り物がその上を移動することができる、予め定められた、既存の、制約下の進路であって、例えば、道路、航空航路、または大洋航路など）に位置してよく、同じ方向または異なる方向へ移動していてよい。乗り物は、地上、空中、宇宙空間、または水中を移動できる任意のタイプの乗り物であってよい。かかる乗り物の特定の例は、列車、軌道車、ボート、航空機、自動車、単車、トラック、トレーラトラック、バス、警察車、救急車、消防車、建設用車両、船、潜水艦、バージ船などを含むが、これらに限定されない。
【００１３】
本発明は、その応用において、以下の記載または図中の表示に示される構成要素の構成および配置の詳細に限定されないことが、理解されるべきである。本発明は他の態様によっても可能であり、種々の方法で実施または実践可能である。また、本明細書で用いられる語法および用語は、記載の目的用であり、限定的と考えられるべきではない。本明細書において「含む（including）」、「含む（comprising）」、または「有する（having）」、「含む（containing）」、「関連する（involving）」およびこれらの変化したものの使用は、その後に挙げられた項目およびそれらの同等物、および付加的項目を包含することを意図する。さらに、この明細書の目的において、用語「アンテナ」は、単一のアンテナ素子、例えば１つのホーンアンテナ、パッチアンテナ、二極アンテナ、ディッシュアンテナ、または他のタイプのアンテナなどを指し、用語「アンテナアレイ」は、互いに接続された１個または２個以上のアンテナであり、アンテナに電磁気信号を供給し、アンテナから電磁気信号を受信するように設計された給電ネットワークを含む。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、２つの態様にそれぞれ従った通信システムの部分の例が図示されており、乗り物５２に装着できる装着可能サブシステム５０が含まれている。乗り物５２は図１Ａにおいては自動車として、図１Ｂにおいては航空機として示されているが、乗り物は上で述べたように、任意のタイプの乗り物であってよいことが理解されるべきである。さらに、乗り物５２は経路５３に沿って移動することができる。装着可能サブシステム５０は、以下により詳細に述べるように、情報源５６からの関心のある情報信号５４を受信するように適合できるアンテナを含むことができる。情報源５６は、他の乗り物、衛星、固定された静止プラットフォーム、例えば（通信）基地局、タワー、もしくは放送局、または任意の他の型の情報源であってよい。情報信号５４は任意の通信信号であってよく、これにはＴＶ信号、メンテナンスにより符号化（デジタル化または他の方法で）された信号、位置的情報または他の情報、声またはオーディオ通信等を含む。装着可能サブシステム５０は、車両５２の上の任意の便利な場所に位置させることができる。例えば、装着可能サブシステム５０は自動車の屋根上に（図１Ａに示すように）装着してよく、または航空機の外面の上に、例えば胴体の上もしくは下の面に（図１Ｂに示すように）、または機首もしくは翼に装着してよい。代替的に装着可能サブシステム５０は、乗り物５２の中に、または部分的にその中に位置させることができ、例えば自動車のトランク内、または航空機のテールもしくは尾翼の上、中、または部分的にその中に、位置させることができる。
【００１５】
装着可能サブシステム５０は、装着ブラケット５８を含むことができ、装着可能ユニット５０の乗り物５２への装着を容易にする。１つの態様により、装着可能ユニットは、複数の位置および配置において情報源５６との通信を促進するため、仰角および方位角の１つまたは両方に関して可動であることができる。この態様においては、装着ブラケット５８は、例えばロータリージョイントおよびスリップリング５７を、別の部品としてまたは一体化したアセンブリとして含むことができ、無線周波数（ＲＦ）、電力、および制御信号が、ケーブルを介して、移動装着可能サブシステム５０と乗り物５２の静止ホストプラットフォームとの間を伝送されることを可能とする。ロータリージョイントおよびスリップリングの組合せ５７または当業者に知られている他のデバイスは、装着可能サブシステム５０が、ホストとなる乗り物５２に対し、方位角に関して方向６０および方向６２のどちらの方向にも連続的に回転可能とし（図１Ａ参照）、それによって、方位角モーターと組み合せて用いられた場合、装着可能サブシステムが連続的に半球またはそれより大きい受信可能範囲を提供することを可能とする。ロータリージョイントまたは同様のデバイスがない場合には、装着可能サブシステム５０は終点に達するまで動き、それからケーブルが互いに絡みあわないように戻らなければならない。
【００１６】
装着ブラケット５８は、装着可能サブシステム５０の設置および取り外しを容易にし、同時に乗り物の表面を貫通して、ケーブルがアンテナシステムと乗り物内部の間を移動することを許容する。従って、情報、制御および電力信号などの信号は、装着可能サブシステム５０と、乗員がアクセスするための、乗り物内部に位置するディスプレイまたはスピーカー等のデバイスとの間に供給される。
【００１７】
図１Ｂを参照すると、装着可能サブシステム５０は複数の乗員インターフェイス、例えば背もたれのディスプレイユニット６４、関連するヘッドフォン、および各乗員にチャネル選択を可能とする選択パネルなどに接続することができる。代替的に、ビデオ映像を配信して、全ての乗員が、航空機の乗員エリアに一定の間隔で配置された複数のスクリーンを通して映像をシェアできるようにすることができる。さらに、本システムはまたシステム制御／表示ステーション６６を含むことができ、これは例えばキャビンなどに配置されて、例えば商業用航空路線の客室乗務員によって全体のシステムを制御するために使用され、点検および修理以外は、装着可能サブシステム５０を直接人が操作する必要はない。通信システムは、例えば航空機の貨物エリアに配置可能な衛星受信機（図示なし）を含んでもよい。従って、装着可能サブシステム５０は、図１Ａの自動車および図１Ｂの航空機などの移動する乗り物上の、衛星ビデオ受信システムのフロントエンドとして用いることができる。衛星ビデオ受信システムは、乗り物内の任意数の乗員に対して、例えば、ニュース、天気、スポーツ、ネットワーク番組、映画などのライブ番組を提供するために用いることができる。
【００１８】
図２に機能ブロック図として示された１つの態様によれば、通信システムは、装着可能サブシステム５０を２次ユニット６８に接続して含むことができる。１つの例においては、装着可能サブシステム５０は、乗り物の外側に装着してもよく、レードーム（図示なし）によって覆われてもよく、または一部を覆われてもよい。レードームは、装着可能サブシステム５０に環境保護を提供することができ、および／または、乗り物が移動するときに装着可能サブシステム５０が生成する流体抵抗を低下するよう機能することができる。レードームは、装着可能サブシステム５０が送信および／または受信する無線周波数（ＲＦ）信号に対しては透過的であってよい。１つの例によれば、レードームは、当業者に周知の材料から作成することができ、それには水晶または硝子などの積層された線維、およびエポキシ、ポリエステル、シアン酸エステルまたはビスマレアミドなどのレジンを含むが、これらに限定されない。これらまたは他の材料をハニカムまたは発泡体と組み合せて用いて、高い透過性の軽量レードーム構造を作成することができる。
【００１９】
再度図２を参照すると、１つの態様において、装着可能サブシステム５０は、アンテナアレイ１０２および偏波変換器ユニット（ＰＣＵ）２００を含むことができるアンテナアセンブリ１００を含んでよい。通信システムの受信モードにおいて、アンテナアレイ１０２は、情報源（図１Ａと図１Ｂにおける５６）からの入射放射線を受信するように適合することができ、受信した入射電磁放射線を、２つの直交電磁波コンポーネントに変換することができる。これら２つの直交電磁波コンポーネントから、ＰＣＵは、信号の偏波が垂直偏波か、水平偏波か、右旋円偏波（ＲＨＣ）か、左旋円偏波（ＬＨＣ）か、または０度〜３６０度の斜め偏波かに関して、源からの送信情報を再現し、ＲＦ信号をライン１０６に供給する。ＰＣＵ２００の一部または全体は、アンテナアレイの給電ネットワークの一部であるか、それを含むか、またはそれに付加させることができる。ＰＣＵ２００は、ライン１０６上で信号を受信することができ、直線（垂直または水平）偏波または円（右旋または左旋）偏波信号のどちらかのセットをライン１０６に供給する。従って、アンテナアレイ１０２およびＰＣＵ２００は、サブシステムのＲＦインターフェイスを提供し、少なくとも幾らかの利得および位相整合をシステムに供給することができる。１つの態様においては、ＰＣＵはシステムの他のＲＦ素子（RF electronics）に対する位相整合の必要性を解消することができる。アンテナアレイ１０２およびＰＣＵ２００を含むアンテナアセンブリ１００については、以下に詳細に述べる。
【００２０】
図２に示すように、装着可能サブシステム５０はまた、ＰＣＵ２００に接続されたジンバルアセンブリ３００を含むことができる。ジンバルアセンブリ３００は、例えばライン３２２上の制御信号をＰＣＵ２００に供給して、偏波および／またはスキュー制御を実行する。ジンバルアセンブリ３００はまた、制御信号を供給して、アンテナアレイ１０２を方位角および仰角に関する角度の範囲で動かして、ビームステアリングおよび信号追跡を実施する。ジンバルアセンブリ３００については、以下に詳細に記述する。
【００２１】
１つの態様によれば、装着可能サブシステム５０はさらに、ダウンコンバータユニット（ＤＣＵ）４００を含むことができ、ＤＣＵ４００はジンバルアセンブリ３００からライン（単数または複数）７４を通って電力を受信することができる。ＤＣＵ４００は、入力信号、例えばライン１０６上の直線または円偏波信号などを、アンテナアセンブリ１００から受信することができ、出力信号、例えば直線または円偏波信号などを、ライン７６において、ライン１０６で受信した入力信号の周波数より低い周波数で供給することができる。ＤＣＵ４００については、以下に詳細に記述する。
【００２２】
１つの態様によれば、装着可能サブシステム５０は、例えば装着ブラケット（図１Ａと図１Ｂにおける５８）を通って延長しているケーブルを介して、例えば乗り物５２内に配置することができる２次ユニット６８に接続してもよい。１つの例においては、２次ユニット６８は、アンテナアセンブリ１００が受信した信号を、乗り物に関連する乗員に供給するように適合することができる。１つの態様においては、２次ユニット６８は、第２ダウンコンバータユニット（ＤＣＵ−２）５００を含んでよい。ＤＣＵ−２  ５００は、ライン７６上のＤＣＵ４００から入力信号を受信することができ、これらの信号をダウンコンバートして、低い周波数の出力信号をライン７８に供給する。ＤＣＵ−２  ５００は、以下に詳細に記述するように、コントローラ５０２を含むことができる。２次ユニット６８はさらに、付加的な制御および電力素子８０を含むことができ、これらは例えば、ライン８２のＲＳ−４２２またはＲＳ−２３２を通って、ジンバルアセンブリ３００に制御信号を供給することができ、またジンバルアセンブリ３００に、例えばライン８４（単数または複数）を通して操作電力を供給することができる。２次ユニット６８は任意の必要なディスプレイまたは出力デバイス（図１Ｂ参照）を含んで、ＤＣＵ−２  ５００からの出力信号を乗り物に関連する乗員に提供することができる。例えば、乗り物５２（図１Ｂ参照）は航空機であってよく、２次ユニット６８は背もたれのディスプレイ６４（図１Ｂ参照）を含むかまたはそれに接続されて、例えばデータ、ビデオ、携帯電話または衛星テレビ信号などの信号を乗員に提供することができ、またヘッドフォンジャックや他のオーディオ出力を含んで、乗員に音声信号を供給することができる。ＤＣＵ−２  ５００を含む２次ユニット６８については、以下に詳細に記述する。
【００２３】
図３を参照すると、アンテナアレイ１０２の一例を含む、装着可能サブシステム５０の１つの態様が斜視図で示されている。示されている例においては、アンテナアレイ１０２は給電ネットワーク１１２に接続された４個の円形ホーンアンテナ１１０のアレイを含む。しかし、アンテナ１０２は、各々が好適なタイプのアンテナである任意数のアンテナ素子を含んでよいことが理解されるべきである。例えば、代替的なアンテナアレイは、８個の矩形ホーンアンテナを２ｘ４または１ｘ８の構成で、好適な給電構造と共に含むことができる。ある用途においては、アンテナ素子が例えばホーンアンテナなどの広い帯域を有するアンテナであることが有利な場合もあるが、本発明はホーンアンテナに限定されず、任意の好適なアンテナを用いることできる。示された例は直線状の１ｘ４アレイのホーンアンテナ１１０であるが、本発明はこれに限定されず、代わりにアンテナアレイ１０２はアンテナ素子の２次元アレイ、例えば８個のアンテナが２列で２ｘ８のアレイを形成するものでもよいことが理解されるべきである。以下の説明では主として、示された例である円形ホーンアンテナ１１０の１ｘ４アレイについて述べるが、この説明は当業者に自明の改変を伴う他のタイプおよびサイズのアレイにも等しく適用できることが理解されるべきである。
【００２４】
図４を参照すると、各々が給電ネットワーク１１２に接続された４個の円形ホーンアンテナを含む、図３のアンテナアレイ１０２の側面図が示されている。円形ホーンアンテナの１つの利点は、対応する矩形ホーンアンテナと同じ開口面積を有する円形ホーンアンテナは、矩形ホーンアンテナより小さなスペースをとることである。従って、円形ホーンアンテナをスペース制限が厳しい用途に用いることは有利である。示された態様においては、給電ネットワーク１１２は導波管給電ネットワークである。導波管の利点は、ケーブルまたはマイクロストリップなどの他の通信媒体より、一般に損失が少ないことである。従って、アンテナアレイ１０２に付随する損失を低減または最少化することが望ましい用途において、給電ネットワーク１１２に導波管を用いることは有利である。給電ネットワーク１１２については、以下に詳細に記述する。さらに、示された例においては、アンテナ１１０はそれぞれ対応する誘電体レンズ１１４に接続されている。誘電体レンズは、アンテナ１１０との間で入射または伝播される放射線を集束させ、アンテナ１１０の利得を高めることができ、これについては以下に詳細に述べる。
【００２５】
一般に、各ホーンアンテナ１１０は、図５に示すように、アンテナ１１０の側面によって規定される開口１１６を通して入射する電磁放射線を受信することができる。アンテナ１１０は、受信した放射線を、アンテナ１１０が給電ネットワーク１１２に接続されている給電点１２０に集束させることができる。アンテナアレイについては、情報源から入射する放射線に関して本明細書でさらに述べるが、アンテナアレイはまた送信モードにおいても動作できることが理解されるべきであり、この送信モードにおいては、給電ネットワーク１１２は、対応する給電点１２０を介して各アンテナ１１０に信号を供給し、アンテナ１１０は信号を送信する。
【００２６】
１つの態様によれば、アンテナアセンブリ１００は、乗り物５２の上に装着可能である（図１Ａと図１Ｂ参照）。この用途においては、乗り物が移動するときの抵抗を最少化するために、アンテナアセンブリ１００の高さを低減すること、従って低いプロファイルのアンテナを用いることが望ましい。そのため、１つの例においては、ホーンアンテナ１１０は比較的大きい内角１２２を有して広い開口を提供し、ホーンアンテナ１１０の高さ１２４を比較的小さくするように構成することができる。例えば、１つの態様によれば、アンテナアレイは４個のホーンアンテナ１１０のアレイを含み（図５参照）、各ホーンアンテナ１１０は約７インチの直径１２６および約３．６インチの高さ１２４の開口１１６を有する。他の例においては、アンテナアセンブリ１００は、例えば航空機のテイル上に装着することができる。この場合アンテナ（単数または複数）はさらに高くてよく、例えば約１２インチまでの高さでよい。この場合、より大きなアンテナはより高い利得を有し、従って低いホーンアンテナのアレイの場合より少ない数の素子を有するアンテナアレイを用いることができる。
【００２７】
以上に記述したように、アンテナアレイに対する高さおよび／またはスペースの制限のために、ある用途においては、高さが低く開口の広いホーンアンテナ１１０を用いるのが望ましい場合がある。しかし、かかるホーンアンテナは所望の数値より低い利得を有することがあり、なぜならば、図５に示すように、ホーン開口１１６へ垂直に入射する第１信号１２８と、アンテナの縁にそって入射する第２信号１３０との間に重大な経路長の差が生じ得るからである。この経路長の差は、第１および第２信号１２８、１３０の間の大きな位相差を引き起こす。従って、１つの態様によれば、図４に示すように誘電体レンズ１１４をホーンアンテナ１１０に接続して、位相および経路長を整合させ、それによって、アンテナアレイ１０２の利得を増加させることが望ましい。
【００２８】
１つの態様によれば、誘電体レンズ１１４は、図４に示すように、ホーンアンテナ開口の上および／または部分的にその中に装着可能な、平凸レンズであってよい。この仕様において、平凸レンズとは、１つの実質的な平面と１つの対面する凸面とを有するレンズと定義される。誘電体レンズ１１４は、例えばスネルの法則による回折などを含む、周知の光学原理に従って成形することができ、それによってレンズは、入射する放射線をホーンアンテナ１００の給電点１２０に集束することができる。図４および図５を参照すると、誘電体レンズ１１４の凸形状のために、ホーン開口の中心の上に存在する誘電体材料の垂直方向の深さが、ホーンの縁と比べてより大きくなることがわかる。従って、垂直に入射する信号、例えば第１信号１２８（図５）は、ホーンアンテナ１１０の縁１１８にそって入射する第２信号１３０よりも、大量の誘電体材料を通り抜けることができる。電磁信号の誘電体中の伝送は空気中より遅いため、誘電体レンズ１１４の形状により、第１および第２入射信号１２８、１３０の電気的経路長を同一にすることができる。異なる角度からホーンアンテナ１１０に入射する信号間の位相不整合を低減することにより、誘電体レンズ１１４は、ホーンアンテナ１１０の利得を増加するよう機能することができる。
【００２９】
図６Ａ〜図６Ｄを参照すると、本発明による誘電体レンズ１１４の１つの態様が異なる視界において示されている。示された例においては、誘電体レンズ１１４は平凸レンズである。レンズの単純な平凸形状は集束を提供でき、同時にコンパクトなレンズ−アンテナ組合せを提供する。しかし、誘電体レンズ１１４は所望の任意の形状を有することができ、平凸レンズに限定されないことが理解されるべきである。
【００３０】
１つの態様によれば、レンズは誘電体材料から構成され、図６Ａ〜図６Ｄに示すようにインピーダンスが整合した同心溝をその中に有することができる。レンズの誘電体材料は、少なくとも部分的に、材料の既知の誘電率および誘電正接の値に基づいて選択することができる。例えば、多くの用途においては、装着可能サブシステムにおいては損失を低減または最少化することが望ましく、従って、低い誘電正接を有するレンズの材料を選択することが望ましい。アンテナアレイのサイズおよび重量の制限は、少なくとも部分的に、材料の誘電率の範囲を決定するが、これは、一般に材料の誘電率が低いほどレンズが大きいからである。
【００３１】
レンズの外側表面は、例えばレンズ材料の固体ブロックをミリング（milling）して、それによって平凸レンズを形成することができる。上に述べたように、１つの例によれば、レンズの外面は複数の溝１３２を含むことができ、これらの溝はレンズの中心軸の回りに複数の同心円を形成する。溝は、レンズと周囲の空気のインピーダンス整合の改善に寄与し、それによって受信信号の反射コンポーネントを減少させ、アンテナ−レンズの効率をさらに増加させる。同心溝１３２は、総数が偶数または奇数であってよく、１つの例においては均等な間隔をおくことができ、標準のミリング技法および手順によりレンズ材料に容易に加工することができる。１つの例においては、溝は、加工の容易さのために、実質的に同じ幅を有するように加工することができる。
【００３２】
同心溝１３２は、誘電体レンズ１１４の、周囲の大気に対するインピーダンス整合を促進することができる。これにより、入射した放射線の、レンズ表面からの望ましくない反射を低減することができる。反射は、通常は空気媒体とレンズ媒体との間のインピーダンス不整合から生じる。乾燥した空気中では、自由空間（または乾燥空気）の特性インピーダンスは約３７７オームであることが知られている。レンズ材料では、特性インピーダンスはレンズ材料の誘電率の２乗根に反比例する。従って、レンズ材料の誘電率が高いほど、一般にレンズと空気との間のインピーダンス不整合は大きい。いくつかの用途においては、レンズのサイズおよび重量を低減するために、比較的高い誘電率を有する材料からレンズを製造することが望ましい場合がある。しかし、レンズと空気との間のインピーダンス不整合による反射は望ましくない。
【００３３】
レンズ材料の誘電率は、与えられた誘電体物質の特性値であり、比誘電率（relative permittivity）と呼ばれることもある。一般に誘電率は複素数であり、フレネル反射係数とも呼ばれる材料の反射表面特性を表す実数部分と、材料の電波吸収特性を表す虚数部分とを含む。レンズ材料の誘電率が空気のそれに近いほど、反射される受信通信信号のパーセンテージが低くなる。
【００３４】
反射信号の大きさは、レンズ材料に加工された同心円状の輪などの、インピーダンス整合機構の存在によって大幅に低減することができる。溝１３２を有する場合、レンズ材料表面で反射される信号は、各境界における屈折率ηｎの関数として、次の式（１）に従って減少する：
【数１】
2005536929.tif 000003
反射信号のさらなる減少は、直接および内部での反射信号が構造上付加されるように溝の深さを最適化することにより、達成することができる。
【００３５】
図６Ｄを参照すると、同心溝１３２の各々は、レンズ構造の内部の、溝が丸い先端１３４にすぼまる溝の最大深さにおいて、凹面の機構を有することができる。同心溝は、レンズ内に、一般のミリングまたは旋盤によって、例えば各溝を加工の容易さのためにレンズの中心軸に平行に、形成することができる。すなわち、各溝は、レンズの面上で互いに平行に形成することができる。従って、同心溝の幅および角度の両方を一定に保ちながら、各溝がミリングされる深さは、図６Ｄに示すように、凸レンズの頂角または中心から遠ざかるに従って増加させることができる。１つの例において、溝は通常、波長（動作周波数帯域の中心において）の約１０分の１以下の幅１３８を有してよい。溝付の材料の割合は、次の式（２）から求めることができる。
【数２】
2005536929.tif 000004
ここで、ηはレンズの誘電体材料の屈折率である。
【００３６】
レンズのサイズおよびレンズ表面に形成される溝のサイズは、誘電体レンズ１１４の所望の動作周波数に依存し得る。特定の１つの例においては、Ｋｕ周波数帯域（１０．７０〜１２・７５ＧＨｚ）で用いるように設計された誘電体レンズ１１４は、約２．５７５インチの高さ１３６を有し、約７．０２０インチの直径１３８を有する。この例においては、溝１３２は約０．０９４インチの幅１３８を有し、これらの溝の各々の基部に形成された凹部１３４は、約０．０４７インチの半径を有することができる。図６Ｄに示すように、この例においてはレンズ１１４は全部で１９個の同心溝を有する。１つの例においては、溝は中心軸近くでは波長のおよそ４分の１の深さまで表面を貫通することができ、直接および内部での反射信号の整合性のある合計（coherent summing）を維持するために、一定の間隔を開けてつくられることができ、レンズの端に近づくにつれて次第により深い溝となる。特定の１つの例によれば、最も中心にある同心溝は、例えば０．２００インチの深さを有することができ、最も外周の溝は、例えば０．２４８インチの深さを有することができる。溝は、レンズの中心から約０．１６８インチの間隔で等間隔に位置されてよい。もちろん、上記の特定の大きさは、例示および説明目的のために示された１つの例であり、本発明は溝のサイズおよび数、または位置に関して限定されないことが理解されるべきである。示された例は１９個の溝を含むが、誘電体レンズ１１４は１９個より多いかまたは少ない数の溝を有して形成することができ、溝の深さもまた、レンズの直径に比例することができ、誘電体レンズの動作周波数に基づくことができる。
【００３７】
誘電体レンズの従来のインピーダンス整合機構は、例えば１．５波長毎に１つなどの、多数の一定間隔の穴を挿入することを必要とする。例えば、０．３４インチの間隔で放射方向に沿って０．３４インチ離した穴を用いた場合の穴の総数は、直径７インチのレンズで３３７個であり、一方本発明による溝付誘電体レンズでは、たったの１９個の溝を含む。本発明は従って、何百もの穴を形成する必要性を解消し、レンズ設計および製造の複雑さを低減することができる。
溝１３２は同心状に描かれているが、それらは代替的に平行列の溝、または渦巻きなどの連続する溝として実現することもできる。
【００３８】
他の態様によれば、図６Ｄに示すように、本発明の側面による凸平レンズは、凸レンズ表面および平面の両方に形成されたインピーダンス整合溝１３２、１４０を含むことができる。図６Ｃを参照すると、１つの例により、平面側１４２は、レンズの凸側の反対側に形成することができる。平面側１４２の幅は、例えばミリングなどにより、レンズの全体の直径に比べて小さくすることができる。平面側１４２の幅の減少により、レンズを部分的にホーンアンテナの中に挿入することが可能となる。１つの特定の例によれば、誘電体レンズ１１４は、約３．５００インチの半径を有することができる。図６Ｃに示すように、レンズ構造の非凸側の、中心から約３．１００インチの半径の外側に平面側１４２が形成され、レンズ全体の幅を約０．１００インチ減少させる。従って、レンズの平面側の外周部分の一部、長さ約０．４００インチで幅０．１００インチの部分が取り除かれる。レンズ構造の凸面または平面の反対側にミリングされた溝１３２と同様に、平面側の中心点から例えば半径３．１００インチまで、同心溝１４０を、レンズの平面１４２内にミリングすることができる。
【００３９】
１つの例においては、図６Ｄに示すように、同心の内部溝１４０は、例えば０．０９４インチの一定幅１４４、および例えば０．２００インチの一定深さ１４６を有して、均一であることができる。しかし、溝は均一である必要はなく、レンズの所望の特性に依存して異なる幅および深さを有することができることが理解されるべきである。外部溝１３２と異なって、内部溝１４０は、各溝がレンズの中心から離れても深さが異なる必要はない。１つの例においては、内部溝１４０の山の高さの半分が、レンズの平面基部０．４００インチの外側を越えて延び、一方、ミリングされた各溝の谷、またはトラフの半分は、レンズの平面基部０．４００インチの外周を越えてレンズ内に入って延びる。本発明は、本明細書で述べる例における特定のサイズには限定されず、これらは例示および説明目的であり、限定を意図しないことがさらに理解されるべきである。
【００４０】
図６Ｄを再び参照すると、同心溝１３２がレンズ１１４の凸側に形成されている場合、他方のスムーズなレンズ表面は、異なる高さの同心の容積リング（volumetric ring）となる。これらのリングは山と谷を有する。山は鋸の歯のようになっており、凸形状の全体の曲線を与えており、一方谷は、上述したように、そこが終点である丸い底または基部１３４を有することができる。図６Ｄに示すように、各同心円の溝は、レンズの中心から離れるにつれて、レンズの外面の一般的な曲線のために前の溝（中心に近い溝）よりもさらに三角形の山を有する。しかしレンズ平面側の内部の溝１４０は、より規則的な山と谷を有することができる。
【００４１】
例示された態様により、レンズの凸側の同心溝１３２は、レンズ平面側の同心溝１４０と完全に揃っていなくてもよく、図６Ｄに示すようにずらせて配置してよい。例えばレンズの外側凸面上の全ての山は、内部の平面側のトラフまたは谷に揃えて配置することができる。逆に、レンズの内部の全ての山は、レンズの外側にミリングされたトラフ分、ずらせて配置してよい。示された例は、レンズの平面および凸面側に溝を有し、反射ＲＦエネルギーを約０．２３ｄＢ、すなわち同じサイズで同じ材料の溝なしレンズによる反射の場合の０．４６ｄＢの約半分だけ減少することができる。
【００４２】
他の態様によれば、平凸誘電体レンズは、凸レンズの内面に沿って形成された単一ゾーンフレネル様表面機構を有することができる。平凸レンズの外面および内面上の溝と組み合せて（上記のように）、フレネル様機構は、レンズ材料の体積の大幅な減少に寄与でき、それによってレンズ全体の重量を減少させる。上で述べたように、レンズの１つの用途は、衛星放送サービスの受信のために、例えば航空機などの乗員用の乗り物に装着されたアンテナとの組合せである。かかる用途において、レンズとアンテナの総重量は設計上の重要な考慮事項であり、より軽い構造が好ましい。レンズの総重量は、単一フレネル様ゾーンを平凸レンズの内部平面に組み込むことにより、大幅に減少可能である。
【００４３】
図７を参照すると、平凸レンズは、レンズの縁では小さな（ゼロに近い）厚さを有し、位相条件の要請によって、すなわち、異なる入射角度でレンズを通過する全信号がほぼ同じ位相でアンテナの給電点に到着するため、レンズの中心軸に近づくにつれてレンズが次第に厚くなるように設計することができる。位相条件を満たすためには、レンズ外辺部とレンズ内部の信号の間の経路長の差が、動作周波数において１波長に等しくすることができる。この点において、誘電体材料の厚さは、レンズを通る波先を変えることなく、最少構造長さまたはほぼゼロに減少させることができる。次にこの点は、元の平面１４２に平行な別の平面ゾーンの外部境界１４８を形成することができ、図７に示すように、これを通して光学経路長さは、最外周ゾーンを通るものより１波長分短くなる。複数のフレネル様ゾーンの使用は、信号の受信または送信の周波数帯域幅を、例えば１０．７〜１２．７５ＧＨｚ帯域内などに制限する可能性があり、従ってただ１つの大きなフレネル様ゾーンのみの使用が好ましい。しかし、広い帯域幅が重要ではない用途においては、本発明による誘電体レンズは、１より多数のフレネル様ゾーンによって形成してよく、本発明は単一のフレネル様ゾーンのみを含むレンズに限定されない。
【００４４】
１つの態様によれば、図７に示すように、フレネル様機構１５０は、レンズ材料の「カットアウト」であってよく、これはほぼ台形の形状で、レンズの平面１４２からレンズの外側凸面１５２へと広がっている。フレネル様機構１５０は重量を大幅に低減させることができる。例えば、固体ポリエチレン材料から形成された同じようなサイズのレンズに比較して、図７に示したレンズは、フレネル様ゾーンにより取り除かれた材料のために４４％の重量の節約を示す。無線周波エネルギーを吸収する誘電体材料の減少は高効率レンズを可能にするが、これは、信号がレンズを通るときの無線周波エネルギーの吸収が少ないからである。例えば、図７に示されたレンズは、１つのフレネエル様ゾーンを有さない平凸レンズと比較した場合、約０．０５ｄＢだけ少ないエネルギーを吸収する。レンズを通る信号の減衰は次の式（３）によって計算することができる。
【数３】
2005536929.tif 000005
ここで、αはｄＢ／インチで表した減衰、「losst」は材料の誘電正接、εは材料の誘電率、およびλは信号の自由空間波長である。
【００４５】
図８を参照すると、レンズの内部平面１５６に隣接して内部に広がって形成されている単一ゾーンフレネル様機構１５４を含む、誘電体レンズの他の例が示されている。上述したように、フレネル様ゾーンはレンズ材料の体積を大幅に減少させることができ、それによってレンズ全体の重量を減少させる。図８に示されたこの構造は、内部段フレネルレンズ１６０と呼ばれることもある。１つの態様においては、図に示すように、内部段フレネルレンズ１６０は、その中にインピーダンス整合溝を有することができる。１つの例においては、レンズ１６０の外部凸面１６２は、上述のように同心円状の輪として形成された１つまたは２つ以上のインピーダンス整合溝１６４を有することができる。内部平面１５６は同様に、上述のように同心円状の輪としてその中に形成された１つまたは２つ以上の溝１６６を有することができる。１つの態様によれば、上の平面１５８はフレネル様機構の上部境界を形成し、図８に示されるように、その中に形成された１つまたは２つ以上の溝１６６を有してもよい。溝は、レンズ１６０のインピーダンス整合を改善し、凸面１６２、フレネル様表面１５８、および残りの平面１５６における反射損失を低減し、アンテナ−レンズの効率をさらに高めることに寄与することができる。
【００４６】
従来のフレネルレンズ１７０を図９に図示する。図９に示すように、従来のフレネルレンズは、ステップ部分１７２がレンズの外面（結合されたホーンアンテナから遠い部分）に配置され、固有の非効率性を有する。特に、領域１７４で示される、従来のフレネルレンズ１７０のある部分へ入射する放射線は、レンズの焦点１７６には集束されない。一方、本発明の内部段フレネルレンズ１６０は、レンズの外面の任意の部分に入射した放射線１７８を、図１０に示すようにレンズの焦点に集束させる。従って、本発明の内部段フレネルレンズは、円錐ホーンアンテナと組み合わせて用いられる場合、従来のフレネルレンズより、従来の反射型ディッシュアンテナに対するより効率的な代替品となる。上述のように、内部段フレネルレンズは、通常の平凸レンズに比べて大幅な重量削減を提供することができる。さらに、内部段フレネルレンズは、標準フレネルレンズに比べて、回転アンテナの用途に対して、ホーンレンズ組み合わせの「行程容量（swept volume）」を増加させない。
【００４７】
図１１を参照すると、本発明による誘電体レンズ１６１の他の態様が示されている。この態様では、誘電体レンズ１６１は、周辺レンズ表面１６３に対して平凸形状を、内側レンズ表面１６５に対して双凸レンズ形状を用いる。周辺レンズ表面１６３    と内側レンズ表面１６５のそれぞれは、上述のように、その中に形成された１つまたは２つ以上の溝１６７を有することができる。さらに、誘電体レンズ１６１は、上述のように、その中に形成されたフレネル様機構１６７を有することができ、レンズ１６１の重量を減少させる。最適な屈折型平凸または双凸構造は、レンズの片側に対して確定表面（例えば、平面、球面、放物線または双曲線表面）を用い、反対の面に対する軌跡の点を解くことによって実現することができる。例示された態様においては、双凸部分１６５は、レンズの片側は球面を、他の面には最適化軌跡を用いて設計されている。
【００４８】
上述のように、誘電体レンズは、重量、誘電率、誘電正接、および屈折率の最適な組み合わせを有するように設計することができ、広い温度範囲において安定となる。さらにレンズについて望ましいのは、広い温度範囲にさらされた場合、または製造中に、変形したり歪まないこと、ならびに、湿った状態におかれた場合に、例えば１％未満などの非常に少量の水蒸気または水分のみを吸収するため、任意の吸収された水分がレンズの誘電率、誘電正接、および屈折率の組み合わせに悪影響を与えないことである。さらに入手可能性ついては、レンズが容易に製造できることが望ましい。さらに、レンズはその誘電率、誘電正接、および屈折率を維持し、アルカリ、アルコール、脂肪族炭化水素および鉱酸に対して化学的に耐性を有することが望ましい。
【００４９】
１つの態様によれば、誘電体レンズは、製造が容易で、物理的衝撃に対して耐性があり、−７０Ｆなどの温度条件において操作可能な、一定形態のポリスチレンを用いて構成することができる。１つの例においては、この材料は架橋ポリスチレンとして知られているポリスチレンの強固な形態であってよい。例えば２０％以上の高い架橋を有して形成されるポリスチレンは、その形状が溶媒の影響を受けず、低い誘電率、低い誘電正接、および低い屈折率を有する、非常に強固な構造に形成することができる。１つの例においては、架橋ポリマーポリスチレンは以下の特徴を有することができる：誘電率が約２．５、誘電正接が０．０００７未満、吸湿が０．１％未満、および低い塑性変形特性。ポリスチレンなどのポリマーは、低い誘電損失を有して形成することができ、非極性または実質的に非極性の成分、および熱可塑性エラストマー系ポリマー構成要素を有する熱可塑性エラストマーから形成することができる。「非極性」の用語は、双極子がないか、または双極子が実質的にベクトル的に均衡しているモノマー単位を指す。これらのポリマー材料においては、誘電特性は原理的に、電子的偏光効果（electronic polarization effect）の結果となる。例えば、１％または２％のジビニルベンゼンおよびスチレンの混合物は、ラジカル反応を通して重合することができ、低損失の誘電体材料を提供する架橋ポリマーを提供して、熱可塑性ポリマー構成要素を形成することができる。ポリスチレンは、例えば次の極性または非極性モノマー単位を含むことができる：スチレン、アルファ−メチルスチレン、オレフィン、ハロゲン化オレフィン、スルホン、ウレタン、エステル、アミド、炭酸塩、イミド、アクリロニトリル、ならびにこれらのコポリマーおよび混合物。非極性モノマー単位、例えばスチレンおよびα−メチルスチレン、ならびにプロピレンおよびエチレンなどのオレフィン、ならびにこれらのコポリマーおよび混合物も用いることができる。熱可塑性ポリマー構成要素は、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、およびポリオレフィンから選択することができる。
【００５０】
上記のような架橋ポリマーポリスチレンから構成されたレンズは、従来の加工作業により容易に形成することができ、約０．０００２インチ未満の表面精度で研磨することができる。架橋ポリマーポリスチレンは、−７０Ｆを下回る温度まで２％以内の誘電率を維持することができ、アルカリ、アルコール、脂肪族炭化水素および鉱酸に対して化学的に耐性のある材料特性を有することができる。１つの例においては、このように形成された誘電体レンズは、上述のような溝を有する表面と内部段フレネル機構とを含むことができる。
【００５１】
１つの例においては、誘電体レンズは、架橋ポリスチレンであってよい低損失レンズ材料と、例えばモノマーシートおよびロッドからの鋳造物である熱硬化性レジンとの組み合わせから形成することができる。かかる材料の１例は、Rexolite（登録商標）として知られている。Rexolite（登録商標）は、C-Lec Plastics, Inc.により製造された、ユニークな架橋ポリスチレンマイクロ波プラスチックである。Rexolite（登録商標）は、５００ＧＨｚまで誘電率２．５３および非常に低い散逸率（dissipation factor）を維持する。Rexolite（登録商標）は、通常の負荷では永久的な変形または塑性流動を示さない。全ての鋳造は無応力であり、加工の前、最中、または後に応力を取り除く必要はない。１つの試験中において、Rexolite（登録商標）は、１０００時間沸騰水中につけられた後に０．０８％未満の水分を吸収し、誘電率の大きな変化がなかったことが見出された。Rexolite（登録商標）を加工するために用いられる道具構成は、アクリリック（Acrylic）に用いられるものと同様であってよい。Rexolite（登録商標）は、従って、標準技術を用いて加工することができる。低温流動への高い耐性と元来無応力であることにより、Rexolite（登録商標）は、容易に加工可能またはレーザービームにより切断可能であり、例えば約０．０００１の耐性精度に非常に近い値を、研磨（grinding）によって得ることができる。ひび割れ（crazing）は、鋭利な道具の使用と、研磨中の過剰な熱を避けることにより避けることができる。Rexolite（登録商標）は、アルカリ、アルコール、脂肪族炭化水素および鉱酸に対して化学的に耐性がある。さらに、Rexolite（登録商標）は、アクリリックより約５％軽く、単位容積でＴＦＥ（テフロン（登録商標））の半分以下の重量である。
【００５２】
図３および図４を再度参照すると、誘電体レンズ１１４は、図に示すように、ホーンアンテナ１１０に装着することができる。１つの態様によれば、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、レンズ１１４は１個または２個以上の取り付けフリンジ１１８を含むことができ、該フリンジはレンズ１１４の側面から突き出ていてもよく、レンズを例えばホーンアンテナ１１０（図３参照）などの他の表面上に取り付けるために用いることができる。１つの例においては、レンズは３個のフリンジ１８０を含むことができ、それらはレンズの縁から互いに９０度の角度で延びてよく、これによって図６Ｂに示すように、レンズを上から見た場合、１つのフリンジが３つの４分円のうちの１つに位置される。１つの特定の例によれば、フリンジ１８０はレンズ１１４の端から約０．４１３インチ延びており、約０．６０インチの幅を有してよい。上に述べたように、レンズ１１４は約７．０２０インチの直径および約３．５１０インチの半径を有することができる。しかし、フリンジ１８０と合わせると、各フリンジがレンズの中心からそれぞれ外側に伸びている最大長を測定した場合、レンズの総半径は約３．９０２５インチとなる。従って、１つの例において、フリンジ１８０はレンズの端から最大で０．４０２５インチ延びていてもよい。
【００５３】
他の態様によれば、フリンジ１８０は均等に細くなっており、図６Ｂに示すように、フリンジとフリンジの中間点１８２においては、レンズの約７．０２０インチの直径を超えて材料が突き出ないようにすることができる。１つの例においては、１個または２個以上の穴１８４をフリンジ１８０に形成することができる。穴１８４は、レンズ１１４を図１２に示すようにプレート１８６などの外面に取り付けるために用いることができる。１つの例においては、穴は各々が約０．２２インチの直径を有してよい。さらに、穴は各フリンジの中心から両側に等距離に位置するよう間隔をあけてよい。
【００５４】
１つの例によれば、誘電体レンズ１１４は、図１３に示すように、ホーンアンテナ１１０の上に適合し、少なくとも一部がホーンアンテナの内部にあるように設計することができる。レンズ１１４は、ホーンアンテナ１１０に装着された場合に、ホーンアンテナ１１０とレンズ１１４との組み合わせが、制限容積内、例えば回転の円１８８の内部にあるように設計することができる。１つの例においては、レンズ１１４の直径はホーンアンテナ１１０の直径にほぼ等しくてよく、レンズ１１４の高さはホーンアンテナ１１０の直径の約半分であってよい。他の例によれば、レンズ１１４はホーンアンテナ１００に関して自動中心にすることができる。例えば、レンズ１１４の形は自動中心機能を実施することができ、レンズ１１４は傾斜端部１１５を有して（図７参照）、これがホーンアンテナ１１０に対してレンズ１１４の中心を合わせるように機能する。１つの例においては、レンズの傾斜端部１１５は、ホーンアンテナ１１０の傾斜角度に整合することができる。例えば、ホーンアンテナ１１０の側面が垂直に対して４５度の角度の場合、レンズの傾斜端部１１５もまた垂直に対して４５度の角度であってよい。
【００５５】
図１３を再度参照すると、導波管給電ネットワーク１１２はまた、回転の円１８８内に適合するよう設計することができる。他の例においては、図３に図示されるように、ホーンアンテナ１１０とレンズ１１４を取り付け可能なジンバルアセンブリ６０も含むことができる装着可能サブシステム５０、および、被覆するレードーム（図示なし）は、上述のように、制限容積内（例えば、図１３の回転の円１８８）に適合するように設計することができる。１つの例においては、給電ネットワーク１１２は、示されるように、ホーンアンテナ１１０の湾曲部に隣接して適合するよう設計することができ、それによって給電ネットワークに必要な空間を最小化する。
【００５６】
他の例によれば、レンズ１１４は、レンズ１１４の質量の中心が、レンズがそれに装着される対応するホーンアンテナ１１０の質量中心に対して釣り合いを保つように設計してもよく、レンズとホーンアンテナの複合質量の中心を移動させて全体構造の回転中心に近づけ、ジンバルアセンブリ６０による構造体の回転を促進する。
【００５７】
図３および図１３を参照すると、他の態様によれば、あるホーンアンテナ１１０、例えば、アンテナアレイ１０２の終端に位置するアンテナは、ホーンアンテナ１００の表面上に形成されたリング１９０を含むことができ、ホーンアンテナ１１０のジンバルセンブリ６０への装着を容易にする。図１４に示すように、リング１９０はポスト１９２に適合させることができ、ポスト１９２は、ジンバルアセンブリ３００（図３参照）から伸びるアーム１９４に結合され、アンテナアレイ１０２をジンバルアセンブリ３００に装着して、ジンバルアセンブリがアンテナアレイ１０２を動かすことを可能にしている。リング１９０は、図１３に示すように、ホーンアンテナ１００の外面上ホーンアンテナの開口の近く、すなわちアンテナアレイの回転中心の近くに形成することができる。１つの例においては、リング１９０はホーンアンテナ１１０に一体化して形成することも可能である。
【００５８】
上述のように、アンテナアレイ１０２は給電ネットワーク１１２を含み、１つの態様によれば、給電ネットワーク１１２は図１５に示すように導波管給電ネットワーク１１２である。給電ネットワーク１１２は、アンテナアレイ１０２が受信モードの場合は、ホーンアンテナ１１０の各々からの信号を受信し、給電ポート６００および６０２において１または２以上の出力信号を供給するよう、動作することができる。代替的に、アンテナアレイ１０２が送信モードで動作する場合は、給電ネットワーク１１２は、給電ポート６００、６０２において供給された信号をアンテナ１１０の各々へと導くことができる。従って、以下の説明では受信モードにおける動作について主として述べるが、アンテナアレイ（アンテナおよび給電ネットワーク）は送信モードでも動作可能であることが理解されるべきである。さらに、給電ネットワークは導波管給電ネットワークとして図示されているが、給電ネットワークは任意の好適な技術、例えばプリント回路、同軸ケーブル等を用いて実現できることが理解されるべきである。
【００５９】
１つの態様によれば、各アンテナ１１０は、図４および図１５に示すように、その給電点（図５、１２０）において直交モードトランスデューサ（ＯＭＴ）６０４に接続することができる。ＯＭＴ６０４は、ホーンアンテナ１１０と給電ネットワーク１１２との間に接続インターフェイスを提供することができる。図１６を参照すると、本発明によるＯＭＴ６０４の１つの態様の詳細が示されている。ＯＭＴ６０４は、アンテナ素子から第１ポート６０６において入力信号を受信でき、２つの直交モードコンポーネント信号をポート６０８および６１０において供給することができる。従って、ＯＭＴ６０４は、入ってくる信号を、例えばポート６０８において供給される第１コンポーネント信号と、例えばポート６１０において供給される第２直交コンポーネント信号とに分割することができる。これら２つの直交コンポーネント信号から、任意の送信入力信号を、下にさらに詳細に述べるように、２つのコンポーネント信号を組み合わせるベクトルによって、例えばＰＣＵ２００（図２）を用いて、再構成することができる。
【００６０】
図１６に図示する例において、ＯＭＴ６０４のポート６０８、６１０は、ＯＭＴ６０５の側面６１２、６１４に、入力ポート６０６に対して直角に配置される。この配置は、従来のＯＭＴで通常は１つの出力ポートがＯＭＴの下側に入力ポートと一致して位置するものより、ＯＭＴ６０４の高さを低くする。ＯＭＴ６０４の減少された高さは、アンテナアレイ１０２全体の高さを減少させるのに助けになり、これは用途によっては望ましい。図１６に示す例によれば、ＯＭＴ６０４は、丸い上端部６１６を含み、これによりＯＭＴ６０４はホーンアンテナ素子の側面に隣接して適合することができ、さらにアンテナアレイの高さの減少を促進する。１つの例においては、ＯＭＴ６０４はホーンアンテナ１１０に一体化して形成することもできる。ＯＭＴ６０４については、アンテナの受信放射に関連して記述しており、すなわち、ＯＭＴ６０４がアンテナからポート６０６において受信し、２つの直交出力信号をポート６０８、６１０において供給することについて記述しているが、ＯＭＴ６０４はまた逆向きにも動作できることが理解されるべきである。従って、ＯＭＴ６０４はポート６０８、６１０において２つの直交入力信号を受信し、信号を放射可能なアンテナに接続可能なポート６０６において、複合出力信号を供給することができる。
【００６１】
ＯＭＴ６０４のポート６０８、６１０は、完全に位相整合している必要はなく、従って、ポート６０８において供給される第１コンポーネント信号は、ポート６１０において供給される第２コンポーネント信号に対して僅かに位相がずれていてもよい。１つの態様において、以下に詳述するように、ＰＣＵはこの位相不均衡を修正するように適合することができる。
【００６２】
図１５を再度参照すると、給電ネットワーク１１２は、ＯＭＴ６０４のポート６０８、６１０の各々に接続されている複数の経路素子を含む。給電ネットワーク１１２は、ＯＭＴ６０４のポート６０８に接続され、それに沿って第１コンポーネント信号（各アンテナからの）が第１給電ポート６００へと伝送される、第１経路６１８（斜線部分）を含むことができる。給電ネットワーク１２はまた、ＯＭＴ６０４のポート６１０に接続され、それに沿って第２コンポーネント信号（各アンテナからの）が第２給電ポート６０２へと伝送される、第２経路６２０を含むことができる。従って、直交偏光されたコンポーネント信号のそれぞれは、ＯＭＴのポート６０８、６１０の接続点から給電ネットワーク１１２の対応する給電ポート６００、６０２へと、別々の経路を通ることができる。１つの態様によれば、第１および第２経路６１８、６２０は、給電ネットワーク１１２が第１および第２コンポーネント信号に対して任意の位相不均衡を生じさせないよう、同じ数のベンドおよびＴ接続を含んで対称であってよい。
【００６３】
図１５に示すように、給電ネットワーク１１２は複数のＥ面Ｔ接続６２２およびベンド６２４を含むことができる。アンテナアレイが受信モードで動作している場合、Ｅ面Ｔ接続は各アンテナから受信した信号を加えて、１つの出力信号を供給するように動作する。アンテナアレイが送信モードで動作している場合、Ｅ面Ｔ接続は電力分割器として動作し、１つの給電点からの信号を分割して、アレイの各アンテナへ給電する。示された例においては、導波管Ｔ接続６２２は、残り部分６２８の幅に対して狭い部分６２６を含み、これは位相整合の機能を行う。狭い部分６２６は、広い部分６２８よりも高いインピーダンスを有し、通常は波長の約４分の１の長さであってよい。１つの例においては、図示されているように、導波管Ｔ接続６２２は、信号がＴ接続６２２を通過するときの位相ひずみを低減するように機能することができる、ノッチ６３０を含んでよい。図に示すように、丸いベンド６２４を提供することは、給電ネットワーク１１２に直角のベンドが用いられる場合よりスペースが小さくてすみ、またこれは信号がベンド６２４を通る際の信号の位相ひずみを低減するように機能する。給電ネットワーク１１２の第１および第２経路６１８、６２０の各々は同数のベンドを各方向に有することができ、そのため第１および第２コンポーネント信号は、給電ネットワーク１１２を通る伝播から同一の位相遅れを受信する。
【００６４】
１つの態様によれば、誘電体挿入物を給電ネットワーク１１２の給電ポート６００、６０２内に配置することができる。図１７は、Ｅ面Ｔ接続に挿入可能な誘電体挿入物６３２の一例を示す。誘電体挿入物６３２のサイズおよび誘電体挿入物６３２を形成するのに用いる材料の誘電率は、給電ポート６００、６０２を形成する導波管のＴ接続の複数ポートの間のＲＦインピーダンス整合および送信特性を改善するように選択することができる。１つの例においては、誘電体挿入物６３２は、Rexolite（登録商標）から構成してよい。誘電体挿入物６３２の長さ６３４および幅６３６は、誘電体挿入物６３２が給電ポート６００、６０２の中にちょうど適合するように選択することができる。１つの態様においては、誘電体挿入物６３２は、その中に形成された複数の穴６３８を有することができる。穴６３８は、誘電体挿入物６３２の有効誘電率を低めて、優れたインピーダンス整合が達成できるように機能することができる。
【００６５】
図１５を再度参照すると、１つの例において、給電ネットワーク１１２は、機械的安定性のために１個また２個以上のブラケット６６０を含むことができる。ブラケット６６０は、例えば、隣接するＯＭＴ６０４の間に接続でき、給電ネットワーク１１２に対して付加的な構造的支持を提供する。ブラケット６６０は電磁気信号を運ばない。１つの例においては、ブラケット６６０は給電ネットワーク１１２に一体化して形成することができ、給電ネットワーク１１２と同じ材料を含むことができる。他の例においては、ブラケット６６０は給電ネットワーク１１２の部分に溶接または他の方法で取り付けることができる。
【００６６】
他の態様によれば、導波管給電ネットワーク１１２は、給電ポート６００、６０２のそれぞれに接続された給電直交トランスデューサ（図示なし）を含むことができる。図１８を参照すると、給電直交モードトランスデューサ（ＯＭＴ）６４０は、第１ポート６４２および第２ポート６４４を含んで、それぞれ給電ポート６００、６０２からの第１および第２直交コンポーネント信号を受信することができる。給電ＯＭＴ６４０は、ポート６４２および６４４において、直交第１および第２コンポーネント信号を受信し、その出力ポート６４６において複合信号を供給する。給電ＯＭＴ６４０は実質的にＯＭＴ６０４と同一であってよく、アンテナに接続されたＯＭＴ６０４に直交して給電されることができる。図１８に示すように、例えば、第１コンポーネント信号はＯＭＴ６０４のポート６０８において供給されることができ、給電ネットワーク１１２の第１経路６１８に沿って、ＯＭＴ６４０の第２ポート６４４に接続される給電ポート６００へと伝送される。同様に、ＯＭＴ６０４の第２ポート６１０は、第２経路６２０および給電ネットワーク１１２の給電ポート６０２を介して、ＯＭＴ６４０の第１ポート６４２へと接続することができる。第１コンポーネント信号は、ＯＭＴ６０４からの第１位相遅れφ１、経路遅れφｐ、およびＯＭＴ６４０からの第２位相遅れφ２を受信する。同様に、第２コンポーネント信号は、ＯＭＴ６０４からの第１位相遅れφ２、経路遅れφｐ、およびＯＭＴ６４０からの第２位相遅れφ１を受信する。従って、２つのＯＭＴ６０４と６４０の組合せは、直交的に給電されると、次の式（４）に示すように、第１および第２コンポーネント信号各々が実質的に同一の全体位相遅れを受信するように動作する。
【数４】
2005536929.tif 000006
ここで、（ωｔ＋φ１）および（ωｔ＋φ２）は偏波第１および第２コンポーネント信号であり、これらは給電ＯＭＴ６４０の出力ポート６４６において位相整合している。
【００６７】
他の態様によれば、給電ネットワーク１１２の給電ポート６００、６０２は、給電ＯＭＴを介さず直接ＰＣＵに接続することができ、ＰＣＵはφ１とφ２の間の任意の差を補正するために偏波補正および位相整合を提供するように適合することができ、これについては以下に詳細に述べる。
【００６８】
ある用途においては、アンテナアレイは広い範囲の温度および湿度変化に暴露され得る。これにより給電ネットワークおよびアンテナ内に結露が生じ得る。任意のかかる水分を給電ネットワークから脱出させるために、図１９の矢印６５０、６５２に示すように、給電ネットワークの部分に多数の小さな穴をあけることができる。ある場所においては、例えば矢印６５０で示すように、例えば約０．０６０インチの直径を有する１つの穴をあけることができる。他の場所においては、例えば矢印６５２で示すように、例えば０．３３５インチの間隔で２個または３個の穴のセットをあけることができる。かかるセットにおける各穴は、約０．０６０インチの直径を有することができる。図１９に図示された穴の位置および数は例示にすぎず、与えられたサイズおよび間隔もまた例示にすぎないことが理解されるべきである。本発明は、本明細書に示された穴の特定のサイズおよび位置に限定されず、任意の数の穴を用いて、給電ネットワーク１１２の異なる位置に配置することができる。
【００６９】
図２０を参照すると、ジンバルアセンブリ３００の１つの態様の機能ブロック図が示されている。上述のように、ジンバルアセンブリ３００は、例えば航空機などの乗員用乗り物に装着できる装着可能サブシステム５０の一部を形成することができる。以下の議論では、図１Ｂに示すように、装着可能サブシステム５０が航空機５２の外側に位置するシステムである場合について主として述べるが、本発明はこれに限定するものではなく、ジンバルアセンブリ３００は任意のタイプの乗員用乗り物の内側または外側に位置させられることが理解されるべきである。ジンバルアセンブリ３００は、アンテナアセンブリ１００（図２参照）と受信機フロントエンドとの間のインターフェイスを提供することができる。示された例によれば、ジンバルアセンブリ３００は、ジンバルアセンブリそれ自身に電力を供給し、またＰＣＵおよびＤＣＵなどの他の構成要素にライン３０４で電力を供給する電源３０２を含むことができる。ジンバルアセンブリ３００はまた、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３０６を含むこともできる。ＣＰＵ３０６は、ライン３０８、３１０、３１２の入力信号を受信することができ、これら信号は、システムに関するデータ、および／または例えばシステム座標、システムの姿勢、源の経度、源の偏波スキュー、および源の信号強度などの情報信号源についてのデータを含むことができる。１つの例においては、源についてのデータはＲＳ−４２２インターフェイス上で受信することができるが、しかし、システムはそれに限定はされず、任意の好適な通信リンクが使用可能である。ジンバルアセンブリ３００は、ＰＣＵ４００（図２参照）に制御信号を供給することができ、これによってＰＣＵ２００は、情報源とアンテナアセンブリとの間の偏波スキューを修正する。これについては以下に詳細に述べる。
【００７０】
ジンバルアセンブリ３００はさらに、ＰＣＵ２００に動作電力を供給することができる。さらに、ジンバルアセンブリ３００を介してＰＣＵおよびＤＣＵに制御ラインを供給することは、装着ブラケット５８を通るべきライン数を最少化し、アンテナアセンブリ１００と、例えばディスプレイまたはスピーカなどの、乗り物内に位置する乗員がアクセスするデバイスとの間を接続するために用いられるケーブル束のワイヤ数を最少化することができる。スリップリング内の個別のワイヤ数を減少させることの利点は、システム全体の信頼性を高めることである。さらに、束の中のワイヤ数を減少させることおよび、例えばより小さな曲げ半径によって束全体の直径を減少させることによる利点の幾つかは、ケーブル設置がより容易であることと、制御情報を運ぶケーブル間のクロストークの減少の可能性である。
【００７１】
図２０を参照すると、ジンバルアセンブリ３００は、アンテナアセンブリの方位角および仰角を制御することができ、従って、仰角モーター３１６を駆動してアンテナアレイを仰角について動かす仰角モータードライブ３１４、ならびに方位角モーター３２０を駆動してアンテナアレイを方位角について制御および位置付けする方位角モータードライブ３１８を含むことができる。アンテナアレイは、図１４に関して記述したように、リング、アーム、およびポストの配置によってジンバルアセンブリに装着することができ、仰角モーター３１６はアンテナアレイを仰角について、ジンバルアセンブリ３００のポストに対して仰角範囲約−１０度〜９０度（または天頂）において動かすことができる。ＣＰＵ３０６は、ライン３０８、３１０、３１２上で受信した入力データを用いて仰角および方位角モータードライブを制御し、アンテナが方位角および仰角において正確に指向して情報源から所望の信号を受信できるようにする。ジンバルアセンブリ３００はさらに、アンテナアレイを動かすための、仰角および方位角モーターに必要な任意の機械的構造を提供する、仰角および方位角の機械的アセンブリ３２４および３２６を含むことができる。
【００７２】
他の態様によれば、ジンバルアセンブリ３００のＣＰＵ３０６は、追跡ループ機構を含むことができる。この態様においては、ＣＰＵ３０４は、ライン３２２上のＤＣＵ４００（図２参照）から追跡ループ電圧を受信することができる。追跡ループ電圧は、ＣＰＵ３０６によって用いられ、乗り物が動くにつれて情報源からの所望の信号のピークをアンテナアレイが正確に追跡するのを促進する。追跡ループ機構については、ＤＣＵに関連してさらに詳細に述べる。
【００７３】
図２１を参照すると、偏波変換器ユニット（ＰＣＵ）２００の１つの態様の機能ブロック図が示されている。ＰＣＵ２００は、上述のように、アンテナアセンブリ１００の一部であってもよい（図２参照）。ＰＣＵ２００は、直交導波信号（上述の給電ネットワークの給電ポート６００、６０２において提供される直交第１および第２コンポーネント信号）を、信号源から送信された波形を示す直線偏波信号（垂直または水平）または円偏波信号（左旋または右旋）に変換する。１つの例によれば、ＰＣＵ２００は、情報源とアンテナアレイとの間の任意の偏波スキューβを補正するように適合することができる。例えば、乗り物５２（図１Ｂ参照）は航空機であってよく、ＰＣＵ２００は、情報源５６と乗り物５２との間の相対的位置によって生じる、任意のピッチ、ロール、およびヨーを含む偏波スキューβを補正するように適合することができる。ＰＣＵ２００はジンバルアセンブリ３００によって制御可能であり、制御インターフェイス２０２を介してジンバルアセンブリ３００からのライン３２２の制御信号を受信することができ、偏波スキューを正確に補正することを可能にする。ＰＣＵ２００は、ジンバルアセンブリ３００からライン（単数または複数）７０を介して電力を受信することができる。
【００７４】
衛星（または他の通信）信号は、２つの直交する波面上を送信されることができる。これにより、衛星（または他の情報源）は同じ周波数においてより多くの情報を送信でき、信号同士の干渉を防ぐために偏波ダイバーシティに頼ることができる。アンテナアレイ１０２が、衛星（または他の情報源）の送信アンテナの直接下側か、またはそれと同じ子午線上にある場合は、受信アンテナアレイ１−２および送信源アンテナの偏波は揃うことができる。しかし、情報源が位置する子午線または経線から乗り物５２が移動した場合は、送信および受信アンテナの間に偏波スキューβが導入される。このスキューは、物理的または電子的に回転するアンテナアレイ１０２によって補正することができる。アンテナアレイ１０２を物理的に回転させることは、アンテナアレイの高さを増す可能性があるため、実際的ではない可能性がある。従って、アンテナを電子的に「回転」させて、任意の偏波スキューを補正するのが好ましい。この「回転」はＰＣＵにより行うことができる。
【００７５】
図２１を再度参照すると、ＰＣＵは、第１および第２直交コンポーネント信号を、それぞれライン２０８、２１０上の給電ネットワークの給電点６００、６０２から受信することができる。１つの例においては、第１および第２コンポーネント信号は約１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数帯域にあってよい。第１および第２コンポーネント信号は、導波管給電接続によって給電ネットワークのポート６００、６０２に接続可能な、低ノイズ増幅器２２４により増幅することができる。低ノイズ増幅器は、例えば半剛性ケーブルを介して方向性結合器２２６に接続される。方向性結合器２２６の結合ポートは、スプリッタ２２８を介して局部発振器２２２に接続される。局部発振器２２２は、制御インターフェイス２０２を介して、ジンバルアセンブリ（これはライン（単数または複数）３０２によって制御インターフェイス２０２と通信する）によって制御され、組み込み試験機構（built-in-test feature）を提供する。１つの例においては、局部発振器２２２は、約１１．９５ＧＨｚの中心動作周波数を有することができる。
【００７６】
図２１に示すように、方向性結合器２２６のスルーポートは電力分割器２３０に接続され、電力分割器はそれぞれのコンポーネント信号を半分（エネルギーで）に分割し、それによって４つのＰＣＵ信号を提供する。明確化のために、ＰＣＵ信号を以下のように言及する：第１コンポーネント信号（これは例えば、水平偏光されている）は分割されて、ライン２３２に第１ＰＣＵ信号を、ライン２３４に第２ＰＣＵ信号を供給すると考えられる；第２コンポーネント信号（これは例えば、垂直偏光されている）は分割されて、ライン２３６に第３ＰＣＵ信号を、ライン２３８に第４ＰＣＵ信号を供給すると考えられる。従って、各コンポーネント信号（垂直および水平）の半分は円偏波電子素子へ、他の半分は直線偏波電子素子へと伝送される。
【００７７】
円偏波のための経路を考えると、ライン２３４および２３８は、第２および第４ＰＣＵ信号を９０度ハイブリッド結合器２４０に供給する。９０度ハイブリッド結合器２４０は従って、垂直偏波信号（第４ＰＣＵ信号）と水平偏波信号（第２ＰＣＵ信号）とを受信して、それらを位相差９０度で組合せ、右および左旋円偏波合成信号を生成する。右および左旋円偏波合成信号は、それぞれライン２４２、２４４を介してスイッチ２１２に接続される。ＰＣＵは従って、アンテナアレイから受信した垂直および水平偏波信号から、右および／または左旋円偏波信号を供給することができる。
【００７８】
分割器２３０から、第１および第３ＰＣＵ信号が、ライン２３２および２３６から第２分割器２４６へと供給され、第２分割器２４６は、第１および第３ＰＣＵ信号それぞれを再び半分に分割して、４つの信号経路を生成する。４つの信号経路は同一であるので、１つについて記述する。分割された信号は第２分割器２４６から、ライン２４８を介して、減衰器２０４へと、次に２位相変調器（ＢＰＭ）２０６へと伝送される。直線偏波に対しては、偏波傾斜（polarization slant）またはスキュー角度は、各経路に設定された減衰量によって設定することができる。０度および１８０度の位相設定を、傾きの方向を生み出すため、すなわち、右傾斜または左傾斜を生み出すために用いることができる。減衰量は、出力信号に存在する直交偏波の量を決定するために用いられる。減衰器の値は、偏波スキューβの関数として、式（５）により決定できる：
【数５】
2005536929.tif 000007
【００７９】
偏波スキューβの値は、制御インターフェイス２０２を介して供給することができる。例えば、入力偏波（アンテナアレイからの）が垂直および水平で、垂直出力偏波（ＰＣＵから）が望ましい場合、垂直経路には減衰は適用されず、水平経路には例えば３０ｄＢの最大減衰が適用できる。直交出力ポートは、水平出力信号を生成するために適用される逆減衰を有することができる。４５度の傾斜偏波を生成するには、両方の経路に減衰を適用せず、１８０度の位相シフトを入力の１つに適用して、４５度の直交出力を生成する。変化する傾斜偏波は、２つの経路に適用される減衰量を調節して、信号を組み合せることにより生成できる。ＢＰＭ２０６は、減衰の結果生じる可能性のある、信号における任意の位相変化をオフセットするために用いることができる。ＢＰＭ２０６はまた、直交信号の位相を変化させて信号を位相内に付加するためにも用いられる。加算器２５０は、第２分割器２４６によって分割された信号を再び統合して、２つの直線偏波された合成信号を供給するために用いられ、加算器２５０はライン２５２を介してスイッチ２１２に接続される。
【００８０】
スイッチは、ライン２１４を介して制御インターフェイス２０２によって制御され、直線または円偏光された合成信号のペアを選択する。従って、ＰＣＵはその出力で、ライン１０６上で、直線（任意の所望の傾斜角度を有する）または円偏光されたＰＣＵ出力信号のペアを供給することができる。１つの例によれば、ＰＣＵは、等化器２２０を含むか、等化器２２０に結合されることができる。等化器２２０は、周波数の関数としての、ケーブル損失の変化を補正するように働き、すなわち、多くのケーブルに伴うＲＦ損失は周波数と共に変化し、従って、等化器は、かかる変化を低減してより均等な信号強度をシステムの動作周波数帯域に渡ってもたらすために、用いることができる。
【００８１】
ＰＣＵ２００はまた、垂直および水平偏光または左および右旋円偏光されたコンポーネント信号の間の位相整合を提供することができる。位相整合の目的は、受信信号を最適化することである。位相整合は受信信号の振幅を増加させるが、これは両方のアンテナから受信した信号が位相内で加えられるからである。位相整合はまた、所望の信号上に交差偏光された望ましくない送信信号の効果を、より大きな交差偏光除去（cross-polarization rejection）をもたらすことによって低減する。従って、ＰＣＵ２００は、位相整合した出力コンポーネント信号をライン１０６（図２参照）に供給することができる。位相整合は、例えば２．８度の最少桁のビット（ＬＳＢ）で位相ビットを設定することにより、較正のプロセス中に行うことができる。従って、ＰＣＵは位相修正デバイスとして、２つのコンポーネント信号間の任意の位相不整合を低減または解消するために動作可能である。
【００８２】
１つの態様によれば、ＰＣＵ２００は、システムに要求される全ての利得および位相整合を提供することができ、従って、システムを設置する際の高価で不正確な位相および振幅の較正の必要性を取り除く。世界の多くの地域において衛星の動作に精通している人々に知られているように、多様な動作周波数の衛星が存在しており、周波数動作の広い帯域が生じている。例えば直接放送衛星は約１４．０ＧＨｚ〜１４．５ＧＨｚの周波数において信号を受信でき、約１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数帯域において信号を送信することができる。下の表１は、直接放送信号の受信用の、本発明のアンテナアセンブリおよびシステムに適合した周波数ならびに幾つかの変数を示す。
【００８３】
【表１】
2005536929.tif 000008
【００８４】
ＰＣＵとアンテナアレイに対して全ての利得および位相整合を提供することにより、世界中で改善された性能を有するより高い信頼性のシステムが得られる。ＰＣＵとアンテナへの位相整合および振幅規制（利得）を制限することによって、本発明のシステムは、ＰＣＵと装着ブラケットの間、および装着ブラケットと、アンテナアセンブリ１００と乗り物内部との間を行き来する無線周波数信号を供給する、乗り物表面を通り抜けるケーブルとの間に、位相整合ケーブルを有する必要性を取り除くことができる。位相整合ケーブルは、システムの設置の際に正確に位相が整合されていても時間と共に変化し、また温度の変化はシステムの性能を劣化させ、受信の劣化またはデータ通信速度の低下をもたらす。同様に、回転ジョイントは新しいときは位相整合が可能であるが、しかし機械的デバイスであるために時間と共に摩耗し、位相整合の劣化がもたらされる。従って、これらの構成要素を位相整合させる必要性を取り除き、代わりに信号の位相整合全てをＰＣＵで行うことは、特に有利となり得る。
【００８５】
１つの態様によれば、ＰＣＵ２００は約１０．７ＧＨｚ〜約１２．７５ＧＨｚの周波数帯域における信号に対して動作することができる。１つの例においては、ＰＣＵ２００は、この周波数帯域において０．７ｄＢ〜０．８ｄＢのノイズの値を供給することができ、この値は多くの市販の受信機より大幅に低い。ノイズの値は、構成要素を注意深く選択することおよび、動作周波数帯域において全てまたは殆どの構成要素のインピーダンス整合により達成される。
【００８６】
図２２を参照すると、ダウンコンバータユニット（ＤＣＵ）４００の１つの態様の機能ブロック図が示されている。この図は、ＤＣＵ４００の機能的具体化を示すことのみを意図しており、必ずしも物理的な具体化ではないことが理解されるべきである。ＤＣＵは、ＲＦ信号を、例えば１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数帯域で受信して、それを中間周波数（ＩＦ）信号へ、例えば３．４５ＧＨｚ〜５．５ＧＨｚの周波数帯域にダウンコンバートする。他の例においては、ライン４０６のＩＦ信号は、約９５０ＭＨｚ〜３０００ＭＨｚの周波数帯域にあることができる。
【００８７】
ＤＣＵ３００は、ＰＣＵ２００と、乗り物内部に位置することができる第２ダウンコンバータユニット５００（図２参照）との間のＲＦインターフェイスを提供することができる。多くに用途において、ダウンコンバージョンの動作を２段階で行い、第１ダウンコンバータをアンテナアセンブリ１００と同じ所に位置させて、ＲＦ信号がアンテナアセンブリから第１ＤＣＵ４００まで短い距離のみを伝送されることが有利であり、なぜならば多くの送信媒体（例えばケーブル）は、ＲＦ周波数よりもより低いＩＦ周波数において大幅に損失が小さいからである。低い周波数へのダウンコンバージョンは、通常は非常にかさばり取扱いが困難な特定の低損失高周波数ケーブルの必要性を低減させる。
【００８８】
１つの態様によれば、ＤＣＵ４００はジンバルアセンブリ３００からライン４１３を介して電力を受けることができる。ＤＣＵ４００は、制御インターフェイス４００を介してジンバルアセンブリ３００によって制御できる。１つの態様によれば、ＤＣＵ４００は、ＰＣＵ２００からライン１０６上で２つのＲＦ信号を受信し、ライン７６に出力ＩＦ信号を供給することができる。方向性結合器４０２は、局部発振器４０４からの組み込み試験信号を注入するために用いることができる。ジンバルアセンブリ（これはライン（単数または複数）３２２上の制御信号を制御インターフェイス４１０に供給する）により制御インターフェイス４１０を介して制御できるスイッチ４０６は、組み込み試験信号が注入された場合の制御に用いられる。電力分割器４２８は、局部発振器４０６からの１つの信号を分割し、それを両方の経路へ供給するために用いることができる。
【００８９】
図２２を再度参照すると、方向性結合器４０２のスルーポートは、任意の不所望な信号高調波（signal harmonics）を取り除くために、受信信号をフィルタリングするのに用いるバンドパスフィルタ４１６に接続される。フィルタリングされた信号は次に、混合器４２２へ供給される。混合器４２２は、信号を発振器４０８からライン４２４上で受信した局部発振器トーンと混合して、該信号をＩＦ信号へとダウンコンバートすることができる。１つの例においては、ＤＣＵ局部発振器４０８は、７ＧＨｚ〜８ＧＨｚの周波数において同調を取ることができ、従って、広い範囲の動作周波数およびＩＦ周波数を可能とする。増幅器４３０および減衰器４３２は、ＩＦ信号をバランスさせるために用いることができる。フィルタ４２６は、ＩＦ信号が出力ライン７６に供給される前に、ＩＦ信号に存在する可能性のある不所望な混合産物を最少化するために用いることができる。
【００９０】
上述のように、ジンバルアセンブリ３００は追跡機構を含むことができ、ジンバルＣＰＵ３０４はライン３２２上でＤＣＵ４００から受信した信号を用いて、アンテナアレイへ制御信号を提供し、アンテナアレイが情報源を追跡することを促進する。１つの態様によれば、ＤＣＵ４００は、ライン３２２を介してジンバルＣＰＵ３０４と通信する制御インターフェイス４１０を含むことができる。制御インターフェイス４１は、結合器４１２およびＲＦ検出器４３４を用いて両方の経路上のＩＦ信号の振幅をサンプルして、受信した信号強度に基づき衛星を追跡するためにジンバルのＣＰＵ３０４が用いる振幅情報を提供することができる。アナログ−デジタル変換器は、ジンバルアセンブリに送る前に情報をデジタル化するために用いることができる。ＤＣＵがジンバルＣＰＵに近い場所に位置する場合、このデータは高いレートで、例えば１００Ｈｚで受信することができ、破損がない可能性がある。従って、第１ダウンコンバージョンを行ってアンテナ近くで受信ＲＦ信号をＩＦ信号へ変換することにより、システム全体の性能を改善することができる。
【００９１】
ジンバルのＣＰＵ３０４はソフトウェアを含むことができ、該ソフトウェアは、ＤＣＵから供給された振幅情報を利用して衛星などの情報源を指向するか、または追跡することができる。制御インターフェイスは信号をジンバルアセンブリに供給して、ジンバルアセンブリがアンテナアセンブリを正確に制御して源からの所望の信号を追跡することを可能にする。１つの例においては、ＤＣＵはスイッチ４３０を含み、これは、衛星などの情報源から送信された垂直／ＲＨＣ信号または水平／ＬＨＣ信号のどちらを追跡するかの選択のために用いることができる。一般に、これらの信号が同じ衛星から送信された場合、より強い信号を追跡するのが望ましい。信号が近い場所にある異なる２つの衛星から送信された場合、弱い衛星を追跡するのが好ましい。
【００９２】
信号の強度および航空機の座標に基づいてアンテナを衛星に指向させることは、システム設置の際の位置合わせの必要性を簡単化する。これによって設置誤差を、それがない場合の１０分の１度までと比べて、１０分の５度まで許容する。システムはまた、航法と信号強度追跡アプローチの組合せを用いることができ、ここで航法データは追跡アルゴリズムの限界または境界を設定するために用いることができる。これにより誤った衛星にロッキングする機会を最少化するが、それは、衛星が少なくとも２度または３度以上離れて存在するからである。慣性航法データおよび衛星追跡中に見出した信号ピークの両方を用いることによって、システム設置の間に生じた位置合わせ誤差を計算し、それらをソフトウェアで修正することが可能となる。
【００９３】
１つの態様によれば、アンテナアレイを指向させる方法およびシステムは、情報源（例えば衛星）の経度および乗り物５２（例えば航空機）の座標（緯度および経度）、乗り物の状態（ロール、ピッチ、ヨー）および設置誤差（デルタロール、デルタピッチ、およびデルタヨー）を用いて、アンテナをどこに指向させるかを計算する。当業者に知られているように、幾何学計算を容易に用いることにより、航空機からのものを含む既知の座標から静止衛星に対するルック・アングルを決定することができる。信号追跡は受信した衛星信号の強度に基づくことができ、アンテナの向きを動的に最適化する。追跡の間、ジンバルＣＰＵは、受信信号の振幅（ＤＣＵから受信した振幅情報から決定する）を用いて最適な方位角および仰角の指向角度を決定することができるが、これは、アンテナを計算された位置から僅かにずれた位置に離散的に再度位置付けすることにより、そして、信号の受信強度が最適化されているかどうかを決定し、もし最適化されていない場合はアンテナの向きを最適化された方向に再度位置付けることなどにより行う。この指向は正確かつ精密であると理解され得るので、例えば航空機の慣性航法システムが後に変更される場合、アンテナアレイ座標間の配列および慣性航法システムは再び計算されなければならないことがある。
【００９４】
一般に、航法システムが航空機または他の乗り物内で交換される場合は、古い慣性航法システムに対して１０分の数度以内の精度で設置される。しかし、この１０分の数度では、航空機の受信機が指向計算（pointing calculation）のみを用いて信号にロックするのに十分な精度ではアンテナシステムが衛星を指向しない結果を引き起こし得るため、乗員に対する画像の損失を引き起こす可能性がある。慣性航法システムが交換される場合、指向のみのアンテナシステム（pointing-only antenna system）を用いるときは、アンテナシステムは１０分の１〜２度以内に位置合わせしなければならない。従来のシステムおいては、この正確な再度の位置合わせは長い時間を要する冗長なプロセスとなる可能性があり、従って無視されることがあり、アンテナシステムの性能を損なっていた。本システムは指向と追跡の両方の能力を有し、従って、システムの追跡により任意の位置合わせ誤差または指向誤差を補正することができ、例えば交換された慣性航法システムが元の慣性航法座標に対して０．５度以内に設置されている場合などにそうであるため、設置の位置合わせが単純化でき、場合によっては省略可能である。
【００９５】
システムは、例えばジンバルＣＰＵ上で稼動するソフトウェアで実現可能な、自動位置合わせ機構を有して提供することができる。自動位置合わせが必要な場合は、システムは初めは、選択した衛星を指向するのに慣性航法データを用いてよい。メンテナンス作業者は、例えばコンピュータなどのジンバルＣＰＵと通信可能な外部のインターフェイスから、この動作を要求できる。アンテナアレイが位置合わせされていない場合は、システムは受信信号のピークを探して領域のスキャンを開始する。信号のピークが見つかると、方位角、仰角、ロール、ピッチ、ヨー、緯度および経度を記録することができる。ピークは、システムが最大の信号強度を位置付けた場合に決定できる。乗り物は次に移動させて、新しいセットの方位角、仰角、ロール、ピッチ、ヨー、緯度および経度の数値を測定する。この２番目の数値のセットにより、システムは、設置誤差のデルタロール、デルタピッチ、デルタヨーおよびこれらの数値に関連する方位角および仰角の指向誤差を計算することができる。このプロセスは、仰角および方位角の指向誤差が許容可能な範囲に入るまで繰り返すことができる。
【００９６】
従来の位置合わせプロセスは、通常は最初のアンテナシステム設置の間にのみ行われ、手動プロセスによって行われる。従来の手動プロセスは、通常、デルタロール、デルタピッチ、デルタヨーの数値を入力する能力を有さず、従って手動プロセスはシム（shim）の使用を必要とする。これらのシムは充填材料でできた小さなシートであり、例えばアルミニウムシムであり、アンテナの接着基部と例えば航空機との間に位置して、アンテナシステム座標を航法システムの座標に強制的に一致させる。しかしシムの使用は、レードームの除去、シムの設置、およびレードームの再設置を必要とする。これは非常に時間がかかり、危険な方法である。限られた人のみが航空機の上に乗って作業することを認められており、かなりの量のステージング（staging）が必要とされる。一旦位置合わせが完了すると、レードームは再度取り付けられねばならず、レードームのシールは固化するまで数時間を要する。この手動による位置合わせのプロセスは丸一日かかることもあり、一方本明細書に記述された自動位置合わせプロセスは、１時間以内で実行できる。
【００９７】
一旦正しく位置合わせがなされると、指向計算のみで一般に十分にアンテナを情報源に指向させることができる。ある場合においては、慣性航法データのみを用いるのでは、アンテナアレイを衛星に指向するのに十分でない場合がある。ある慣性航法システムは、ある非常にダイナミックな運動、例えば航空機のタキシングなどに対して十分な更新速度を提供しない。（従来のアンテナシステムは、任意の軸について毎秒７度の動きと、毎秒７度の加速をサポートするように設計されている。）これを克服する１つの方法は、追跡アルゴリズムを用いて、計算される指向方位角および仰角を増加させることである。追跡アルゴリズムは常に最も強い衛星信号を探しており、従って慣性航法データが遅れている場合でも、追跡アルゴリズムが代わりに最適な指向角度を探すことができる。慣性航法データが正確で最新である場合は、システムは慣性データを用いてその方位角および仰角を計算することができ、これは、このデータがビームのピークに一致するからである。この一致する理由は、慣性航法システム座標が計測可能な誤差なしにアンテナを意図した衛星に指向させることができ、すなわち予測されたルック・アングルと最適なルック・アングルが等しいためである。慣性航法データが正確でない場合、追跡ソフトウェアを指向性の維持に用いることができ、これは計算ルック・アングルと最適ルック・アングルの差を０．５度まで本質的に「修正」できるからである。
【００９８】
他の態様によれば、本発明の通信システムは、第２ダウンコンバータユニット（ＤＣＵ−２）５００を含むことができる。図２３は、ＤＣＵ−２  ５００の１例の機能ブロック図を示す。図２３はＤＣＵ−２  ５００の機能的な具体例を示すことが意図されており、必ずしもその物理的具体例ではないことが理解されるべきである。ＤＣＵ−２  ５００は、アンテナアレイが受信したＲＦ信号の第２段階のダウンコンバージョンを提供し、例えば乗り物内部の乗員インターフェイスに提供するＩＦ信号を提供することができる。ＤＣＵ−２  ５００は、電力を、例えばジンバルアセンブリ３００からライン（単数または複数）５０４を通って受信することができる。ＤＣＵ−２  ５００は、ライン５０６上でジンバルアセンブリ３００からの制御信号を受信できる、制御インターフェイス（ＣＰＵ）５０２を含むことができる。
【００９９】
１つの態様によれば、ＤＣＵ−２  ５００は、ライン７６上でＤＣＵ４００から入力信号を受信できる。電力分割器５０８は、高帯域出力ＩＦ信号（例えば、１１５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの周波数帯域）および低帯域出力ＩＦ信号（例えば、９５０ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚの周波数帯域）を生成できるように受信信号を分割する。従って、ＤＣＵ−２は例えば、ライン７８上で４つの出力ＩＦ信号を、周波数の総帯域９５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚにおいて供給することができる。幾つかの衛星は、２つの帯域：１０．７ＧＨｚ〜１１．７ＧＨｚ、および１１．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚに分割することができる。１０．７ＧＨｚ〜１１．７ＧＨｚ帯域は、０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚへダウンコンバートされ、１１．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚ帯域は、１．１ＧＨｚ〜２．１５ＧＨｚへダウンコンバートされる。これらの信号は、乗り物５２（図１Ａおよび図１Ｂ参照）に関連する乗員によるアクセスのために、受信機（図示なし）、例えばディスプレイまたはオーディオ出力に出力することができる。従って、世界中のテレビ受信を任意のチャネルに同時に提供するためには、ビデオ受信機は、２つの衛星帯域それぞれの２つの偏波を受信するために、４つの分離されたＩＦ入力が必要である。これら４つのＩＦ信号の生成はアンテナアセンブリ上で行うことが可能であるが、４つの信号を乗り物内部に通すために、装着ブラケット上に４分岐回転継手（quad rotary joint）が必要となる。４分岐回転継手は非実用的で高価である。ジンバルに第一段のダウンコンバージョンを提供することにより、回転継手を通って乗り物内部に通るＲＦケーブルの数は最少化でき、従って設置を簡単化できる。また、装着可能サブシステム上で第一段のダウンコンバージョンを提供することにより、アンテナアレイからビデオ受信機へとより低い周波数を通すことができ、直径がより小さく、設置がより容易な、より一般的なＲＦケーブルの使用を可能にする。従って、装着可能サブシステム上のＤＣＵ４００と、従来は乗り物内に位置されていたＤＣＵ−２  ５００とを用いて、本発明の通信システムが２段のダウンコンバージョンを提供することは有利である。
【０１００】
図示された例によれば、ＤＣＵ−２  ５００は、信号から帯域外の産物をフィルタリングするために用いられるバンドパスフィルタ５１０を含むことができる。受信した信号は、混合器５１２を用いて、局部発振器５１４による選択からのトーンと混合される。局部発振器５１４の各々は、システムが受信するよう設計されている衛星（または他の情報信号源）の関数として、特定の周波数帯域に調節することができる。どの局部発振器が、任意の与えられた時間に混合器５１２において混合されるかは、スイッチ５１６を用いて、制御インターフェイス５０２によりジンバルアセンブリから受信した制御信号を用いて制御することができる。出力信号は、増幅器５１８により増幅されて、信号強度を改善することができる。さらなるバンドパスフィルタ５２０は、望ましくない混合産物をフィルタで除去するために用いることができる。１つの例においては、ＤＣＵ−２  ５００は、ＲＦ検出器５２２および結合器５２４を含み、上でＤＣＵおよびＰＣＵとの関連において述べたように、信号をサンプルすることができる。スイッチ５２６（制御インターフェイス５０６を介して制御される）は、組み込み試験のために４つの出力のどれかを選択する場合に用いることができる。
【０１０１】
システムの幾つかの例の態様およびその側面が本明細書に記述されており、当業者には種々の改変および修正が明らかである。かかる改変および修正は、本開示に包含されることが意図され、また本開示は例示目的のみであり、限定を意図していない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の適切な構成から決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１Ａ】乗り物に装着されたサブシステムを含む通信システムの一部の斜視図である。
【図１Ｂ】乗り物に装着されたサブシステムを含む通信システムの一部の斜視図である。
【図２】本発明の側面による通信サブシステムの１つの態様の機能ブロック図である。
【０１０３】
【図３】本発明によるアンテナアレイを含む装着可能サブシステムの１つの態様の斜視図である。
【図４】本発明によるアンテナアレイおよび給電ネットワークの１つの態様の平面図である。
【図５】図４のアンテナアレイの一部を形成するホーンアンテナの１つの態様の模式図である。
【０１０４】
【図６Ａ】本発明による誘電体レンズの１つの態様の等角図である。
【図６Ｂ】図６Ａの誘電体レンズの平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｂの誘電体レンズの側面図である。
【図６Ｄ】図６ＣのＤ−Ｄの線にそって描いた図６Ｃの誘電体レンズの断面図である。
【０１０５】
【図７】本発明による、フレネル様機構を含む誘電体レンズの１つの態様の断面図である。
【図８】本発明による、内部段フレネル様機構を含む溝付き誘電体レンズの他の態様の図である
【図９】従来のフレネルレンズの模式図である。
【０１０６】
【図１０】本発明による内部段フレネルレンズの模式図である。
【図１１】本発明による誘電体レンズの他の態様の図である。
【図１２】本発明によるアンテナアレイの１つの態様の正面図である。
【図１３】本発明によるアンテナアレイの他の態様の側面図を回転円内に示した図である。
【０１０７】
【図１４】本発明による誘電体レンズの一部の図である。
【図１５】本発明によるアンテナアレイの１つの態様の背面図で、導波管給電ネットワークの１例を示したものである。
【図１６】本発明による直交モードトランスデューサの１つの態様の図である。
【０１０８】
【図１７】本発明による、給電ネットワークと共に用いることのできる誘電体挿入物の１つの態様の斜視図である。
【図１８】本発明による２つのＯＭＴを組み込んだ給電構造の１つの態様を図示したものである。
【図１９】本発明による、給電ネットワークの図に排出孔の位置の１例を示したものである。
【０１０９】
【図２０】本発明によるジンバルアセンブリの１つの態様の機能ブロック図である。
【図２１】本発明による偏波変換ユニットの１つの態様の機能ブロック図である。
【０１１０】
【図２２】本発明によるダウンコンバータユニットの１つの態様の機能ブロック図である。
【図２３】本発明による第２ダウンコンバータユニットの１つの態様の機能ブロック図である。
【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６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2005536929.tif 000031
【図２０】
2005536929.tif 000032
【図２１】
2005536929.tif 000033
【図２２】
2005536929.tif 000034
【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月6日(2004.9.6)
【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】
情報信号を受信するように適合された少なくとも１個のホーンアンテナ；
前記ホーンアンテナの給電点に接続された少なくとも１個の直交モードトランスデューサであって、第１ポートおよび第２ポートを有し、前記ホーンアンテナから前記情報信号を受信し、前記情報信号を分割して、第１ポートにおいては第１偏波を有する第１コンポーネント信号を、第２ポートにおいては第１偏波に直交する第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するように構成された前記直交モードトランスデューサ；および
前記ホーンアンテナに接続されて、前記情報信号を前記ホーンアンテナの給電点に集束させる、少なくとも１個の誘電体レンズ、を含むアンテナアセンブリ。
【請求項２】
誘電体レンズおよびホーンアンテナが回転円の中に制約されるように構成された、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３】
誘電体レンズの高さが約１２インチ未満である、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４】
少なくとも１個のホーンアンテナが、各々が情報信号を受信するように適合された複数のアンテナを含み；
少なくとも１個の直交モードトランスデューサが複数の直交モードトランスデューサを含み、各直交モードトランスデューサは前記複数のアンテナの対応する１つの給電点に接続され、各直交モードトランスデューサは第１および第２ポートを有し、各直交モードトランスデューサは対応するアンテナから情報信号を受信し、情報信号を分割して、第１ポートにおいては第１偏波を有する第１コンポーネント信号を、第２ポートにおいては第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するように構成され；
少なくとも１個の誘電体レンズが複数の誘電体レンズを含み、該複数の誘電体レンズの各々は対応するホーンアンテナに接続されて、対応するホーンアンテナの給電点に情報信号を集束させ；
前記複数の直交モードトランスデューサを介して前記複数のアンテナに接続された給電ネットワークをさらに含み、該給電ネットワークは、各直交モードトランスデューサからの第１コンポーネント信号および第２コンポーネント信号を受信し、第１給電ポートにおいて第１合計コンポーネント信号を、第２給電ポートにおいて第２合計コンポーネント信号を供給するように適合された、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項５】
給電ネットワークが導波管給電ネットワークである、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項６】
複数の直交モードトランスデューサが、給電ネットワークおよび複数のアンテナと一体形成されている、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項７】
給電ネットワークが実質的に対称な経路を含み、各直交モードトランスデューサから第１給電ポートへの第１コンポーネント信号の経路と、各直交モードトランスデューサから第２給電ポートへの第２コンポーネント信号の経路が実質的に対称である、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項８】
給電ネットワークと一体形成され、給電ネットワークに構造的剛性を提供する少なくとも１つの支持ブラケットをさらに含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項９】
給電ネットワークが、その中に形成された複数の流体排出孔を含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１０】
第１給電ポートおよび第２給電ポートの少なくとも１つの内部に位置する誘電体挿入物をさらに含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１１】
誘電体挿入物が、該誘電体挿入物の誘電率を制御するために、その中に形成された複数の穴を有する、請求項１０に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１２】
複数のアンテナに接続され、該複数のアンテナを方位角と仰角について回転円の中で動かすように適合されたジンバルアセンブリをさらに含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１３】
少なくとも１つのホーンアンテナが、該ホーンアンテナをジンバルアセンブリに装着するためのリングを含み、該リングは該ホーンアンテナの外面上に形成された、請求項１２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１４】
リングが、ホーンアンテナの開口の近傍に形成された、請求項１３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１５】
リングが、ジンバルアセンブリのポストに合うように適合された溝を含む、請求項１４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１６】
リングが、ホーンアンテナと一体形成された、請求項１５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１７】
少なくとも部分的に複数のホーンアンテナと給電ネットワークとを包含するレードームをさらに含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１８】
各誘電体レンズが、対応するホーンアンテナの開口の内部に少なくとも部分的に適合するように構成および配置され、それによって前記誘電体レンズが自動中心レンズとなる、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１９】
各誘電体レンズが傾斜端部を含み、該傾斜端部の角度がホーンアンテナの側面の角度に整合することにより、該傾斜端部がホーンアンテナの内部に適合する、請求項１８に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２０】
複数の誘電体レンズの各々が、内部段フレネルレンズである、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２１】
複数の誘電体レンズの各々が、平凸の外部形状を有する、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２２】
複数の誘電体レンズの各々が、実質的に台形の形状を有する一段フレネル機構を含み、該一段フレネル機構の第１境界が、該誘電体レンズの平面表面に隣接して実質的にそれと平行に形成された、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２３】
各誘電体レンズが、該レンズの平面、該レンズの凸面、および一段フレネル機構の少なくとも１つの境界のうちの、少なくとも１つの上に形成された、少なくとも１つの溝をさらに含む、請求項２２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２４】
少なくとも１つの溝が、同心円状に形成された複数の溝を含む、請求項２３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２５】
複数の誘電体レンズの各々が、該レンズの平面、該レンズの凸面、および一段フレネル機構の少なくとも１つの境界それぞれの上に形成された、少なくとも１つの溝を含む、請求項２３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２６】
複数の誘電体レンズの各々が、架橋ポリスチレン材料を含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２７】
各誘電体レンズが、Rexolite（登録商標）を含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２８】
複数の誘電体レンズの各々が、該誘電体レンズの表面に形成された少なくとも１つの溝を含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項２９】
少なくとも１つの溝が、同心円状に形成された複数の溝を含む、請求項２８に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３０】
各誘電体レンズが、該誘電体レンズの外周から突き出ており、該誘電体レンズをホーンアンテナに装着するように適合されたフランジを含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３１】
第１および第２コンポーネント信号を受信するように適合された位相補正手段をさらに含み、該位相補正手段は、第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正して、第１コンポーネント信号が第２コンポーネント信号に位相整合するように構成された、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３２】
位相補正手段が、第１コンポーネント信号と第２合計コンポーネント信号との間の直交性を維持するように構成された、請求項３１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３３】
位相補正手段が偏波変換器ユニットを含み、該ユニットは、アンテナと情報信号源との間の偏波スキューを補正するように、また第１および第２コンポーネント信号から任意の偏波を有する情報信号を再構築するように、さらに構成されている、請求項３１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３４】
偏波変換器ユニットが複数の減衰器を含み、第１合計コンポーネント信号と第２合計コンポーネント信号それぞれの経路において適当な減衰値を供給し、任意の偏波スキューを補正するように構成された、請求項３３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３５】
誘電体レンズ、ホーンアンテナおよび給電ネットワークと組み合わせた偏波変換器ユニットが、広帯域周波数での動作用に構成された、請求項３３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３６】
誘電体レンズ、ホーンアンテナおよび給電ネットワークと組み合わせた偏波変換器ユニットが、約１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数帯域での動作用に構成された、請求項３５に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３７】
誘電体レンズ、ホーンアンテナ、給電ネットワークおよび直交モードトランスデューサの組合せが、低ノイズ動作用に構成された、請求項３３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３８】
位相補正手段が、給電ネットワークの一部を形成する給電直交モードトランスデューサを含み、該給電直交モードトランスデューサは第３ポートおよび第４ポートを有し、該給電直交モードトランスデューサは複数の直交モードトランスデューサの各々と実質的に同一であり；
該給電直交モードトランスデューサの第３ポートは、第２給電ポートに接続され、第２合計コンポーネント信号を受信し、該給電直交モードトランスデューサの第４ポートは、第１給電ポートに接続され、第１合計コンポーネント信号を受信し、それによって、複数の直交モードトランスデューサ、給電ネットワーク、および該給電直交モードトランスデューサの組合せが、第１コンポーネント信号と第２コンポーネント信号との間の任意の位相不均衡を補正する、
請求項３１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３９】
第１合計コンポーネント信号および第２合計信号が第１中心周波数を有し；
位相補正手段が、第１合計出力信号および第２合計出力信号を供給し；
位相補正手段に接続された第１ダウンコンバータユニットをさらに含み、前記第１ダウンコンバータユニットは第１合計出力信号および第２合計出力信号を受信し、第１合計出力信号および第２合計出力信号をそれぞれ第３信号および第４信号に変換し、第３および第４信号は第１中心周波数より低い第２中心周波数を有し、前記第１ダウンコンバータユニットは第１および第２出力において第３および第４信号を供給する、請求項３１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４０】
アンテナアセンブリが乗り物の上に装着され、第１ダウンコンバータユニットの第１および第２出力が該乗り物の表面を通って供給され、該乗り物の内部に位置する付加的構成要素に接続された、請求項３９に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４１】
付加的構成要素が第２ダウンコンバータユニットを含み、第２ダウンコンバータユニットは第３および第４信号を受信し、第３および第４信号をそれぞれ第５信号および第６信号に変換し、第５および第６信号は第２中心周波数より低い第３中心周波数を有する、請求項４０に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４２】
位相補正手段が、アンテナアセンブリに対して実質的に全ての位相整合を提供する、請求項３１に記載のアンテナアセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
通信またはアンテナサブシステムの性能の１つの測度は、その利得対ノイズ温度、すなわちＧ／Ｔである。従来のシステムは、約９または１０のＧ／Ｔを有する傾向があり、これは、低仰角の衛星信号または他の、弱い／ノイズの多い、信号を受信するにはしばしば不十分である。さらに、多くの従来システムは十分な偏光修正を含んでいないか、全く含んでいないため、交差偏光された信号ノイズが所望の信号に干渉して、システムが所望の信号を正しく受信することを妨害する可能性がある。
航空機などの移動している乗り物上で用いられる通信システムで、偏波スキューを修正するための装置を含むシステムの一例は、Shestagらの米国特許第4,827,269号に記載されている。‘２６９特許には、航空機およびアンテナの位置情報を用いて、アンテナによって生成された放射界の偏波を傾けて、航空機およびアンテナ位置によって生じた傾斜を補正することが記載されている。１つの態様によれば、位相シフト補正を備えた電子的に可変な電力分割器を用いて、アンテナに接続された直交モードトランスデューサの２つの直交ポートを駆動させる。電力分割器を通して垂直または水平信号の適当量をポートに適用し、偏波傾斜を相殺する。
アンテナアレイにおいて隣接する複数の円錐放射体の間の交差偏波の抑制に対処した他のアンテナシステムは、EP 0 390 350号に記載されている。‘３５０特許には、アンテナに接続された直交モードトランスデューサを含み、例えば衛星への／衛星からの信号などの、直交偏光された（例えば、右旋および左旋円偏光された）信号を受信または送信するためのシステムが記載されている。減衰器、位相シフター、および／または遅延素子を含むビーム生成器を用いることができる。‘３５０特許によれば、円偏波信号の電界は、一部は直線で一部は曲がっている（図５参照）。‘３５０特許には、高次モードの横磁波を生成し、該横磁波を曲がった電場に組み入れてまっすぐな電場を生成し、それによってアンテナから送信／受信される直交偏波信号間の交差偏波を減少させることが記載されている。
しかし、‘３５０特許および‘２６９特許では他の問題点には対処しておらず、それは例えばノイズまたは不十分な利得などであり、これらの問題点は、従来のアンテナシステムが、低仰角の衛星信号または他の弱い／ノイズの多い信号を正しく受信することを妨げる可能性がある。
従って、弱い信号または不利な環境での通信信号を受信可能な、改善されたアンテナシステムを含む、改善された通信システムが必要とされている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
発明の概要
１つの態様によれば、アンテナアセンブリは、情報信号を受信するように適合された少なくとも１個のホーンアンテナ、前記ホーンアンテナの給電点に接続された少なくとも１個の直交モードトランスデューサであって、第１ポートおよび第２ポートを有し、前記ホーンアンテナから前記情報信号を受信し、前記情報信号を分割して、第１ポートにおいては第１偏波を有する第１コンポーネント信号を、第２ポートにおいては第１偏波に直交した第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するように構成された前記直交モードトランスデューサ、および、前記ホーンアンテナに接続されて、前記情報信号を前記ホーンアンテナの給電点に集束させる、少なくとも１個の誘電体レンズを含む。
他の態様によれば、通信サブシステムは、各々が情報信号を受信するように適合された複数のアンテナおよび複数の直交モードトランスデューサを含み、各直交モードトランスデューサは、複数のアンテナの対応する１つに接続され、各直交モードトランスデューサは、第１ポートおよび第２ポートを有し、各直交モードトランスデューサは、対応するアンテナからの情報信号を受信して、第１ポートにおいて第１偏波を有する第１コンポーネント信号を供給し、第２ポートにおいて第２偏波を有する第２コンポーネント信号を供給するよう適合されている。通信サブシステムはまた、複数の直交モードトランスデューサを介して複数のアンテナに接続された給電ネットワークを含み、該給電ネットワークは、各直交モードトランスデューサから第１コンポーネント信号および第２コンポーネント信号を受信して、第１給電ポートにおいて第１合計コンポーネント信号を、第２給電ポートにおいて第２合計コンポーネント信号を供給するように適合されており、さらに、第１給電ポートおよび第２給電ポートに接続されて、給電ネットワークから第１合計コンポーネント信号および第２合計コンポーネント信号を受信するように適合された位相修正デバイスを含み、該位相修正デバイスは、第１合計コンポーネント信号を第２合計コンポーネント信号と位相整合させるように適合されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2005536929.tif 000036
2005536929.tif 000037
2005536929.tif 000038