(57)【要約】【課題】アンテナビームの指向及びステアリングのための本発明によるアンテナアレイシステムが説明される。【解決手段】アンテナアレイシステムは、給電導波路長さを有する給電導波路と、給電導波路と信号をやり取りする少なくとも２つの方向性結合器と、給電導波路長さにおける少なくとも２組の平面状の結合スロットと、少なくとも２つのホーンアンテナとを備えることができる。【選択図】図１Ａ
2015154487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナビームの指向及びステアリングのためのアンテナアレイシステムであって、
給電導波路壁、
給電導波路長さ、
前記給電導波路長さに沿った少なくとも１つのターン、
第１の端部の第１の給電導波路入力部、及び
第２の端部の第２の給電導波路入力部
を有する給電導波路であって、前記第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、前記第２の給電導波路入力部において第２の入力信号を受け取るように構成されている給電導波路と、
前記給電導波路と信号をやり取りし、前記給電導波路の導波路壁に隣接した底壁を各々が有するとともに、前記第１の入力信号から第１の結合信号を生成し、前記第２の入力信号から第２の結合信号を生成するように各々が構成されている少なくとも２つの方向性結合器と、
前記給電導波路長さに沿った少なくとも２組の平面状の結合スロットであって、該少なくとも２組の平面状の結合スロットのうちの第１組の平面状の結合スロットが前記少なくとも２つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に対応し、該少なくとも２組の平面状の結合スロットのうちの第２組の平面状の結合スロットが前記少なくとも２つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に対応しており、該第１組の平面状の結合スロットが前記給電導波路の前記給電導波路壁及び隣接する前記第１の方向性結合器の底壁に切り込まれ、該第２組の平面状の結合スロットが前記給電導波路の前記給電導波路壁及び隣接する前記第２の方向性結合器の底壁に切り込まれている、少なくとも２組の平面状の結合スロットと、
少なくとも２つのホーンアンテナと
を備え、
前記少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナが、前記第１の方向性結合器と信号をやり取りし、前記少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナが、前記第２の方向性結合器と信号をやり取りし、
前記第１のホーンアンテナが、前記第１の方向性結合器から前記第１の結合信号及び前記第２の結合信号の両方を受け取るように構成され、前記第２のホーンアンテナが、前記第２の方向性結合器から前記第１の結合信号及び前記第２の結合信号の両方を受け取るように構成されており、
前記第１のホーンアンテナが、受け取った前記第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った前記第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、前記第２のホーンアンテナが、受け取った前記第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った前記第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成されており、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第１のホーンアンテナの前記第２の偏波信号に対して交差偏波であり、前記第２のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の偏波信号に対して交差偏波であり、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第１の偏波信号と同じ方向に偏波し、前記第１のホーンアンテナの前記第２の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の偏波信号と同じ方向に偏波している、アンテナアレイシステム。
【請求項２】
少なくとも４つの電力増幅器をさらに備え、
前記少なくとも４つの電力増幅器のうちの第１の電力増幅器が、前記第１の方向性結合器及び前記第１のホーンアンテナと信号をやり取りし、前記第１の方向性結合器からの前記第１の結合信号を増幅するように構成され、
前記少なくとも４つの電力増幅器のうちの第２の電力増幅器が、前記第１の方向性結合器及び前記第１のホーンアンテナと信号をやり取りし、前記第１の方向性結合器からの前記第２の結合信号を増幅するように構成され、
前記少なくとも４つの電力増幅器のうちの第３の電力増幅器が、前記第２の方向性結合器及び前記第２のホーンアンテナと信号をやり取りし、前記第２の方向性結合器からの前記第１の結合信号を増幅するように構成され、
前記少なくとも４つの電力増幅器のうちの第４の電力増幅器が、前記第２の方向性結合器及び前記第２のホーンアンテナと信号をやり取りし、前記第２の方向性結合器からの前記第２の結合信号を増幅するように構成されている、請求項１に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項３】
前記給電導波路が、広い壁と狭い壁とを有する矩形の導波路である、請求項１に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項４】
前記給電導波路壁が、前記広い壁である、請求項３に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項５】
前記第１組の平面状の結合スロットの第１の平面状の結合スロット及び第２の平面状の結合スロットが、略４分の１波長だけ離して配置され、
前記第２組の平面状の結合スロットの第１の平面状の結合スロット及び第２の平面状の結合スロットが、略４分の１波長だけ離して配置されている、請求項４に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項６】
前記第１のホーンアンテナ内の第１の隔壁偏波器及び前記第２のホーンアンテナ内の第２の隔壁偏波器をさらに備え、
前記第１のホーンアンテナが、受け取った前記第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った前記第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、前記第２のホーンアンテナが、受け取った前記第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った前記第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成されており、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第１のホーンアンテナの第１の円偏波信号であり、前記第１のホーンアンテナの前記第２の偏波信号が、前記第１のホーンアンテナの第２の円偏波信号であり、
前記第２のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの第１の円偏波信号であり、前記第２のホーンアンテナの前記第２の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの第２の円偏波信号であり、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号が、前記第１のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号の反対の方向に回転し、前記第２のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号の反対の方向に回転し、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号と同じ方向に回転し、前記第１のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号と同じ方向に回転する、請求項５に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項７】
前記給電導波路が、蛇行導波路である、請求項６に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項８】
第１のサーキュレーター及び第２のサーキュレーターをさらに備え、前記第１のサーキュレーターが、前記第１の給電導波路入力部と信号をやり取りし、前記第２のサーキュレーターが、前記第２の給電導波路入力部と信号をやり取りする、請求項７に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項９】
偶数個の前記ホーンアンテナと信号をやり取りする反射鏡をさらに備える請求項１に記載のアンテナアレイシステム。
【請求項１０】
第１の給電導波路入力部と、第２の給電導波路入力部と、給電導波路長さとを有する給電導波路と、
前記給電導波路と信号をやり取りする少なくとも２つの方向性結合器と、
前記給電導波路長さに沿った少なくとも２組の平面状の結合スロットと、
少なくとも２つのホーンアンテナと
を有するアンテナアレイシステムを利用するアンテナビームの指向及びステアリングのための方法であって、
前記第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、前記第２の給電導波路入力部において前記第１の入力信号とは反対の方向に伝播する第２の入力信号を受け取るステップと、
前記第１の入力信号を、前記少なくとも２つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に結合させ、前記第１の方向性結合器が前記第１の方向性結合器の第１の結合後出力信号を生成するステップと、
前記第１の入力信号を、前記少なくとも２つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に結合させ、前記第２の方向性結合器が前記第２の方向性結合器の第１の結合後出力信号を生成するステップと、
前記第２の入力信号を、前記第２の方向性結合器に結合させ、前記第２の方向性結合器が前記第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号を生成するステップと、
前記第２の入力信号を、前記第１の方向性結合器に結合させ、前記第１の方向性結合器が前記第１の方向性結合器の第２の結合後出力信号を生成するステップと、
前記少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナから、前記第１の方向性結合器の前記第１の結合後出力信号の該第１のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第１の偏波信号を放射するステップと、
前記第１のホーンアンテナから、前記第１の方向性結合器の前記第２の結合後出力信号の該第１のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第２の偏波信号を放射するステップと、
前記少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナから、前記第２の方向性結合器の前記第２の結合後出力信号の該第２のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第１の偏波信号を放射するステップと、
前記第２のホーンアンテナから、前記第２の方向性結合器の前記第２の結合後出力信号の該第２のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第２の偏波信号を放射するステップと
を含み、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第１のホーンアンテナの前記第２の偏波信号に対して交差偏波であり、前記第２のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の偏波信号に対して交差偏波であり、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第１の偏波信号と同じ方向に偏波し、前記第１のホーンアンテナの前記第２の偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の偏波信号と同じ方向に偏波している、方法。
【請求項１１】
前記第１の方向性結合器及び前記第２の方向性結合器の両方からの前記第１の結合後出力信号並びに前記第１の方向性結合器及び前記第２の方向性結合器の両方からの前記第２の結合後出力信号を増幅するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の入力信号及び第２の入力信号が、前記給電導波路を通って反対の方向に伝播するＴＥ１０モードの信号である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の入力信号及び第２の入力信号を、蛇行導波路である前記給電導波路を利用して遅延させるステップ
をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
アンテナビームの指向及びステアリングのためのアンテナアレイシステムであって、
給電導波路壁、
給電導波路長さ、
前記給電導波路長さに沿った少なくとも５つのターン、
第１の端部の第１の給電導波路入力部、及び
第２の端部の第２の給電導波路入力部
を有する給電導波路であって、前記第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、前記第２の給電導波路入力部において第２の入力信号を受け取るように構成されている給電導波路と、
前記給電導波路と信号をやり取りし、前記給電導波路の導波路壁に隣接した底壁を各々が有するとともに、前記第１の入力信号又は前記第２の入力信号のいずれかから結合信号を生成するように各々が構成されている少なくとも４つの方向性結合器と、
前記給電導波路長さに沿った少なくとも４組の平面状の結合スロットと、
少なくとも二つのホーンアンテナと
を備え、
前記少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第１組の平面状の結合スロットが、前記少なくとも４つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に対応し、前記少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第２組の平面状の結合スロットが、前記少なくとも４つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に対応し、前記少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第３組の平面状の結合スロットが、前記少なくとも４つの方向性結合器のうちの第３の方向性結合器に対応し、前記少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第４組の平面状の結合スロットが、前記少なくとも４つの方向性結合器のうちの第４の方向性結合器に対応しており、
前記第１組の平面状の結合スロットが、前記給電導波路の前記給電導波路壁及び隣接する前記第１の方向性結合器の底壁に切り込まれ、前記第２組の平面状の結合スロットが、前記給電導波路の前記給電導波路壁及び隣接する前記第２の方向性結合器の底壁に切り込まれ、前記第３組の平面状の結合スロットが、前記給電導波路の前記給電導波路壁及び隣接する前記第３の方向性結合器の底壁に切り込まれ、前記第４組の平面状の結合スロットが、前記給電導波路の前記給電導波路壁及び隣接する前記第４の方向性結合器の底壁に切り込まれており、
前記少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナが、前記第１の方向性結合器及び前記第２の方向性結合器と信号をやり取りし、前記少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナが、前記第３の方向性結合器及び前記第４の方向性結合器と信号をやり取りし、
前記第１のホーンアンテナが、前記第１の方向性結合器からの前記結合信号及び前記第２の方向性結合器からの前記結合信号を受け取るように構成され、前記第２のホーンアンテナが、前記第３の方向性結合器からの前記結合信号及び前記第４の方向性結合器からの前記結合信号を受け取るように構成されており、
前記第１のホーンアンテナが、前記第１の方向性結合器から受け取った前記結合信号から第１の円偏波信号を生成し、前記第２の方向性結合器から受け取った前記結合信号から第２の円偏波信号を生成するように構成され、前記第２のホーンアンテナが、前記第３の方向性結合器から受け取った前記結合信号から第１の円偏波信号を生成し、前記第４の方向性結合器から受け取った前記結合信号から第２の円偏波信号を生成するように構成されており、
前記第１のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号が、前記第１のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号の反対の方向に回転し、前記第２のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号の反対の方向に回転し、前記第１のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第１の円偏波信号と同じ方向に回転し、前記第１のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号が、前記第２のホーンアンテナの前記第２の円偏波信号と同じ方向に回転する、アンテナアレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、マイクロ波装置に関し、より詳しくは、アンテナアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の現代社会においては、衛星通信システムが一般的になっている。今や、地球の周りの種々の軌道に多くの種類の通信衛星が存在し、大量の情報を送信及び受信している。通信衛星は、例えば船舶、車両、航空機、及び個人のモバイル端末への通信、インターネットデータ通信、テレビ放送、並びにラジオ放送など、マイクロ波無線の中継及びモバイル用途に利用される。さらなる例として、インターネットデータ通信に関して、大陸横断及び国内の航空便における飛行中のＷｉ−Ｆｉ（登録商標）インターネット接続について、需要が増大している。残念なことに、これらの用途ゆえに、より多くの通信衛星の利用及びこれらの通信衛星の各々の帯域幅容量の増強が、ますます必要になってきている。
【０００３】
この必要性の解決における自明な課題は、個々の通信衛星システムの製造、地球軌道への配置、並びに運営及び保守が、きわめて高価につく点にある。この必要性の解決における別の課題は、新たな通信衛星における帯域幅容量の増強について、設計上の制約因子が存在する点にある。これらの設計上の制約因子のうちの１つは、通信衛星の比較的小さい物理的なサイズ及び重量である。通信衛星の設計は、現代の衛星運搬システム（すなわち、ロケットシステム）に搭載して軌道へと届けることができるサイズ及び重量のパラメーターによって制限される。通信衛星のサイズ及び重量の制約は、通信衛星に備えることができる電気、電子、発電、及び機械サブシステムの種類を制限する。結果として、これらのサブシステムの種類の制限も、衛星通信の帯域幅容量の増強における制限因子である。
【０００４】
一般に、通信衛星の帯域幅容量の増大における制約因子が、通信衛星のトランスポンダー、アンテナシステム、及び処理システムによって決定されることを、当業者であれば理解できるであろう。
【０００５】
アンテナシステムに関して、多くの通信衛星のアンテナシステムは、或る種のアンテナアレイシステムを備える。過去には、反射鏡アンテナ（パラボラアンテナなど）が、さまざまな数のフィードアレイ素子（フィードホーンなど）とともに利用されていた。残念ながら、これらの反射鏡アンテナシステムは、典型的には、アンテナビームの走査に電子的な手段ではなくて機械的な手段を利用していた。これらの機械的な手段は、一般に、比較的大きく、かさばり、かつ重たい機構（すなわち、アンテナジンバル）を備える。
【０００６】
より最近では、反射鏡を用いないフェーズドアレイアンテナシステムを利用する衛星が設計されている。これらのフェーズドアレイアンテナシステムは、これまでの反射鏡式のアンテナシステムと比べて、アンテナシステムの帯域幅容量を増やすことができる。さらに、これらのフェーズドアレイアンテナシステムは、ときには、フェーズアレイアンテナシステムを機械的に動かすことなく、アンテナビームを指向及びステアリングすることが可能である。一般に、動的なフェーズドアレイアンテナシステムは、フェーズドアレイアンテナシステムを物理的に動かすことなくアンテナビームを動かすために、可変の位相シフターを利用する。他方で、固定のフェーズドアレイアンテナシステムは、固定の位相シフターを使用して、フェーズドアレイアンテナシステムの面に対して静止したアンテナビームを生成する。そのような固定のフェーズドアレイアンテナシステムは、アンテナビームの指向及びステアリングのために、アンテナシステム全体を（例えば、アンテナジンバルによって）動かす必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
残念ながら、動的なフェーズドアレイアンテナシステムは、固定のフェーズドアレイアンテナシステムよりも望ましいが、特殊な能動部品（電力増幅器及び能動位相シフターなど）及び制御システムを必要とするがゆえに、より複雑かつ高価でもある。したがって、アンテナビームを電子的に走査することができ、丈夫であり、効率的であり、コンパクトであり、上述した課題を解決する新種のフェーズドアレイアンテナシステムについて、ニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
アンテナビームの指向及びステアリングのためのアンテナアレイシステムが、本発明に従って説明される。実施の例において、アンテナアレイシステムは、給電導波路長さを有する給電導波路と、給電導波路と信号をやり取りする（通信する）少なくとも２つの方向性結合器と、給電導波路長さにおける少なくとも２組の平面状の結合スロットと、少なくとも２つのホーンアンテナとを備えることができる。給電導波路は、給電導波路壁と、給電導波路長さにおける少なくとも１つのターンと、給電導波路の第１の端部の第１の給電導波路入力部と、給電導波路の第２の端部の第２の給電導波路入力部とを有することができる。給電導波路は、第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、第２の給電導波路入力部において第２の入力信号を受け取るように構成される。
【０００９】
少なくとも２つの方向性結合器のうちの各々の方向性結合器は、給電導波路の導波路壁に隣接した底壁を有し、各々の方向性結合器は、第１の入力信号から第１の結合信号を生成し、第２の入力信号から第２の結合信号を生成するように各々が構成されている。少なくとも２組の平面状の結合スロットのうちの第１組の平面状の結合スロットが、少なくとも２つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に対応し、少なくとも２組の平面状の結合スロットのうちの第２組の平面状の結合スロットが、少なくとも２つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に対応している。さらに、第１組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第１の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第２組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第２の方向性結合器の底壁に切り込まれている。
【００１０】
少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナが、第１の方向性結合器と信号をやり取りし、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナが、第２の方向性結合器と信号をやり取りする。第１のホーンアンテナが、第１の方向性結合器から第１の結合信号及び第２の結合信号の両方を受け取るように構成され、第２のホーンアンテナが、第２の方向性結合器から第１の結合信号及び第２の結合信号の両方を受け取るように構成されている。さらに、第１のホーンアンテナが、受け取った第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、第２のホーンアンテナが、受け取った第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成されており、ここで第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号に対して交差偏波であり、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号に対して交差偏波である。さらに、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号と同じ方向に偏波し、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号と同じ方向に偏波している。
【００１１】
動作の一例において、アンテナアレイシステムは、第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、第２の給電導波路入力部において第１の入力信号とは反対の方向に伝播する第２の入力信号を受け取るステップを含む方法を実行する。第１の入力信号を少なくとも２つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に結合させることで、第１の方向性結合器は、第１の方向性結合器の第１の結合後出力信号を生成し、第１の入力信号を少なくとも２つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に結合させることで、第２の方向性結合器は、第２の方向性結合器の第１の結合後出力信号を生成する。本方法は、第２の入力信号を第２の方向性結合器に結合させることで、第２の方向性結合器が第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号を生成するステップと、第２の入力信号を第１の方向性結合器に結合させることで、第１の方向性結合器が第１の方向性結合器の第２の結合後出力信号を生成するステップとをさらに含む。本方法は、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナから、第１の方向性結合器の第１の結合後出力信号の第１のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第１の偏波信号を放射するステップと、第１のホーンアンテナから、第１の方向性結合器の第２の結合後出力信号の第１のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第２の偏波信号を放射するステップとをさらに含む。本方法は、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナから、第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号の第２のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第１の偏波信号を放射するステップと、第２のホーンアンテナから、第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号の第２のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第２の偏波信号を放射するステップとをさらに含む。
【００１２】
別の実施の例では、アンテナアレイシステムが、給電導波路長さを有する給電導波路と、給電導波路と信号をやり取りする少なくとも４つの方向性結合器と、給電導波路長さにおける少なくとも４組の平面状の結合スロットと、少なくとも２つのホーンアンテナとを備えることができる。給電導波路は、給電導波路壁と、給電導波路長さにおける少なくとも５つのターンと、給電導波路の第１の端部の第１の給電導波路入力部と、給電導波路の第２の端部の第２の給電導波路入力部とを有することができる。給電導波路は、第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、第２の給電導波路入力部において第２の入力信号を受け取るように構成されている。
【００１３】
少なくとも４つの方向性結合器の各々の方向性結合器は、給電導波路の導波路壁に隣接した底壁を有し、各々の方向性結合器は、第１の入力信号又は第２の入力信号のいずれかから結合信号を生成するように構成されている。少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第１組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に対応し、少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第２組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に対応し、少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第３組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第３の方向性結合器に対応し、少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第４組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第４の方向性結合器に対応している。第１組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第１の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第２組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第２の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第３組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第３の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第４組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第４の方向性結合器の底壁に切り込まれている。
【００１４】
少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナが、第１の方向性結合器及び第２の方向性結合器と信号をやり取りし、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナが、第３の方向性結合器及び第４の方向性結合器と信号をやり取りする。第１のホーンアンテナは、第１の方向性結合器からの結合信号及び第２の方向性結合器からの結合信号を受け取るように構成され、第２のホーンアンテナは、第３の方向性結合器からの結合信号及び第４の方向性結合器からの結合信号を受け取るように構成されている。さらに、第１のホーンアンテナは、第１の方向性結合器から受け取った結合信号から第１の偏波信号を生成し、第２の方向性結合器から受け取った結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、第２のホーンアンテナは、第３の方向性結合器から受け取った結合信号から第１の偏波信号を生成し、第４の方向性結合器から受け取った結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、ここで、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号に対して交差偏波であり、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号に対して交差偏波である。さらに、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号と同じ方向の偏波であり、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号と同じ方向の偏波である。
【００１５】
本発明の他の装置、機器、システム、方法、特徴、及び利点が、以下の図及び詳細な説明を検討することによって、当業者にとって明らかであり、或いは明らかになるであろう。そのようなさらなるシステム、方法、特徴、及び利点のすべてが、この説明に含まれ、本発明の技術的範囲に包含され、添付の特許請求の範囲によって保護されるように意図される。
【００１６】
本発明を、以下の図面を参照することによって、よりよく理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも比例尺では描かれておらず、むしろ本発明の原理を説明することに重点が置かれている。図面において、類似の参照番号は、種々の図の全体を通して対応する部分を指し示している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明によるアンテナアレイシステムの実施の例の上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したアンテナアレイシステムの実施の例の正面図である。
【図１Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂに示したアンテナアレイシステムの実施の例の側面図である。
【図１Ｄ】図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示したアンテナアレイシステムの実施の例の背面図である。
【図２】図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄに示した方向性結合器及び給電導波路の動作の例おブロック図である。
【図３】本発明による（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄに示した）給電導波路の実施の例の上面図である。
【図４Ａ】ＴＥ１０モードで励起された電界及び磁界を示す図３に示した給電導波路の一部分の斜視側面図である。
【図４Ｂ】図３に示した給電導波路の一部分の斜視側面図であり、図４Ａに示した励起された電界及び磁界に対応する広い壁及び狭い壁に沿ったＴＥ１０モードにおける結果としての誘導電流を示している。
【図５】給電導波路の長さに沿って複数の励起された磁界のループを有する図３に示した給電導波路の上面図である。
【図６】本発明による給電導波路、平面状の結合スロットのペア、及び方向性結合器の実施の例の側面切断図である。
【図７Ａ】本発明によるアンテナアレイシステムにおいて用いられるホーンアンテナの実施の例の前方からの斜視図である。
【図７Ｂ】第１のホーン入力部、第２のホーン入力部、及び隔壁偏波器を示す（図７Ａに示した）ホーンアンテナの背面図である。
【図８】５つの典型的なアンテナ放射パターンの振幅（単位は、デシベル）を側面角度（単位は、度）に対して示した線図である。
【図９Ａ】本発明による別のアンテナアレイシステムの実施の例の上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示したアンテナアレイシステムの実施の例の側面図である。
【図１０】本発明による（図９Ａ及び図９Ｂに示した）給電導波路の実施の例の上面図である。
【図１１】本発明によるアンテナアレイシステムを利用する反射鏡アンテナシステムの実施の例の予想図である。
【図１２】図１１に示した反射鏡アンテナシステムを利用する通信衛星の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
アンテナビームの指向及びステアリングのためのアンテナアレイシステムが、本発明に従って説明される。実施の例において、アンテナアレイシステムは、給電導波路長さを有する給電導波路と、給電導波路と信号をやり取りする（通信する）少なくとも２つの方向性結合器と、給電導波路長さにおける少なくとも２組の平面状の結合スロットと、少なくとも２つのホーンアンテナとを備えることができる。給電導波路は、給電導波路壁と、給電導波路長さにおける少なくとも１つのターンと、給電導波路の第１の端部の第１の給電導波路入力部と、給電導波路の第２の端部の第２の給電導波路入力部とを有することができる。給電導波路は、第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、第２の給電導波路入力部において第２の入力信号を受け取るように構成される。
【００１９】
少なくとも２つの方向性結合器のうちの各々の方向性結合器は、給電導波路の導波路壁に隣接した底壁を有し、各々の方向性結合器は、第１の入力信号から第１の結合信号を生成し、第２の入力信号から第２の結合信号を生成するように各々が構成されている。少なくとも２組の平面状の結合スロットのうちの第１組の平面状の結合スロットが、少なくとも２つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に対応し、少なくとも２組の平面状の結合スロットのうちの第２組の平面状の結合スロットが、少なくとも２つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に対応している。さらに、第１組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第１の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第２組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第２の方向性結合器の底壁に切り込まれている。
【００２０】
少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナが、第１の方向性結合器と信号をやり取りし、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナが、第２の方向性結合器と信号をやり取りする。第１のホーンアンテナが、第１の方向性結合器から第１の結合信号及び第２の結合信号の両方を受け取るように構成され、第２のホーンアンテナが、第２の方向性結合器から第１の結合信号及び第２の結合信号の両方を受け取るように構成されている。さらに、第１のホーンアンテナが、受け取った第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、第２のホーンアンテナが、受け取った第１の結合信号から第１の偏波信号を生成し、受け取った第２の結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成されており、ここで第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号に対して交差偏波であり、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号に対して交差偏波である。さらに、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号と同じ方向に偏波し、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号と同じ方向に偏波している。
【００２１】
第１のホーンアンテナ及び第２のホーンアンテナの第１の偏波信号及び第２の偏波信号は、それぞれ直線偏波、円偏波、楕円偏波、などの任意の所望の偏波の仕組みであってよい。例として、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号及び第２の偏波信号は、第１の直線偏波信号及び第２の直線偏波信号であってよく、ここで第１の直線偏波信号及び第２の直線偏波信号は、一方が「垂直」偏波であってよく、他方が「水平」偏波であってよいため、交差偏波である（すなわち、偏波が直交する）。同様に、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号及び第２の偏波信号は、第１の直線偏波信号及び第２の直線偏波信号であってよく、ここで第１の直線偏波信号及び第２の直線偏波信号は、交差偏波である。さらに、この例において、第１のホーンアンテナの第１の直線偏波信号及び第２のホーンアンテナの第１の直線偏波信号は、同じ方向の偏波であってよい（すなわち、両方が垂直偏波であってよく、或いは両方が水平偏波であってよい）。同様に、第１のホーンアンテナの第２の直線偏波信号及び第２のホーンアンテナの第２の直線偏波信号は、同じ方向の偏波であってよい。
【００２２】
円偏波の場合には、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号及び第２の偏波信号が、第１のホーンの第１の円偏波信号及び第２の円偏波信号であってよく、ここで第１の円偏波信号及び第２の円偏波信号は、第１のホーンアンテナの第１の円偏波信号が第１のホーンアンテナの第２の円偏波信号の反対の方向に回転する（すなわち、一方が右円偏波であってよく、他方が左円偏波であってよい）がゆえに、交差偏波である。同様に、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号及び第２の偏波信号は、第２のホーンアンテナの第１の円偏波信号及び第２の円偏波信号であってよく、ここで第１の円偏波信号及び第２の円偏波信号は、第２のホーンアンテナの第１の円偏波信号が第２のホーンアンテナの第２の円偏波信号の反対の方向に回転するがゆえに、交差偏波である。
【００２３】
さらに、この例では、第１のホーンアンテナの第１の円偏波信号及び第２のホーンアンテナの第１の円偏波信号が、同じ方向の偏波であってよい（すなわち、両者が同じ方向の回転であってよく、したがって両者が右円偏波（「ＲＨＣＰ，ｒｉｇｈｔ−ｈａｎｄ  ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ」）又は両者が左円偏波（「ＬＨＣＰ，ｌｅｆｔ−ｈａｎｄ  ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ」）であってよい）。同様に、第１のホーンアンテナの第２の円偏波信号及び第２のホーンアンテナの第２の円偏波信号が、同じ方向の偏波であってよい。
【００２４】
動作の一例において、アンテナアレイシステムは、第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、第２の給電導波路入力部において第１の入力信号とは反対の方向に伝播する第２の入力信号を受け取るステップを含む方法を実行する。第１の入力信号を少なくとも２つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に結合させることで、第１の方向性結合器は、第１の方向性結合器の第１の結合後出力信号を生成し、第１の入力信号を少なくとも２つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に結合させることで、第２の方向性結合器は、第２の方向性結合器の第１の結合後出力信号を生成する。本方法は、第２の入力信号を第２の方向性結合器に結合させることで、第２の方向性結合器が第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号を生成するステップと、第２の入力信号を第１の方向性結合器に結合させることで、第１の方向性結合器が第１の方向性結合器の第２の結合後出力信号を生成するステップとをさらに含む。本方法は、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナから、第１の方向性結合器の第１の結合後出力信号の第１のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第１の円偏波信号を放射するステップと、第１のホーンアンテナから、第１の方向性結合器の第２の結合後出力信号の第１のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第２の円偏波信号を放射するステップとをさらに含む。本方法は、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナから、第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号の第２のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第１の円偏波信号を放射するステップと、第２のホーンアンテナから、第２の方向性結合器の第２の結合後出力信号の第２のホーンアンテナにおける受け取りに応答して、第２の円偏波信号を放射するステップとをさらに含む。
【００２５】
別の実施の例では、アンテナアレイシステムが、給電導波路長さを有する給電導波路と、給電導波路と信号をやり取りする少なくとも４つの方向性結合器と、給電導波路長さにおける少なくとも４組の平面状の結合スロットと、少なくとも２つのホーンアンテナとを備えることができる。給電導波路は、給電導波路壁と、給電導波路長さにおける少なくとも５つのターンと、給電導波路の第１の端部の第１の給電導波路入力部と、給電導波路の第２の端部の第２の給電導波路入力部とを有することができる。給電導波路は、第１の給電導波路入力部において第１の入力信号を受け取り、第２の給電導波路入力部において第２の入力信号を受け取るように構成されている。
【００２６】
少なくとも４つの方向性結合器の各々の方向性結合器は、給電導波路の導波路壁に隣接した底壁を有し、各々の方向性結合器は、第１の入力信号又は第２の入力信号のいずれかから結合信号を生成するように構成されている。少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第１組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第１の方向性結合器に対応し、少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第２組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第２の方向性結合器に対応し、少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第３組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第３の方向性結合器に対応し、少なくとも４組の平面状の結合スロットのうちの第４組の平面状の結合スロットが、少なくとも４つの方向性結合器のうちの第４の方向性結合器に対応している。第１組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第１の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第２組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第２の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第３組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第３の方向性結合器の底壁に切り込まれ、第４組の平面状の結合スロットは、給電導波路の給電導波路壁及び隣接する第４の方向性結合器の底壁に切り込まれている。
【００２７】
少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第１のホーンアンテナが、第１の方向性結合器及び第２の方向性結合器と信号をやり取りする、少なくとも２つのホーンアンテナのうちの第２のホーンアンテナが、第３の方向性結合器及び第４の方向性結合器と信号をやり取りする。第１のホーンアンテナは、第１の方向性結合器からの結合信号及び第２の方向性結合器からの結合信号を受け取るように構成され、第２のホーンアンテナは、第３の方向性結合器からの結合信号及び第４の方向性結合器からの結合信号を受け取るように構成されている。さらに、第１のホーンアンテナは、第１の方向性結合器から受け取った結合信号から第１の偏波信号を生成し、第２の方向性結合器から受け取った結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成され、第２のホーンアンテナは、第３の方向性結合器から受け取った結合信号から第１の偏波信号を生成し、第４の方向性結合器から受け取った結合信号から第２の偏波信号を生成するように構成されている。第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号の反対の方向と交差偏波であり、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号の反対の方向と交差偏波である。さらに、第１のホーンアンテナの第１の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第１の偏波信号と同じ方向の偏波であり、第１のホーンアンテナの第２の偏波信号が、第２のホーンアンテナの第２の偏波信号と同じ方向の偏波である。
【００２８】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄに目を向けると、本発明によるアンテナアレイシステム１００の実施の例の種々の図が示されている。図１Ａに、アンテナアレイシステム１００の実施の例の上面図が示されている。アンテナアレイシステム１００は、給電導波路１０２と、複数の方向性結合器（図示せず）と、複数のホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４と、複数の電力増幅器（図示せず）とを備えることができる。給電導波路１０２は、給電導波路１０２の第１の端部１１８に位置する第１の給電導波路入力部１１６と、給電導波路１０２の第２の端部１２２に位置する第２の給電導波路入力部１２０とを備え、第２の端部１２２は、第１の端部１１８に対して給電導波路１０２の他端に位置している。給電導波路１０２は、複数のターン（すなわち、曲がり）１２４、１２６、１２８、１３０、及び１３２を含む蛇行した導波路、又は曲がりくねった導波路であってよい。この例において、給電導波路１０２の物理的な配置を、座標軸Ｘ１３４、Ｙ１３６、及びＺ１３８を有する三次元デカルト座標によって表現することができ、ここで給電導波路１０２は、座標軸Ｘ１３４及びＹ１３６によって定められる平面に位置している。さらに、複数のホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４が、座標軸Ｚ１３８に沿って座標軸Ｘ１３４及びＹ１３６によって定められる平面から垂直に延伸するものとして示されている。６つのホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４、並びに給電導波路１０２の５つのターン１２４、１２６、１２８、１３０、及び１３２だけが示されているが、これがあくまでも説明のためのものにすぎず、アンテナアレイシステム１００が、任意の偶数の方向性結合器（図示せず）、ホーンアンテナ、及び電力増幅器（図示せず）を、方向性結合器への給電に必要な対応する数のターンとともに備えることができることを、当業者であれば理解できるであろう。別の例として、アンテナアレイシステム１００は、６０個の方向性結合器及びホーンアンテナ並びに給電導波路の５９個のターンを備えることができる。ホーンアンテナの数が、方向性結合器の数及び給電導波路のターンの数を決定することを、理解できるであろう。複数のホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４の各々のホーンアンテナが、アンテナアレイシステム１００の個別の放射素子として機能する。動作時、各々のホーンアンテナの個々の放射パターンが、典型的には、振幅及び位相において他の各々のホーンアンテナの放射パターンから相違する。各々のホーンアンテナの放射パターンの振幅が、ホーンアンテナの励起電流の振幅を制御する電力増幅器（図示せず）によって制御される。同様に、各々のホーンアンテナの放射パターンの位相は、そのホーンアンテナに対応する方向性結合器への給電において給電導波路１０２によって引き起こされる該当の位相の遅延によって決定される。
【００２９】
図１Ｂに、アンテナアレイシステム１００の実施の例の正面図が示されている。この正面図において、複数の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０が、給電導波路１０２及び複数の電力増幅器１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、及び１６２の両方と信号をやり取りするものとして図示されている。複数の電力増幅器１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、及び１６２のそれぞれが、複数のホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４のそれぞれと信号をやり取りするものとして図示されている。この例では、給電導波路１０２及び方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０が、矩形の導波路であるものとして図示されている。参考までに、この正面図におけるアンテナアレイシステム１００の物理的な配置は、座標軸Ｙ１３６及びＺ１３８によって定められる平面内に示されており、座標軸Ｘ１３４は、座標軸Ｙ１３６及びＺ１３８によって定められる平面に対して垂直かつ座標軸Ｙ１３６及びＺ１３８によって定められる平面へと向かう方向に向けられている。
【００３０】
図１Ｃに、アンテナアレイシステム１００の実施の例の側面図が示されている。参考までに、この側面図におけるアンテナアレイシステム１００の物理的な配置は、座標軸Ｘ１３４及びＺ１３８によって定められる平面内に示されており、座標軸Ｙ１３６は、座標軸Ｘ１３４及びＺ１３８によって定められる平面に対して垂直かつ座標軸Ｘ１３４及びＺ１３８によって定められる平面から出る方向に向けられている。この側面図において、さらなる電力増幅器１６４が、ホーンアンテナ１１４及び方向性結合器１５０と信号をやり取りするものとして図示されている。この例では、方向性結合器１５０が、２つの曲がり１６６及び１６８を有する給電導波路１０２に隣接して位置する「Ｕ」字形の導波路構造として示されている。第１の曲がり１６６が、第１の電力増幅器１６２の近くに位置し、第２の曲がり１６８が、方向性結合器１５０に沿った反対の方向において第２の電力増幅器１６４の近くに位置している。具体的には、方向性結合器１５０が、両方の電力増幅器１６２及び１６４と、方向性結合器の第１の端部１７０及び第２の端部１７２のそれぞれにおいて、信号をやり取りする。
【００３１】
方向性結合器１５０の曲がった導波路構造は、磁界をひずませるがゆえに「Ｈベンド」として知られる給電導波路１０２の曲がり（すなわち、ターン）１２４、１２６、１２８、１３０、及び１３２と異なり、電界をひずませるがゆえに「Ｅベンド」として知られる。一般に、Ｅベンド導波路を、ゆるやかな曲がりを利用して構成でき、或いは導波路における反射を最小限にするように設計されたいくつかの階段状の推移（図１Ｃに示されるとおり）を利用することによって構成できる。同様に、Ｈベンド導波路も、ゆるやかな曲がり（図１Ａに示されるとおり）を利用して構成でき、或いは導波路における反射を最小限にするように設計されたいくつかの階段状の推移（図９Ａ、図９Ｂ、及び図１０に示されている）を利用することによって構成できる。これらの種類のＨベンド及びＥベンドの設計は、技術的に周知である。
【００３２】
方向性結合器１５０に曲がった導波路構造を利用する理由は、給電導波路１０２の物理的な配置構造を定めているＸ−Ｙ（１３４及び１３６）平面から遠ざかる法線（すなわち、垂直）方向への放射を、ホーンアンテナ１１４によって可能にすることである、ホーンアンテナ１１４が、給電導波路１０２の物理的な配置構造を定めているＸ−Ｙ（１３４及び１３６）平面に平行な方向に放射を行うように設計される場合、方向性結合器１５０が曲がっていなくてもよいことを、理解できるであろう。
【００３３】
方向性結合器１５０、ホーンアンテナ１１４、電力増幅器１６２及び１６４、並びに給電導波路１０２のターン１２８のただ１つの組み合わせが示されているが、この組み合わせが、他の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０、複数の電力増幅器１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２、及び１６４、ホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４、並びに給電導波路１０２のターン１２４及び１２６の代表でもあることを、理解できるであろう。給電導波路１０２のターン１３０及び１３２は、この側面図においては、給電導波路１０２の第２の端部１２２によって遮られているため、見て取ることができない。
【００３４】
図１Ｄに目を向けると、アンテナアレイシステム１００の実施の例の背面図が示されている。この背面図において、複数の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０が、給電導波路１０２及び複数のさらなる電力増幅器１６４、１７４、１７６、１７８、１８０、及び１８２の両方と信号をやり取りするものとして図示されている。複数の電力増幅器１６４、１７４、１７６、１７８、１８０、及び１８２のそれぞれが、複数のホーンアンテナ１１４、１１２、１１０、１０８、１０６、及び１０４のそれぞれと信号をやり取りするものとして図示されている。参考までに、この背面図におけるアンテナアレイシステム１００の物理的な配置は、座標軸Ｙ１３６及びＺ１３８によって定められる平面内に示されており、座標軸Ｘ１３４は、座標軸Ｙ１３６及びＺ１３８によって定められる平面に対して垂直かつ座標軸Ｙ１３６及びＺ１３８によって定められる平面から延伸する方向に向けられている。
【００３５】
この例では、給電導波路１０２並びに方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０の両方が、広い壁（給電導波路１０２について図１Ａに見て取ることができ、方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０について図１Ｂ及び図１Ｄに見られるとおり）及び狭い壁（給電導波路１０２について図１Ｂ及び図１Ｄに見て取ることができ、方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０について図１Ｃに見られるとおり）を有する矩形の導波路として示されている。動作時、各々の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０は、方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０の広い壁に切り込まれた平面状の結合スロット（図示せず）のペアと、それぞれの方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０の広い壁に隣接する給電導波路１０２の広い壁の対応する部分とを使用する。
【００３６】
動作の一例においては、給電導波路１０２が、複数の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０に給電を行う進行波蛇行回線として機能する。アンテナアレイシステム１００は、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６を受信する。第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６の両方は、ＴＥ１０又はＴＥ０１モードの伝播信号であってよい。第１の入力信号１８４は、給電導波路１０２の第１の端部１１８に位置する第１の給電導波路入力部１１６に入力され、第２の入力信号１８６は、給電導波路１０２の第２の端部１２２に位置する第２の給電導波路入力部１２０に入力される。この例では、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６の両方が、給電導波路１０２の両端へと座標軸Ｘ１３４の方向に沿って伝播する。
【００３７】
ひとたび給電導波路１０２に位置すると、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６は、給電導波路１０２に沿って反対の方向に伝播し、それらのそれぞれのエネルギーの一部を種々の方向性結合器に結合させる。第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６は、給電導波路１０２の長さ１８８に沿って反対の方向に進行している進行波信号であるため、給電導波路１０２内の任意の所与の地点においてお互いに対して約１８０度の位相遅れを有すると考えられる。一般に、給電導波路１０２の導波路長さ１８８は、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６の動作波長の数倍の波長である平面状の結合スロット（図示せず）のペアの間の長さ（図示せず）を生み出すために充分に長くなるよう、波長（第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６の動作波長）の数倍の長さである。平面状の結合スロット（図示せず）のペアの間のこの長さの理由は、アンテナアレイシステム１００のアンテナビーム（図示せず）を周波数の関数としてステアリングするために必要な位相の刻みを生み出すことにある。一例として、平面状の結合スロットのペアの間の長さは、波長の５〜７倍の間の長さであってよい。
【００３８】
この例では、第１の入力信号１８４が給電導波路１０２の第１の端部１１８から第２の端部１２２に進行するにつれて、第１の入力信号１８４が、自身のエネルギーの一部を各々の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０に順次結合させ、残りのエネルギー（あれば）からなる第１の残り信号１９０が、給電導波路１０２の第２の端部１２２から出力される。同様に、第２の入力信号１８６が給電導波路１０２の第２の端部１２２から第１の端部１１８へと反対の方向に進行するにつれて、第２の入力信号１８６は、自身のエネルギーの一部を各々の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０に順次結合させ、自身の残りのエネルギー（あれば）からなる第２の残り信号１９２が、給電導波路１０２の第１の端部１１８から出力される。方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０の設計を最適化することによって、第１の残り信号１９０及び第２の残り信号１９２の両者を、ゼロに近付くように減らすことができる。
【００３９】
この例では、第１の入力信号１８４が、給電導波路１０２に沿って進行するときに、自身のエネルギーの第１の部分を方向性結合器１４０に結合させ、方向性結合器１４０が、この第１の結合した出力信号をホーンアンテナ１０４に渡す。次いで、第１の入力信号１８４の残りの部分が、給電導波路１０２に沿って方向性結合器１４２に進行し、そこで自身のエネルギーの別の一部分を方向性結合器１４２に結合させ、方向性結合器１４２が、この第２の結合した出力信号を第２のホーンアンテナ１０６に渡す。このプロセスが、第１の入力信号１８４の別の一部分が方向性結合器１４４、１４６、１４８、及び１５０にそれぞれ結合し、ホーンアンテナ１０８、１１０、１１２、及び１１４に渡されるまで続く。その後に、第１の入力信号１８４の残りの部分が、第１の残り信号１９０として給電導波路１０２の第２の端部１２２から出力される。同様に、第２の入力信号１８６が、給電導波路１０２に沿って進行するときに、自身のエネルギーの第１の部分を方向性結合器１５０に結合させ、方向性結合器１５０が、この第１の結合した出力信号をホーンアンテナ１１４に渡す。次いで、第２の入力信号１８６の残りの部分が、給電導波路１０２に沿って方向性結合器１４８に進行し、そこで自身のエネルギーの別の一部分を方向性結合器１４８に結合させ、方向性結合器１４８が、この第２の結合した出力信号を第２のホーンアンテナ１１２に渡す。このプロセスが、第２の入力信号１８６の別の一部分が方向性結合器１４６、１４４、１４２、及び１４０にそれぞれ結合し、ホーンアンテナ１１０、１０８、１０６、及び１０４に渡されるまで続く。その後に、第２の入力信号１８６の残りの部分が、第２の残り信号１９２として給電導波路１０２の第１の端部１１８から出力される。
【００４０】
結果として、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６が、ホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４の励起を生じさせる。ホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４を、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６のそれぞれの結合部分によって励起されたときにＲＨＣＰ及びＬＨＣＰ信号を生成するように構成することができる。或いは、ホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４を、第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６のそれぞれの結合部分によって励起されたときに水平偏波及び垂直偏波信号を生成するように構成することができる。
【００４１】
第１のサーキュレーター又は他の絶縁装置（図示せず）を、第１の入力信号１８４を出力される第２の残り信号１９２から絶縁するために第１の端部１１８に接続でき、第２のサーキュレーター又は他の絶縁装置（図示せず）を、第２の入力信号１８６を出力される第１の残り信号１９０から絶縁するために第２の端部１２２に接続できることを、理解できるであろう。給電導波路１０２からそれぞれの方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０に結合するエネルギーの量が、アンテナアレイシステム１００の所望の放射アンテナパターンをもたらす所定の設計上の選択によって決定されることを、当業者であれば理解できるであろう。
【００４２】
アンテナアレイシステム１００の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置、或いはアンテナアレイシステム１００に組み合わせられた回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置が、互いに信号をやり取りする（通信する）として説明されているが、ここで「信号のやり取り（通信）」が、回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置にとって他の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置との信号及び／又は情報の受け渡しを可能にする回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置の間の任意の種類の通信及び／又は接続を指すことを、当業者であれば理解できるであろう。通信及び／又は接続は、或る回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置から別の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置に信号及び／又は情報を渡すことができ、無線又は有線の信号経路を含む回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置の間の任意の信号経路によることができる。信号経路は、例えば導電線、電磁波ガイド、ケーブル、付着並びに／或いは電磁気又は機械的に結合した端子、半導体又は誘電体の材料又は装置、若しくは他の同様の物理的な接続又は結合など、物理的であってよい。さらに、信号経路は、自由空間（電磁伝播の場合）或いは通信情報が直接的な電磁気による接続を通過することなくさまざまなデジタルフォーマットで一方の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置から別の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置に渡されるデジタル部品を通過する情報経路など、非物理的であってよい。
【００４３】
図２が、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄに示した方向性結合器及び給電導波路の動作の例のブロック図である。すでに述べたように、第１の入力信号２００が、給電導波路（図示せず）に注入される。次いで、給電導波路は、第１の入力信号２００を方向性結合器２０２に渡し、方向性結合器２０２が、「順方向」の結合信号２０４を生成し、第１のホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第１の入力信号２０６が方向性結合器２０８に渡され、方向性結合器２０８が、別の順方向の結合信号２１０を生成し、別のホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第１の入力信号２１２が方向性結合器２１４に渡され、方向性結合器２１４が、別の順方向の結合信号２１６を生成し、別のホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第１の入力信号２１８が方向性結合器２２０に渡され、方向性結合器２２０が、別の順方向の結合信号２２２を生成し、別のホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第１の入力信号２２４が方向性結合器２２６に渡され、方向性結合器２２６が、別の順方向の結合信号２２８を生成し、別のホーンアンテナ（図示せず）に渡す。最後に、残りの第１の入力信号２３０が方向性結合器２３２に渡され、方向性結合器２３２が、別の順方向の結合信号２３４を生成し、別のホーンアンテナ（図示せず）に渡す。その後に、第１の残り信号２３４が、給電導波路から出力される。同様に、第２の入力信号２３６が、給電導波路（図示せず）に注入される。次いで、給電導波路は、第２の入力信号２３６を方向性結合器２３２に渡し、方向性結合器２３２が、「逆方向」の結合信号２３８を生成し、順方向の結合信号２３４が渡される同じホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第２の入力信号２４０が方向性結合器２２６に渡され、方向性結合器２２６が、別の逆方向の結合信号２４２を生成し、順方向の結合信号２２８が渡される同じホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第２の入力信号２４４が方向性結合器２２０に渡され、方向性結合器２２０が、別の逆方向の結合信号２４６を生成し、順方向の結合信号２２２が渡される同じホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第２の入力信号２４８が方向性結合器２１４に渡され、方向性結合器２１４が、別の逆方向の結合信号２５０を生成し、順方向の結合信号２１６が渡される同じホーンアンテナ（図示せず）に渡す。次いで、残りの第２の入力信号２５２が方向性結合器２０８に渡され、方向性結合器２０８が、別の逆方向の結合信号２５４を生成し、順方向の結合信号２１０が渡される同じホーンアンテナ（図示せず）に渡す。最後に、残りの第２の入力信号２５６が方向性結合器２０２に渡され、方向性結合器２０２が、別の逆方向の結合信号２５８を生成し、順方向の結合信号２０４が渡される同じホーンアンテナ（図示せず）に渡す。その後に、第２の残り信号２６０が、給電導波路から出力される。
【００４４】
図３に目を向けると、本発明による給電導波路３００の実施の例の上面図が示されている。給電導波路３００は、広い壁３０２と、平面状の結合スロットのペア３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、及び３３８へとそれぞれ組織化された複数の平面状の結合スロット３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、及び３２６とを備える。この例では、平面状の結合スロットが、給電導波路３００の広い壁３０２に切り込まれ、平面状の結合スロットの各ペア３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、及び３３８が、ほぼ４分の１波長の間隔３４０にて離れて位置する平面状の結合スロットのペア（３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、及び３３８）を有する。この例では、平面状の結合スロットが、給電導波路３００からエネルギーを放射する放射スロットである。給電導波路３００が、金属などの導電性材料で作られ、空気、誘電体材料、又は両者によって満たされてよい給電導波路３００の全長３４２にわたる内部空隙部を有する矩形の管を定めることを、理解できるであろう。
【００４５】
動作の一例においては、第１の入力信号３４４及び第２の入力信号３４６が給電導波路３００に注入（すなわち、入力）されるとき、磁界及び電界の両方が給電導波路３００内に励起される。これが、磁界に対して直角に位置する給電導波路３００の壁（すなわち、広い壁３０２及び狭い壁（図示せず）に、誘導電流を生じさせる。例として、図４Ａに、（図３の）給電導波路３００の一部分４００の斜視図が示されている。この例では、第１の入力信号４０２が、（給電導波路３００の第１の端部４０８に位置する）第１の給電導波入力部４０６において給電導波路３００の空隙部４０４に注入される。第１の入力信号４０２がＴＥ１０モードの信号である場合、第１の入力信号４０２は、給電導波路３００の狭い壁４１２の垂直方向に沿って向けられた電界４１０と、この電界４１０に垂直であり、上側及び下側の広い壁３０２及び４１８に平行かつ側壁（すなわち、狭い壁４１２）に対して接線方向にあるループを伝播の方向４１６に沿って形成する磁界４１４とを生じさせる。ＴＥ１０モードにおいては、電界４１０が、伝播の方向に沿った距離の関数として正弦曲線の様相で変化する。図４Ｂに、（図３の）給電導波路３００の一部分４００の斜視図が、第１の入力信号４０２によって引き起こされる広い壁３０２及び狭い壁４１２に沿ったＴＥ１０モードにおける結果としての誘導電流４２０とともに示されている。この考え方をさらに詳しく説明し、図５においては、給電導波路５００の上面図が、給電導波路５００の長さに沿った複数の励起された磁界のループとともに示されている。磁界のループは、給電導波路５００の長さに沿った第１の入力信号３４４の伝播によって引き起こされる。
【００４６】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図５においては、第１の入力信号（３４４及び４０２）に関する例が説明されていることに注意すべきであり、同じ例が、第２の入力信号３４６に関する給電導波路（３００及び５００）に沿った電界及び磁界並びに誘導電流の説明についても、相互関係によって当てはまることを理解できるであろう。唯一の相違は、第２の入力信号３４６の伝播の方向が第１の入力信号（３４４及び４０２）に対して反対であるがゆえに、極性が反対になることである。
【００４７】
再び図３に（図４Ａ及び図４Ｂを参照しつつ）目を向けると、平面状の結合スロット３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、及び３２６の各々は、給電導波路３００の広い壁３０２における誘導電流４２０の電流の流れを遮断し、結果として内部の電界４１０及び磁界４１４の乱れを生じさせ、給電導波路３００の空隙部４０４から給電導波路３００の外部環境へのエネルギーの放射をもたらし、すなわち給電導波路３００からのエネルギーを外部環境に結合させるように設計される。再び図１Ａ〜図１Ｄ及び図２に目を向けると、平面状の結合スロットのペア３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、及び３３８のこれらのペアが、給電導波路３００からのエネルギーを図１Ａ〜図１Ｄ及び図２に示したそれぞれの方向性結合器に結合させる。
【００４８】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図５は、入力信号をＴＥ１０モードの信号であるとしているが、信号が、やはり当業者にとって周知であるＴＥ０１モードの信号であってもよいことを、当業者であれば理解できるであろう。ＴＥ１０モードの信号の場合には、給電導波路（３００及び５００）に誘導される電流及び電界が異なり、各々の平面状の結合スロットが、上述のＴＥ１０モードの例におけるスロットとは異なると考えられる。しかしながら、各々の平面状の結合スロットが依然として給電導波路の広い壁における誘導電流の電流の流れを中断させるように設計される点で、設計理論は同様である。
【００４９】
図６に目を向けると、図６に、本発明による給電導波路６００、平面状の結合スロット６０２及び６０４のペア、並びに方向性結合器６０６の実施の例の側面切断図が示されている。方向性結合器６０６は、給電導波路６００からのエネルギーを方向性結合器６０６に結合させる平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアを介して給電導波路６００に結合している。この例において、給電導波路６００が、給電導波路６００の上側の広い壁６０８に切り込まれた平面状の結合スロットのペアを有し、方向性結合器が、方向性結合器６０６の下側の広い壁６１０に切り込まれた対応する平面状の結合スロットのペアを有することを、理解できるであろう。給電導波路６００からの平面状の結合スロットのペア及び方向性結合器６０６からの平面状の結合スロットのペアは、エネルギーを給電導波路６００の内部の空隙部６１２から方向性結合器の内部の空隙部６１４に結合させることができるよう、組み合わせられた平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアを形成するように、互いに重ねられている。方向性結合器６０６は、第１の電力増幅器６１６及び第２の電力増幅器６１８と信号をやり取りする。図１Ｃに示した方向性結合器１５０と同様に、方向性結合器６０６は、２つの曲がり６２０及び６２２を有する給電導波路６００に隣接して位置する「Ｕ」字形の導波路構造として示されている。第１の曲がり６２０が、第１の電力増幅器６１６の近くに位置し、第２の曲がり６２２が、方向性結合器６０６に沿った反対の方向において第２の電力増幅器６１８の近くに位置している。具体的には、方向性結合器６０６が、両方の電力増幅器６１６及び６１８と、方向性結合器の第１の端部６２４及び第２の端部６２６のそれぞれにおいて、信号をやり取りする。この例では、第１の曲がり６２０及び第２の曲がり６２２が、図１Ｃに示した曲がり１６６及び１６８と異なり、段差のない推移による曲がりとして示されている。すでに述べたように、アンテナアレイシステムの設計の目標にもとづいて、方向性結合器において利用することができるさまざまな種類の公知のＥベンドが存在する。
【００５０】
動作の例において、第１の信号６２８（第１の入力信号に相当）が、給電導波路６００を伝播する。第１の信号６２８が平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアに達するとき、電力の大部分は、残りの第１の入力信号６３０によって示されるように給電導波路６００に沿って伝播を続けるが、第１の信号６２８の小部分が、平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアを介して給電導波路６００から方向性結合器６０６に結合すると考えられる。この結合したエネルギーが、順方向の結合信号６３２として示されている。次いで、順方向の結合信号６３２は、第１の電力増幅器６１６に渡され、第１の電力増幅器６１６が信号の振幅を増幅し、増幅後の第１の結合信号６３４をホーンアンテナ（図示せず）の入力給電部に渡す。
【００５１】
同様に、第２の信号６３６（第２の入力信号に相当）が、給電導波路６００を第１の信号６２８とは反対の方向に伝播する。第２の信号６３６が平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアに達するとき、電力の大部分は、残りの第２の入力信号６３８によって示されるように給電導波路６００に沿って伝播を続けるが、第２の信号６３６の小部分が、平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアを介して給電導波路６００から方向性結合器６０６に結合すると考えられる。この結合したエネルギーが、逆方向の結合信号６４０として示されている。次いで、逆方向の結合信号６４０は、第２の電力増幅器６１８に渡され、第２の電力増幅器６１８が信号の振幅を増幅し、増幅後の第２の結合信号６４２をホーンアンテナの別の入力給電部に渡す。次いで、ホーンアンテナが、ＲＨＣＰ信号を生成して放射するために増幅後の第１の結合信号６３４を利用し、ＬＨＣＰ信号を生成して放射するために増幅後の第２の結合信号６４２を利用することができる。或いは、ホーンアンテナは、水平偏波の信号を生成して放射するために増幅後の第１の結合信号６３４を利用し、垂直偏波の信号を生成して放射するために増幅後の第２の結合信号６４２を利用することができる。
【００５２】
この例では、平面状の結合スロット６０２及び６０４のペアが、略４分の１波長の間隔６４４を有する。４分の１波長の間隔の理由は、方向性結合器において技術的に周知であるが、一般的には、第１の信号６２８について一方向に給電導波路６００から方向性結合器６０６にエネルギーを結合させる一方で、第２の信号６３６について反対の方向に給電導波路６００から方向性結合器６０６にエネルギーを結合させることであると述べることができる。この理由は、一般に、結合信号が両方向に伝播するが、平面状の結合スロット６０２及び６０４によって引き起こされる位相の遅延が、結合信号の一方を一方向において打ち消す一方で、別の方向において位相を足し算するからである。具体的には、第１の信号６２８が第１の平面状の結合スロット６０２に達するとき、第１の信号６２８からのエネルギーの一部（すなわち、結合信号）が、第１の平面状の結合スロット６０２を介して方向性結合器６０６に結合する。残りの第１の信号が第２の平面状の結合スロット６０４に達するとき、残りの第１の信号からのエネルギーの別の部分が、第２の平面状の結合スロット６０４を介して方向性結合器６０６に結合する。これらの２つの結合信号は、同じ方向（すなわち、第１の電力増幅器６１６に向かう）に伝搬しているため、同相であり、位相において建設的に足し算され、順方向の結合信号６３２をもたらす。しかしながら、反対の方向（すなわち、第２の電力増幅器６１８に向かう）に結合したエネルギーは、第２の電力増幅器６１８に向かって進行する第１の信号６２８からの結合信号（第１の平面状の結合スロット６０２によって生成される）が、残りの第１の信号からの結合信号（第２の平面状の結合スロット６０４によって生成される）よりも位相において約１８０度進むため、建設的に打ち消し合う。これは、第１の平面状の結合スロット６０２を基準として、第２の平面状の結合スロット６０４に進む結合信号が、給電導波路６００においてさらなる４分の１波長を移動し、次いで方向性結合器６０６において再び４分の１波長を戻らなければならないからである。したがって、第２の電力増幅器６１８の方向の２つの結合信号は、互いに打ち消し合う。実際には、方向性結合器６０６の設計が完璧ではないため、少量の電力（すなわち、エネルギー）が第２の電力増幅器６１８に達すると考えられることを、理解すべきである。しかしながら、これは、当業者にとって公知の適切な設計技術によって最小限にすることができる。同じ結合のプロセスを、逆方向の結合信号６４０が建設的な足し合わせによってもたらされる一方で、第１の電力増幅器６１６の方向の第２の信号６３６からの結合信号が打ち消されるように、第２の信号６３６に適用できることを、理解できるであろう。
【００５３】
図７Ａに、本発明によるアンテナアレイシステムにおいて使用するためのホーンアンテナ７００の実施の例の前方からの斜視図が示されている。一般に、ホーンアンテナ７００は、電波をビームにて導くためにホーンのように形作られた末広がりの金属製の導波路７０２で構成されたアンテナである。
【００５４】
この例では、ホーンアンテナ７００が、ホーンアンテナ７００の給電入力部７０８に第１のホーン入力部７０４及び第２のホーン入力部７０６を備える。この例では、ホーンアンテナ７００が、隔壁偏波器７１０を備える。隔壁偏波器７１０が、第１のホーン入力部７０４及び第２のホーン入力部７０６における直線偏波信号を、ホーンアンテナの開口７１４への導波路の出力７１２において円偏波信号に変換するように構成された導波路装置であることを、当業者であれば理解できるであろう。次いで、ホーンアンテナ７００は、円偏波信号７１６を自由空間に放射する。図７Ｂが、第１のホーン入力部７０４、第２のホーン入力部７０６、及び隔壁偏波器７１０を示すホーンアンテナ７００の背面図である。この例では、ホーンアンテナ７００が、隔壁ホーンとして示されているが、ホーンアンテナ７００は、アンテナアレイシステムの必要とされる設計パラメーターにもとづいて、別の種類のホーンアンテナであってもよい。ホーンアンテナ７００として利用することができる他の種類のホーンアンテナの例として、例えば角錐ホーン、円錐ホーン、指数ホーン、及びリッジ付きホーンが挙げられる。
【００５５】
動作の一例においては、第１のホーン入力部７０４に送り込まれる直線信号を、導波路の出力７１２においてＲＨＣＰ信号に変換することができる一方で、第２のホーン入力部７０６に送り込まれる直線信号を、導波路の出力７１２においてＬＨＣＰ信号に変換することができる。次いで、ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰ信号を、円偏波信号７１６として自由空間に送信することができる。
【００５６】
或いは、第１のホーン入力部（図示せず）及び第２のホーン入力部（図示せず）に送り込まれる直線信号から円偏波信号の代わりに直線偏波信号を生成する別のホーンアンテナ設計を利用することが可能である。その場合、ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰ信号の代わりに、垂直及び水平偏波信号を、自由空間に送信することができる。この例においては、各々の素子において、隔壁偏波器よりもむしろ直交モードトランスデューサ（「ＯＭＴ」）を利用することができる。
【００５７】
図８に、５つの例のアンテナ放射パターン８０４、８０６、８０８、８１０、及び８１２について、側面角度（ｂｒｏａｄｓｉｄｅ  ａｎｇｌｅ）８１４（単位は、度）に対する振幅８０２（単位は、デシベル（「ｄＢ」）の線図８００が示されている。アンテナ放射パターン８０４、８０６、８０８、８１０、及び８１２は、典型的な６０素子のアンテナアレイシステムについて、周波数に対するアンテナ放射パターンである。例として、第１の線図８０４は、１９．７ＧＨｚにおけるアンテナビームパターンであり、第２の線図８０６は、１９．８２５ＧＨｚにおけるアンテナビームパターンであり、第３の線図８０８は、１９．９５ＧＨｚにおけるアンテナビームパターンであり、第４の線図８１０は、２０．０７５ＧＨｚにおけるアンテナビームパターンであり、第５の線図８１２は、２０．２ＧＨｚにおけるアンテナビームパターンである。
【００５８】
図９Ａ及び図９Ｂに目を向けると、本発明によるアンテナアレイシステム９００の別の実施の例の種々の図が示されている。図９Ａには、別のアンテナアレイシステム９００の実施の例の上面図が示されている。アンテナアレイシステム９００は、給電導波路９０２、複数の順方向の方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、及び９１４、複数の逆方向の方向性結合器９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６、複数のホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８、並びに複数の電力増幅器９４０、９４２、９４４、９４６、９４８、９５０、９５２、９５４、９５６、９５８、９６０、及び９６２を備えることができる。この例では、給電導波路９０２が、複数の順方向の方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、及び９１４、並びに複数の逆方向の方向性結合器９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６の両方と信号をやり取りする。順方向の方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、及び９１４は、それぞれ電力増幅器９４０、９４４、９４８、９５２、９５６、及び９６０と信号をやり取りする。同様に、複数の逆方向の方向性結合器９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６は、それぞれ電力増幅器９４２、９４６、９５０、９５４、９５８、及び９６２と信号をやり取りする。ホーンアンテナ９２８が、２つの電力増幅器９４０及び９４２と信号をやり取りする。ホーンアンテナ９３０が、２つの電力増幅器９４４及び９
４６と信号をやり取りする。ホーンアンテナ９３２が、２つの電力増幅器９４８及び９５０と信号をやり取りする。ホーンアンテナ９３４が、２つの電力増幅器９５６及び９５８と信号をやり取りする。最後に、ホーンアンテナ９３８が、２つの電力増幅器９６０及び９６２と信号をやり取りする。
【００５９】
給電導波路９０２は、給電導波路９０２の第１の端部９６６の第１の給電導波路入力部９６４と、給電導波路９０２の第２の端部９７０の第２の給電導波路入力部９６８とを備え、ここで第２の端部９７０は、第１の端部９６６に対して給電導波路９０２の他端に位置している。給電導波路９０２は、複数のターン（すなわち、曲がり）９７２、９７４、９７６、９７８、９８０、９８２、及び９８４を含む蛇行した導波路、又は曲がりくねった導波路であってよい。この例において、給電導波路９０２の物理的な配置を、座標軸Ｘ９８５、Ｙ９８６、及びＺ９８７を有する三次元デカルト座標によって表現することができ、ここで給電導波路９０２は、座標軸Ｘ９８５及びＹ９８６によって定められる平面に位置している。さらに、複数のホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８が、座標軸Ｘ９８５及びＹ９８６によって定められる平面内を延伸するものとしてさらに示されている。
【００６０】
やはり、６つのホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８、給電導波路９０２の７つの見て取ることができるターン９７２、９７４、９７６、９７８、９８０、９８２、及び９８４、並びに６つの見て取ることができないターンだけが示されているが、これがあくまでも説明のためのものにすぎず、アンテナアレイシステム９００が、任意の偶数の方向性結合器、ホーンアンテナ、及び電力増幅器を、方向性結合器への給電に必要な対応する数のターンとともに備えることができることを、当業者であれば理解できるであろう。別の例として、アンテナアレイシステム９００は、１２０個の方向性結合器及び６０個のホーンアンテナ並びに給電導波路の１２１個のターンを備えることができる。ホーンアンテナの数が、方向性結合器の数及び給電導波路のターンの数を決定することを、やはり理解できるであろう。やはり、複数のホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８の各々のホーンアンテナが、アンテナアレイシステム９００の個別の放射素子として機能する。動作時、各々のホーンアンテナの個々の放射パターンが、典型的には、振幅及び位相において他の各々のホーンアンテナの放射パターンから相違する。各々のホーンアンテナの放射パターンの振幅が、ホーンアンテナの励起電流の振幅を制御する電力増幅器によって制御される。同様に、各々のホーンアンテナの放射パターンの位相は、そのホーンアンテナに対応する方向性結合器への給電において給電導波路９０２によって引き起こされる該当の位相の遅延によって決定される。
【００６１】
図９Ｂに、アンテナアレイシステム９００の実施の例の側面図が示されている。参考までに、この側面図におけるアンテナアレイシステム９００の物理的な配置は、座標軸Ｘ９８５及びＺ９８７によって定められる平面内に示されており、座標軸Ｙ９８６は、座標軸Ｘ９８５及びＺ９８７によって定められる平面に対して垂直かつ座標軸Ｘ９８５及びＺ９８７によって定められる平面から出る方向に向けられている。この側面図において、逆方向の方向性結合器９２６が、給電導波路９０２に隣接して位置する矩形の導波路構造として示されている。具体的には、逆方向の方向性結合器９２６が、電力増幅器９６２を介してホーンアンテナ９３８と信号をやり取りする。
【００６２】
動作の例においては、第１の入力信号９８８が第１の給電導波路入力部９６４に注入されるとき、第１の入力信号９８８は、給電導波路９０２に沿って進行し、自身のエネルギーの第１の部分を順方向の方向性結合器９０４に結合させ、この順方向の方向性結合器９０４が、この第１の結合した出力信号を電力増幅器９４０を介してホーンアンテナ９２８に渡す。次いで、第１の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９１６に進行するが、この逆方向の方向性結合器９１６においては、この逆方向の方向性結合器９１６が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第１の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９０６に進行を続け、自身のエネルギーの第２の部分を順方向の方向性結合器９０６に結合させ、この順方向の方向性結合器９０６が、この第２の結合した出力信号を電力増幅器９４４を介してホーンアンテナ９３０に渡す。次いで、第１の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９１８に進行するが、この逆方向の方向性結合器９１８においては、この逆方向の方向性結合器９１８が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第１の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９０８に進行を続け、自身のエネルギーの第３の部分を順方向の方向性結合器９０８に結合させ、この順方向の方向性結合器９０８が、この第３の結合した出力信号を電力増幅器９４８を介してホーンアンテナ９３２に渡す。次いで、第１の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２０に進行するが、この逆方向の方向性結合器９２０においては、この逆方向の方向性結合器９２０が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第１の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９１０に進行を続け、自身のエネルギーの第４の部分を順方向の方向性結合器９１０に結合させ、この順方向の方向性結合器９１０が、この第４の結合した出力信号を電力増幅器９５２を介してホーンアンテナ９３４に渡す。次いで、第１の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２２に進行するが、この逆方向の方向性結合器９２２においては、この逆方向の方向性結合器９２２が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第１の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９１２に進行を続け、自身のエネルギーの第５の部分を順方向の方向性結合器９１２に結合させ、この順方向の方向性結合器９１２が、この第５の結合した出力信号を電力増幅器９５６を介してホーンアンテナ９３６に渡す。次いで、第１の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２４に進行するが、この逆方向の方向性結合器９２４においては、この逆方向の方向性結合器９２４が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第１の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９１４に進行を続け、自身のエネルギーの第６の部分を順方向の方向性結合器９１４に結合させ、この順方向の方向性結合器９１４が、この第６の結合した出力信号を電力増幅器９６０を介してホーンアンテナ９３８に渡す。次いで、第１の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２６に進行するが、この逆方向の方向性結合器９２６においては、この逆方向の方向性結合器９２６が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第１の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って進行を続け、第２の給電導波路入力部９６８を介して第１の残り信号９９０として出力される。順方向の方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、及び９１４の設計を最適化することによって、第１の残り信号９９０をゼロに近付くように減らすことができることを、理解すべきである。
【００６３】
同様に、第２の入力信号９９２が第２の給電導波路入力部９６８に注入されるとき、第２の入力信号９９２は、給電導波路９０２に沿って（第１の入力信号９８８とは反対の方向に）進行し、自身のエネルギーの第１の部分を逆方向の方向性結合器９２６に結合させ、この逆方向の方向性結合器９２６が、この第１の結合した出力信号を電力増幅器９６２を介してホーンアンテナ９３８に渡す。次いで、第２の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９１４に進行するが、この順方向の方向性結合器９１４においては、この順方向の方向性結合器９１４が反対方向（すなわち、第１の入力信号９８８の方向）に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第２の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２４に進行を続け、自身のエネルギーの第２の部分を逆方向の方向性結合器９２４に結合させ、この逆方向の方向性結合器９２４が、この第２の結合した出力信号を電力増幅器９５８を介してホーンアンテナ９３６に渡す。次いで、第２の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９１２に進行するが、この順方向の方向性結合器９１２においては、この順方向の方向性結合器９１２が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第２の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２２に進行を続け、自身のエネルギーの第３の部分を逆方向の方向性結合器９２２に結合させ、この逆方向の方向性結合器９２２が、この第３の結合した出力信号を電力増幅器９５４を介してホーンアンテナ９３４に渡す。次いで、第２の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９１０に進行するが、この順方向の方向性結合器９１０においては、この順方向の方向性結合器９１０が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第２の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９２０に進行を続け、自身のエネルギーの第４の部分を逆方向の方向性結合器９２０に結合させ、この逆方向の方向性結合器９２０が、この第４の結合した出力信号を電力増幅器９５０を介してホーンアンテナ９３２に渡す。次いで、第２の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９０８に進行するが、この順方向の方向性結合器９０８においては、この順方向の方向性結合器９０８が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第２の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９１８に進行を続け、自身のエネルギーの第５の部分を逆方向の方向性結合器９１８に結合させ、この逆方向の方向性結合器９１８が、この第５の結合した出力信号を電力増幅器９４６を介してホーンアンテナ９３６に渡す。次いで、第２の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９０６に進行するが、この順方向の方向性結合器９０６においては、この順方向の方向性結合器９０６が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第２の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って逆方向の方向性結合器９１６に進行を続け、自身のエネルギーの第６の部分を逆方向の方向性結合器９１６に結合させ、この逆方向の方向性結合器９１６が、この第６の結合した出力信号を電力増幅器９４２を介してホーンアンテナ９２８に渡す。次いで、第２の入力信号の残りの部分が、給電導波路９０２に沿って順方向の方向性結合器９０４に進行するが、この順方向の方向性結合器９０４においては、この順方向の方向性結合器９０４が反対方向に進行している信号だけを結合させるように設計されているため、エネルギーの結合は生じない。したがって、第２の入力信号の残りの部分は、給電導波路９０２に沿って進行を続け、第１の給電導波路入力部９６４を介して第２の残り信号９９４として出力される。やはり、逆方向の方向性結合器９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６の設計を最適化することによって、第２の残り信号９９４をゼロに近付くように減らすことができることを、理解すべきである。
【００６４】
やはり、第１のサーキュレーター又は他の絶縁装置（図示せず）を、第１の入力信号９８８を出力される第２の残り信号９９４から絶縁するために第１の端部９６６に接続でき、第２のサーキュレーター又は他の絶縁装置（図示せず）を、第２の入力信号９９２を出力される第１の残り信号９９０から絶縁するために第２の端部９７０に接続できることを、理解できるであろう。また、給電導波路９０２からそれぞれの方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６に結合するエネルギーの量が、アンテナアレイシステム９００の所望の放射アンテナパターンをもたらす所定の設計上の選択によって決定されることを、当業者であれば理解できるであろう。
【００６５】
図１０に目を向けると、本発明による（図９Ａ及び図９Ｂの）給電導波路９０２の実施の例の上面図が示されている。給電導波路９０２は、広い壁１０００と、平面状の結合スロットのペア１００４、１００６、１００８、１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８、１０２０、１０２２、１０２４、１０２６、１０２８、及び１０３０へとそれぞれ組織化された複数の平面状の結合スロット１００２とを備える。この例では、平面状の結合スロットが、給電導波路９０２の広い壁１０００に切り込まれ、平面状の結合スロットの各ペア１００４、１００６、１００８、１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８、１０２０、１０２２、１０２４、１０２６、１０２８、及び１０３０が、アンテナアレイシステム９００の動作波長の４分の１波長にほぼ等しいペアの平面状の結合スロットの間の間隔を有する。この例でも、給電導波路９０２が、１３個のＨベンド１０３２、１０３４、１０３６、１０３８、１０４０、１０４２、１０４４、１０４６、１０４８、１０５０、１０５２、１０５４、及び１０５６を備えることができる。やはり、給電導波路９０２は、金属などの導電性材料で作られてよく、空気、誘電体材料、又は両者によって満たされてよい給電導波路９０２の全長１０５８にわたる内部空隙部を有する矩形の管を定めている。給電導波路１０２、３００、５００、及び６００（図１Ａ、図３、図５、及び図６に示されている）と異なり、給電導波路９０２（図９に示されている）が、非連続的な曲がり１０３２、１０３４、１０３６、１０３８、１０４０、１０４２、１０４４、１０４６、１０４８、１０５０、１０５２、１０５４、及び１０５６、並びに給電導波路９０２の直線的な経路の間の１２枚の共通な狭い壁を有することに注意すべきであるが、給電導波路９０２を、上述の原理を利用して（図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄの）給電導波路１０２を方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０にエネルギーを結合させるように設計できるやり方と実質的に同じやり方で方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６にエネルギーを結合させるように設計できることを、理解すべきである。
【００６６】
図１〜図６に示したアンテナアレイシステム１００の第１の実施例とアンテナアレイシステム９００の第２の実施例との間の相違点は、第２の実施例が２倍の数の方向性結合器を必要とする点にある。第２の実施例においては、方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６は、給電導波路９０２を進む信号が正しい方向に進行している場合に限り、結合信号をホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８に渡すことができる。したがって、第１の入力信号９８８をホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８に渡すように構成された方向性結合器９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、及び９１４が、順方向の方向性結合器と称される一方で、第２の入力信号９９２をホーンアンテナ９２８、９３０、９３２、９３４、９３６、及び９３８に渡すように構成された方向性結合器９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、及び９２６が、逆方向の方向性結合器と称される。
【００６７】
第１の実施例においては、各々の方向性結合器１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、及び１５０が、進行の方向にかかわらず第１の入力信号１８４及び第２の入力信号１８６の両方からの信号を結合させるように設計されている。両方の結合信号が、方向性結合器からホーンアンテナへの異なる供給経路を介してそれぞれのホーンアンテナ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、及び１１４に渡される。
【００６８】
図１〜図６、図９Ａ、図９Ｂ、及び図１０に示した曲がりくねった導波路そのものを二重モードの様相で動作させることができ、垂直又は水平偏波を曲がりくねった導波路そのものへと放つために、曲がりくねった導波路の端部にフィーダーＯＭＴによって給電できることを、理解できるであろう。次いで、これらの垂直及び水平偏波を、それぞれの方向性結合器によって異なるホーンに結合させ、ホーンにおいて設計された偏波の出力を生成することができる。
【００６９】
動作の例として、アンテナアレイシステムの第１及び第２の両方の実施例は、スタンドアロンのアンテナシステム（すなわち、直接放射システム）として利用することができ、或いは反射鏡アンテナシステムの一部として利用することができる。図１１に目を向けると、本発明による反射鏡アンテナシステム１１００の実施の例の斜視図が示されている。反射鏡アンテナシステム１１００は、アンテナアレイシステム１１０２及び円筒形の反射鏡要素１１０４を備えることができる。アンテナアレイシステム１１０２は、（図１〜図６に示されている）アンテナアレイシステム１００の第１の実施例又は（図９〜図１０に示されている）アンテナアレイシステム９００の第２の実施例のいずれかであってよい。動作時、アンテナアレイシステム１１０２が、反射鏡要素１１０４のための給電アレイとして機能し、反射鏡要素１１０４に向かって放射１１０６を行い、次いで放射１１０６が自由空間に反射され、反射鏡アンテナシステム１１００のアンテナビーム１１０８を形成する。反射鏡アンテナシステム１１００を、多数のさまざまな用途に使用することができる。やはり、反射鏡アンテナシステム１１００がアンテナアレイシステムの随意による実施例であることを、当業者であれば理解できるであろう。別の例（図示せず）として、反射鏡システムを持たない直接放射システムであるスタンドアロンのアンテナシステムとして利用されるアンテナアレイシステムが挙げられる。
【００７０】
図１２に、図１１に示した反射鏡アンテナシステムを利用する通信衛星１２００の斜視図が示されている。この例では、通信衛星１２００が、送信用の２つの反射鏡アンテナシステム１２０２及び１２０４と、受信用の１つの反射鏡アンテナシステム１２０６とを備えることができる。
【００７１】
本発明の種々の態様又は詳細を、本発明の技術的範囲から離れることなく変更できることを、理解できるであろう。すべてが述べ尽くされたわけではなく、特許請求の範囲において請求される発明は、上記開示の形態そのものに限定されるわけではない。さらに、以上の説明は、あくまでも例示を目的とし、限定を目的とするものではない。改良及び変種が、以上の説明に照らして可能であり、或いは本発明を実施することによって習得可能である。特許請求の範囲及びそれらの均等物が、本発明の技術的範囲を定める。
【００７２】
本発明の種々の態様又は詳細を、本発明の技術的範囲から離れることなく変更できることを、理解できるであろう。すべてが述べ尽くされたわけではなく、特許請求の範囲において請求される発明は、上記開示の形態そのものに限定されるわけではない。さらに、以上の説明は、あくまでも例示を目的とし、限定を目的とするものではない。改良及び変種が、以上の説明に照らして可能であり、或いは本発明を実施することによって習得可能である。特許請求の範囲及びそれらの均等物が、本発明の技術的範囲を定める。
【符号の説明】
【００７３】
１００  アンテナアレイシステム
１０２  給電導波路
１０４  ホーンアンテナ
１０６  ホーンアンテナ
１０８  ホーンアンテナ
１１０  ホーンアンテナ
１１２  ホーンアンテナ
１１４  ホーンアンテナ
１１６  第１の給電導波路入力部
１１８  第１の端部
１２０  第２の給電導波路入力部
１２２  第２の端部
１２４  ターン
１２６  ターン
１２８  ターン
１３０  ターン
１３２  ターン
１３４  Ｘ座標軸
１３６  Ｙ座標軸
１３８  Ｚ座標軸
１４０  方向性結合器
１４２  方向性結合器
１４４  方向性結合器
１４６  方向性結合器
１４８  方向性結合器
１５０  方向性結合器
１５２  電力増幅器
１５４  電力増幅器
１５６  電力増幅器
１５８  電力増幅器
１６０  電力増幅器
１６２  第１の電力増幅器
１６４  第２の電力増幅器
１６６  曲がり
１６８  曲がり
１７０  第１の端部
１７２  第２の端部
１７４  電力増幅器
１７６  電力増幅器
１７８  電力増幅器
１８０  電力増幅器
１８２  電力増幅器
１８４  第１の入力信号
１８６  第２の入力信号
１８８  導波路長さ
１９０  第１の残り信号
１９２  第２の残り信号
２００  第１の入力信号
２０２  方向性結合器
２０４  順方向の結合信号
２０６  残りの第１の入力信号
２０８  方向性結合器
２１０  順方向の結合信号
２１２  残りの第１の入力信号
２１４  方向性結合器
２１６  順方向の結合信号
２１８  残りの第１の入力信号
２２０  方向性結合器
２２２  順方向の結合信号
２２４  残りの第１の入力信号
２２６  方向性結合器
２２８  順方向の結合信号
２３０  残りの第１の入力信号
２３２  方向性結合器
２３４  順方向の結合信号、第１の残り信号
２３６  第２の入力信号
２３８  逆方向の結合信号
２４０  残りの第２の入力信号
２４２  逆方向の結合信号
２４４  残りの第２の入力信号
２４６  逆方向の結合信号
２４８  残りの第２の入力信号
２５０  逆方向の結合信号
２５２  残りの第２の入力信号
２５４  逆方向の結合信号
２５６  残りの第２の入力信号
２５８  逆方向の結合信号
２６０  第２の残り信号
３００  給電導波路
３０２  広い壁
３０４  平面状の結合スロット
３０６  平面状の結合スロット
３０８  平面状の結合スロット
３１０  平面状の結合スロット
３１２  平面状の結合スロット
３１４  平面状の結合スロット
３１６  平面状の結合スロット
３１８  平面状の結合スロット
３２０  平面状の結合スロット
３２２  平面状の結合スロット
３２４  平面状の結合スロット
３２６  平面状の結合スロット
３２８  平面状の結合スロットのペア
３３０  平面状の結合スロットのペア
３３２  平面状の結合スロットのペア
３３４  平面状の結合スロットのペア
３３６  平面状の結合スロットのペア
３３８  平面状の結合スロットのペア
３４０  間隔
３４２  給電導波路の全長
３４４  第１の入力信号
３４６  第２の入力信号
４００  給電導波路の一部分
４０２  第１の入力信号
４０４  空隙部
４０６  第１の給電導波路入力部
４０８  第１の端部
４１０  電界
４１２  狭い壁
４１４  磁界
４１６  伝播の方向
４１８  下側の広い壁
４２０  誘導電流
５００  給電導波路
６００  給電導波路
６０２  平面状の結合スロット
６０４  平面状の結合スロット
６０６  方向性結合器
６０８  上側の広い壁
６１０  下側の広い壁
６１２  空隙部
６１４  空隙部
６１６  第１の電力増幅器
６１８  第２の電力増幅器
６２０  曲がり
６２２  曲がり
６２４  第１の端部
６２６  第２の端部
６２８  第１の信号
６３０  残りの第１の入力信号
６３２  順方向の結合信号
６３４  第１の結合信号
６３６  第２の信号
６３８  残りの第２の入力信号
６４０  逆方向の結合信号
６４２  増幅された第２の結合信号
６４４  間隔
７００  ホーンアンテナ
７０２  導波路
７０４  第１のホーン入力部
７０６  第２のホーン入力部
７０８  給電入力部
７１０  隔壁偏波器
７１２  導波路の出力
７１４  開口
７１６  円偏波信号
８００  線図
８０２  振幅
８０４  アンテナ放射パターン（第１の線図）
８０６  アンテナ放射パターン（第２の線図）
８０８  アンテナ放射パターン（第３の線図）
８１０  アンテナ放射パターン（第４の線図）
８１２  アンテナ放射パターン（第５の線図）
８１４  側面角度
９００  アンテナアレイシステム
９０２  給電導波路
９０４  順方向の方向性結合器
９０６  順方向の方向性結合器
９０８  順方向の方向性結合器
９１０  順方向の方向性結合器
９１２  順方向の方向性結合器
９１４  順方向の方向性結合器
９１６  逆方向の方向性結合器
９１８  逆方向の方向性結合器
９２０  逆方向の方向性結合器
９２２  逆方向の方向性結合器
９２４  逆方向の方向性結合器
９２６  逆方向の方向性結合器
９２８  ホーンアンテナ
９３０  ホーンアンテナ
９３２  ホーンアンテナ
９３４  ホーンアンテナ
９３６  ホーンアンテナ
９３８  ホーンアンテナ
９４０  電力増幅器
９４２  電力増幅器
９４４  電力増幅器
９４６  電力増幅器
９４８  電力増幅器
９５０  電力増幅器
９５２  電力増幅器
９５４  電力増幅器
９５６  電力増幅器
９５８  電力増幅器
９６０  電力増幅器
９６２  電力増幅器
９６４  第１の給電導波路入力部
９６６  第１の端部
９６８  第２の給電導波路入力部
９７０  第２の端部
９７２  ターン
９７４  ターン
９７６  ターン
９７８  ターン
９８０  ターン
９８２  ターン
９８４  ターン
９８５  座標軸Ｘ
９８６  座標軸Ｙ
９８７  座標軸Ｚ
９８８  第１の入力信号
９９０  第１の残り信号
９９２  第２の入力信号
９９４  第２の残り信号
１０００  広い壁
１００２  平面状の結合スロット
１００４  平面状の結合スロットのペア
１００６  平面状の結合スロットのペア
１００８  平面状の結合スロットのペア
１０１０  平面状の結合スロットのペア
１０１２  平面状の結合スロットのペア
１０１４  平面状の結合スロットのペア
１０１６  平面状の結合スロットのペア
１０１８  平面状の結合スロットのペア
１０２０  平面状の結合スロットのペア
１０２２  平面状の結合スロットのペア
１０２４  平面状の結合スロットのペア
１０２６  平面状の結合スロットのペア
１０２８  平面状の結合スロットのペア
１０３０  平面状の結合スロットのペア
１０３２  Ｈベンド
１０３４  Ｈベンド
１０３６  Ｈベンド
１０３８  Ｈベンド
１０４０  Ｈベンド
１０４２  Ｈベンド
１０４４  Ｈベンド
１０４６  Ｈベンド
１０４８  Ｈベンド
１０５０  Ｈベンド
１０５２  Ｈベンド
１０５４  Ｈベンド
１０５６  Ｈベンド
１０５８  給電導波路の全長
１１００  反射鏡アンテナシステム
１１０２  アンテナアレイシステム
１１０４  反射鏡要素
１１０６  放射
１１０８  アンテナビーム
１２００  通信衛星
１２０２  反射鏡アンテナシステム
１２０４  反射鏡アンテナシステム
１２０６  反射鏡アンテナシステム
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2015154487000001.pdf