(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な機械加工プロセスを必要としない、同軸型偏波発生器を提供する。【解決手段】同軸型偏波発生器は、外側導電性チューブと、外側導電性チューブ内に配置され且つ外側導電性チューブと軸方向に整列される内側導電性チューブ１３０と、各々が平坦第１表面を有する２つの誘電体バー１６０−１、１６０−２とを含む。内側導電性チューブ１３０は、内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０の対向する部分に２つの浅いキャビティ１６２−１、１６２−２を有する。浅いキャビティ１６２−１、１６２−２の各々は、Ｚ軸に平行なキャビティ長さとＺ軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の径方向に直交する、キャビティ幅と、を有する少なくとも一つの平面領域を有する。【選択図】図２Ａ
2015070607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸偏光子（１０）であって、
外側導電性チューブ（１１０）と、
前記外側導電性チューブ内に配置され且つ前記外側導電性チューブと軸方向に整列された内側導電性チューブ（１３０）であって、前記内側導電性チューブは前記内側導電性チューブの外側表面（２３０）の対向する部分上に２つの浅いキャビティ（１６２−１及び１６２−２）を有し、前記浅いキャビティの各々は少なくとも一つの平面領域（１５０）を有し、前記少なくとも一つの平面領域はＺ軸に平行なキャビティ長さ（１７０）を有し且つ前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの径方向（ｒ１）に直交する少なくとも一つのキャビティ幅（１８０）を有し、前記少なくとも一つのキャビティ幅は最小幅（１８０）を含む、内側導電性チューブと、
各々が平坦第１表面（２６０）を有する２つの誘電体バー（１６０−１及び１６０−２）であって、前記平坦第１表面は前記Ｚ軸に平行な誘電体長さ（２７０）と前記Ｚ軸に直交する誘電体幅（２８０）を有し、前記誘電体長さは前記キャビティ長さより短く且つ前記誘電体幅は前記最小幅より小さい誘電体バーとを有し、前記Ｚ軸に直交して得られる前記２つの誘電体バーの各々の断面は、長方形形状の４つのそれぞれの表面を有し、前記２つの誘電体バーのそれぞれの前記２つの平坦第１表面は、前記２つの浅いキャビティの前記２つの平面領域のそれぞれの少なくとも部分に接触する、同軸偏光子。
【請求項２】
請求項１に記載された同軸偏光子（１０）において、
前記内側導電性チューブ（１３０）の前記外側表面（２３０）を取り囲む金属リング（１９０）であって、前記リングは前記浅いキャビティ（１６２−１及び１６２−２）から前記Ｚ軸に沿ってずれる、金属リングをさらに有する、同軸偏光子。
【請求項３】
請求項１に記載された同軸偏光子（１０）において、
前記２つの浅いキャビティのそれぞれの前記２つの対向する平面領域が、
前記最小幅（１８０）と等しい第１キャビティ幅（１８０）を有する第１部分（３６１）における第１平面領域（３２１）であって、第１キャビティ幅が前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの径方向（ｒ１）に直交する第１平面領域と、
前記第１部分に隣接する第２部分（３６２）における第２平面領域（３２２）であって、前記第２平面領域は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記径方向に直交する第２キャビティ幅（１８１）を有する第２平面領域と、
前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記径方向に直交する第３キャビティ幅（１８２）を有する前記第１部分に隣接する第３部分（３６３）における第３平面領域（３２３）と、を有し、前記第２部分及び前記第３部分は前記第１部分（３６１）の長さ（３５０）だけ互いにずれ、前記第２キャビティ幅（１８１）及び前記第３キャビティ幅（１８２）は前記最小幅よりも大きい、同軸偏光子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸偏光子での使用のための対向する浅いキャビティを備えた内側チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
[1]米国政府は、米国政府によってノースロップ・グラマンに与えられる政府契約番号Ｈ９４００３−０４−Ｄ−０００５／７６００００９９３３の下で本発明の権利を有し得る。
【０００３】
[2]円偏光は、入射波をおよそ大きさが同じで位相が９０度離れた２つの直交する波数ベクトルに分割することにより直線偏光から変換される。一つの状態から他の状態に偏光を変換する装置は、しばしば偏光子と呼ばれる。このような装置は、導波管部品、開口アンテナの上方に配置される平坦層状材料、又はマルチポート導波管装置の形をとる。
【０００４】
[3]いくつかの導波管偏光子は、同軸偏光子である。同軸偏光子は、同軸導波管の導電性内側チューブの外側表面に取り付けられる誘電体部品をしばしば有する。これらの誘電体部品は、円偏光を引き起こす大きさが同じの２つの直交する出力モードでの９０度の位相の違いを作り出すのに貢献する。従来技術の同軸偏光子では、同軸導波管の導電性内側チューブの外側表面が突起を有し、誘電体部品が対となる凹みを有し、それにより誘電体部品が導電性内側チューブの突起に取り付けられる。突起を有する導電性内側チューブは、複雑な機械加工プロセスを要する。同様に、突起に一致される誘電体部品は、複雑な機械加工プロセスを要する。
【発明の概要】
【０００５】
[4]本発明は同軸偏光子に関する。同軸偏光子は、外側導電性チューブと、外側導電性チューブの内部に位置し且つ外側導電性チューブに軸方向に整列した内側導電性チューブと、平坦第１表面をそれぞれが有する２つの誘電体バーと、を含む。内側導電性チューブは、内側導電性チューブの外側表面の対向する部分に２つの浅いキャビティを有する。浅いキャビティは、それぞれ少なくとも一つの平面領域を有する。少なくとも一つの平面領域は、Ｚ軸に平行なキャビティ長さを有し、Ｚ軸に直角で内側導電性チューブの径方向に直角な少なくとも一つのキャビティ幅を有する。少なくとも一つのキャビティ幅は、最小幅を含む。平坦第１表面は、Ｚ軸に平行な誘電体長さと、Ｚ軸に直角の誘電体幅とを有する。誘電体長さは、キャビティ長さよりも小さく、誘電体幅は最小幅よりも小さい。Ｚ軸に直交して得られる２つの誘電体バーのそれぞれの断面は、長方形形状の４つのそれぞれの表面を有する。２つの絶縁体バーのそれぞれの２つの平坦第１表面は、２つの浅いキャビティの２つの平面領域のそれぞれの少なくとも一部に接触する。
【０００６】
[5]特許請求の範囲に記載された発明の様々な実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の記載で説明される。他の特徴及び利点は、以下の記載、図面、及び特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】[6]図１は、同軸偏光子の一実施形態の斜視図である。
【図２Ａ】[7]図２Ａは、第１誘電体と第２誘電体が取り付けられた状態の図１の同軸偏光子の一実施形態の斜視図である。
【図２Ｂ】[8]図２Ｂは、図２Ａの同軸偏光子の上面図である。
【図２Ｃ】[9]図２Ｃは、図２Ａの同軸偏光子の断面図である。
【図３】[10]図３は、図１の同軸偏光子の内側導電性チューブの一実施形態の斜視図である。
【図４】[11]図４は、図３の内側導電性チューブの浅いキャビティの拡大図である。
【図５Ａ】[12]図５Ａ−図５Ｄは、図２の第１誘電体の様々な図である。
【図５Ｂ】[12]図５Ａ−図５Ｄは、図２の第１誘電体の様々な図である。
【図５Ｃ】[12]図５Ａ−図５Ｄは、図２の第１誘電体の様々な図である。
【図５Ｄ】[12]図５Ａ−図５Ｄは、図２の第１誘電体の様々な図である。
【図６Ａ】[13]図６Ａは、Ｘ軸に平行な方向を向いたＴＥ１１モードを示す。
【図６Ｂ】[14]図６Ｂは、図６Ａに示されるＴＥ１１モードにより励起されたときの右回りの偏光のために誘電体バーが配置される内側導電性チューブを備えた同軸偏光子の入力端部からみた端面図である。
【図６Ｃ】[15]図６Ｃは、図６Ａに示されるＴＥ１１モードにより励起されたときの左回りの偏光のために誘電体バーが配置される内側導電性チューブを備えた同軸偏光子の入力端部からみた端面図である。
【図７】[16]図７は、同軸偏光子の内側導電性チューブに使用される金属リングの一実施形態の斜視図である。
【図８Ａ】[17]図８Ａは、同軸偏光子の内側導電性チューブに使用される誘電体バーの代替の実施形態の斜視図である。
【図８Ｂ】[18]図８Ｂは、図８Ａの２つの誘電体バーを備えた内側導電性チューブの一実施形態の斜視図である。
【図９Ａ】[19]図９Ａは、同軸偏光子の内側導電性チューブに使用される誘電体バーの代替の実施形態の斜視図である。
【図９Ｂ】[20]図９Ｂは、図９Ａの２つの誘電体バーを備えた内側導電性チューブの一実施形態の斜視図である。
【図１０Ａ】[21]図１０Ａは、内側導電性チューブの代替の実施形態の斜視図である。
【図１０Ｂ】[22]図１０Ｂは、誘電体を備えた図１０Ａの内側導電性チューブの代替の実施形態の斜視図である。
【図１０Ｃ】[23]図１０Ｃは、図１０Ｂの浅いキャビティに配置された誘電体の拡大図である。
【図１１】[24]図１１は、同軸偏光子の内側導電性チューブに使用される誘電体バーの代替の実施形態の斜視図である。
【図１２】[25]図１２Ａは、浅いキャビティの一端の拡大図である。[26]図１２Ｂは、図１２Ａに示された縁の拡大図である。
【図１３】[27]図１３は、浅いキャビティの代替の実施形態の拡大図である。
【図１４】[28]図１４は、内側導電性チューブを製造する方法のフロー図である。
【図１５】[29]図１５は、内側導電性チューブと代替の誘電体バーとを備えた同軸偏光子の代替の実施形態の斜視図である。
【図１６】[30]図１６は、図１５の同軸偏光子の部分の拡大端面図である。
【図１７】[31]図１７は、図１５の外側導電性チューブと、内側導電性チューブと、誘電体バーの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[32]様々な図面において同様の数字及び記号が同様の要素を示す。
[33]ここで説明される同軸偏光子は、一つの物理入力ポートと一つの物理出力ポートとを備えた単一の同軸導波管装置である。誘電体部品が、同軸導波管の中央導体に容易に取り付けられる。ここで説明される同軸偏光子における中央導体のための機械加工は、従来の同軸偏光子に要求される機械加工よりも複雑でない。同軸導波管の中央導体に取り付けられる誘電体部品は、円偏光を引き起こす大きさが同じの２つの直交する出力モードにおける９０度の位相の差を作り出す。ここで説明される誘電体部品は、形状がより単純であり、したがって従来の同軸偏光子の誘電体部品よりも製造するのが容易である。同様に、中央導体に誘電体部品を取り付ける方法は、従来の同軸偏光子を製造する方法に比べて、使い勝手がよく相対的に低コストな方法である。中央導電性チューブの形状及び誘電体部品の具体的な形は最適化され、入力リターンロスを含む同軸偏光子の性能は、中央導電体の外側表面に金属リングを追加することにより改善される。リングの径、長さ、及び誘電体バーからのリングの距離が他の変数に合わせて最適化されたとき、優れたリターンロス及び軸率が達成される。ここで説明される誘電体バーの実施形態におけるステップ及びインピーダンス整合リングは、同軸偏光子の長さを減少させる。特にトランジション、送信アンテナ、フィルタ等の他の部品が同様に要求されるので、同軸偏光子のコンパクトなサイズにより、アンテナ給電装置を厳しいサイズ制限を満たすのに十分小さくすることができる。ここで説明される誘電体バー及び内側導電性チューブの構成により、誘電体の平坦第１表面が内側導電性チューブの表面の浅いキャビティ内の平面領域に平行になり取り付けられる。
【０００９】
[34]図１は、同軸偏光子１０の一実施形態の斜視図である。同軸偏光子１０は、入力端部１４５に物理入力ポートと、出力端部１４６に一つの物理出力ポートと、を有する。図２Ａは、第１誘電体１６０−１と第２誘電体１６０−２が取り付けられた状態の図１の同軸偏光子１０の一実施形態の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの同軸偏光子１０の上面図である。図２Ｃは、図２Ａの同軸偏光子１０の断面図である。図３は、図１の同軸偏光子１０の内側導電性チューブ１３０の一実施形態の斜視図である。図４は、図３の内側導電性チューブ１３０の浅いキャビティ１６２の拡大図である。図５Ａ−図５Ｄは、図２の第１誘電体１６０−１の様々な図である。図２の第２誘電体１６０−２は、第１誘電体１６０−１と同一の形状及び構造を有する。第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２は、ここでは「誘電体バー１６０−１」及び「誘電体バー１６０−２」ともいわれる。
【００１０】
[35]同軸偏光子１０は、外側導電性チューブ１１０と、外側導電性チューブ１１０の内部に配置される内側導電性チューブ１３０とを含む。内側導電性チューブ１３０は、アライメントスペーサ又は同軸偏光子１０が配置されるシステムの機構を使用して、外側導電性チューブ１１０に軸方向に整列される。内側導電性チューブ１３０は、内側導電性チューブ１３０の内側表面２３１によって境界される中空コア１３１を有する。同軸偏光子１０の入力端部１４５は、図１に示されるＸ−Ｙベクトルに及ぶ。
【００１１】
[36]内側導電性チューブ１３０及び外側導電性チューブ１１０は互いに同軸に整列している。内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０は、両端矢印１２５により示される距離だけ外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１から径方向にずれる。概して１１１で表される、内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０と外側導電性チューブ１１０の内側面２１１との間の領域は、当業者によって知られるように、入力端部１４５の入力ポートから出力端部１４６の出力ポートにＺ方向に伝播するモードを支持する。同軸偏光子１０の内側導電性チューブ１３０は、同軸偏光子１０の内部の第２周波数帯を支持するために空洞を有する。内側導電性チューブ１３０の中空コア１３１は、入力端部１４５の入力ポートから出力端部１４６の出力ポートに中空コア１３１内でＺ方向に伝播するモードを支持する。本実施形態の一実装では、第２周波数帯は要求されず、内側導電性チューブ１３０は固体金属のシリンダである。
【００１２】
[37]図２は、外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１（図１）の概して２１２で表される輪郭線を示す。内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０は、外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１（図１）の輪郭線２１２を通じて、図２にみることができる。
【００１３】
[38]図１の同軸偏光子１０の内側導電性チューブ１３０の外側面２３０は、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２を備えて形成されている（図２−４）。浅いキャビティ１６２−１は、ここでは同様に「第１の浅いキャビティ１６２−１」ともよばれる。浅いキャビティ１６２−２は、ここでは同様に「第２の浅いキャビティ１６２−２」ともよばれる。第２の浅いキャビティ１６２−２は、第１の浅いキャビティ１６２−１に対向する内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０の部分に設けられる。浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２の形状は、ここではＩ形状とよばれる。
【００１４】
[39]図２に示されるように、２つの誘電体バー１６０−１及び１６０−２が、２つの対向する浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２の内部に配置される。誘電体バー１６０−１は、ここでは「第１誘電体バー１６０−１」ともよばれる。誘電体バー１６０−２は、ここでは「第２誘電体バー１６０−２」ともよばれる。第１の浅いキャビティ１６２−１及び第２の浅いキャビティ１６２−２は、第１誘電体バー１６０−１と第２誘電体バー１６０−２とを２つの方向に、それぞれ整列させる働きをする。第１の浅いキャビティ１６２−１と第２の浅いキャビティ１６２−２により自動的に設けられる二次元の整列は、同軸偏光子１０の組み立ての間、（従来技術で必要とされているような）外部整列冶具の必要性を除外する。
【００１５】
[40]第１の浅いキャビティ１６２−１が図３及び図４に示される。図４に示されるように、第１の浅いキャビティ１６２−１は、Ｚ軸に平行なキャビティ長さ１７０と、Ｚ軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の第１の径方向ｒ１（図２）に直交する三つのキャビティ幅１８０，１８１，及び１８２を有する。径方向は、半径ベクトルの三次元（Ｘ，Ｙ，及びＺ）における方向である。半径ベクトルの長さは、曲率半径である。キャビティ幅１８０は、最小幅１８０（即ち、最小キャビティ幅１８０）である。
【００１６】
[41]図４に示されるように、第１の浅いキャビティ１６２−１の第１完全平面領域１５０は、第１の浅いキャビティ１６２−１の第１部分３６１における第１平面領域３２１を含む。第１部分３６１の第１平面領域３２１は、最小幅１８０と等しい第１キャビティ幅１８０を有する。第１の浅いキャビティ１６２−１の平面領域３２１は、内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交し、第１部分３６１におけるＸ１´−Ｚ１´平面に渡る。第１平面領域３２１の第１キャビティ幅１８０は、Ｚ´軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交する。第１部分３６１における第１平面領域３２１の第１キャビティ長さ３５０は、Ｚ１´軸に平行である。第１部分３６１における第１平面領域３２１は、ここでは「第１部分平面領域３２１」ともよばれる。
【００１７】
[42]第１の浅いキャビティ１６２−１の第１完全平面領域１５０は、同様に、第１の浅いキャビティ１６２−１の第２部分３６２における第２平面領域３２２を含む。第２部分３６２における第２平面領域３２２は、第１部分３６１における第１平面領域３２１に隣接し且つ平行である。第２部分３６２における第２平面領域３２２は、内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交し、Ｘ２´−Ｚ２´平面に渡る。Ｘ２´−Ｚ２´平面は、Ｘ１´−Ｚ１´平面に並行であり重なる。第２部分３６２は、Ｚ２´軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交する第２キャビティ幅１８１を有する。第２キャビティ幅１８１は、最小幅１８０よりも大きい。第２部分３６２における第２平面領域３２２の第２キャビティ長さは、Ｚ２´軸に平行である。第２部分３６２における第２平面領域３２２は、ここでは「第２部分平面領域３２２」ともよばれる。
【００１８】
[43]第１の浅いキャビティ１６２−１の第１完全平面領域１５０は、同様に第１の浅いキャビティ１６２−１の第３部分３６３における第３平面領域３２３を含む。第３部分３６３における第３平面領域３２３は、第１部分３６１における第１平面領域３２１に隣接し且つ平行である。第３部分３６３における第３平面領域３２３は、内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交し、Ｘ３´−Ｚ３´平面に渡る。Ｘ３´−Ｚ３´平面は、Ｘ１´−Ｚ１´平面に並行であり重なる。第３部分３６３は、Ｚ３´軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交する第３キャビティ幅１８２を有する。第３キャビティ幅１８２は、最小幅１８０よりも大きい。第３キャビティ幅１８２は、第２キャビティ幅１８１と等しい。第３平面領域３２３の第３キャビティ長さは、Ｚ３´軸に平行である。第３部分３６３における第３平面領域３２３は、ここでは「第３部分平面領域３２３」ともよばれる。第１平面領域３２１の第１キャビティ長さ３５０、第２平面領域３２２の第２キャビティ長さ、及び第３平面領域３２３の第３キャビティ長さは、第１の浅いキャビティ１６２−１のキャビティ長さ１７０と等しい。
【００１９】
[44]第２の浅いキャビティ１６２−２は、第１の浅いキャビティ１６２−１と類似しており、ここでは図４を参照して説明される。第２の浅いキャビティ１６２−２の特徴の数字はプライム記号を付して示される。
【００２０】
[45]第２の浅いキャビティ１６２−２の第２完全平面領域１５０´は、第２の浅いキャビティ１６２−２の第４部分３６１´における第４平面領域３２１´を含む。第４領域３６１´における第４平面領域３２１´は、第２最小幅１８０´と等しい第４キャビティ幅１８０´を有する。第２の浅いキャビティ１６２−２の第４平面領域３２１´は、内側導電性チューブ１３０の第２径方向ｒ２（図２）に直交する。理解されるように、第２径方向ｒ２及び第１径方向ｒ１は等しい長さを有するが、反対の方向であり、したがって第１又は第２径方向の一つに直交する平面は、同様に他方と直交する。第４部分３６１´の第４平面領域３２１´は、ここでは「第４部分平面領域３２１´」とも呼ばれる。
【００２１】
[46]第２の浅いキャビティ１６２−２の第２完全平面領域１５０´は、第２の浅いキャビティ１６２−２の第５部分３６２´における第５平面領域３２２´を同様に含む。第５部分３６２´における第５平面領域３２２´は、第４部分３６１´における第４平面領域３２１´に隣接し且つ平行である。第５部分３６２´における第５平面領域３２２´は、内側導電性チューブ１３０の第２径方向ｒ２（図２）に直交する。第５部分３６２´は、Ｚ軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の第２径方向ｒ２（図２）に直交する第５キャビティ幅１８１´を有する。第５キャビティ幅１８１´は、第２最小幅１８０´よりも大きい。第５部分３６２´における第５平面領域３２２´は、ここでは「第５部分平面領域３２２´」ともよばれる。
【００２２】
[47]第２の浅いキャビティ１６２−２の第２完全平面領域１５０´は、第２の浅いキャビティ１６２−２の第６部分３６３´における第６平面領域３２３´を同様に含む。第６部分３６３´における第６平面領域３２３´は、第４部分３６１´における第４平面領域３２１´に隣接し且つ平行である。第６部分３６３´における第６平面領域３２３´は、内側導電性チューブ１３０の第２径方向ｒ２（図２）に直交する。第６部分３６３´は、Ｚ軸に直交し且つ内側導電性チューブ１３０の第２径方向ｒ２（図２）に直交する第６キャビティ幅１８２´を有する。第６キャビティ幅１８２´は、第２最小幅１８０´よりも大きい。第６キャビティ幅１８２´は、第５キャビティ幅１８１´と等しい。第６部分３６３´における第６平面領域３２３´は、ここでは「第６部分平面領域３２３´」ともよばれる。
【００２３】
[48]本実施形態の一実装においては、第１の浅いキャビティ１６２−１及び第２の浅いキャビティ１６２−２は、同一の寸法を有する。本実施形態の一実装においては、第１の浅いキャビティ１６２−１のキャビティ長さ１７０は、第２の浅いキャビティ１６２−２のキャビティ長さ１７０´と等しい。本実施形態の他の実装においては、第１の浅いキャビティ１６２−１のキャビティ幅１８０は、第２の浅いキャビティ１６２−２のキャビティ幅１８０´と等しい。本実施形態のさらに他の実装においては、第１の浅いキャビティ１６２−１及び第２の浅いキャビティ１６２−２は、異なる形状を有する。その場合、第２の浅いキャビティ１６２−２は、ここで説明される形状と別の形状である。どのような場合でも、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２のそれぞれは、内側導電性チューブ１３０の径方向と直交する少なくとも一つの平面領域を有する。
【００２４】
[49]図５Ａは、誘電体バー１６０−１及び１６０−２の斜視図を示す。図５Ｂは、誘電体バー１６０−１及び１６０−２の側面図を示す。図５Ｃは、誘電体バー１６０−１及び１６０−２の第１断面図を示す。図５Ｃの断面が得られる平面は、図５Ｂの切断線５Ｃ−５Ｃにより示される。図５Ｄは、誘電体バー１６０−１及び１６０−２の第２断面図を示す。図５Ｄの断面が得られる平面は、図５Ｂの切断線５Ｄ−５Ｄにより示される。誘電体バー１６０−１及び１６０−２の各々に示される表面２６０は、それぞれ浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２に取り付けられる表面である。表面２６０は、ここでは「平坦第１表面１６０」ともよばれる。
【００２５】
[50]図５Ｂに示されるように、表面２６０は、Ｚ１軸に平行な誘電体長さ２７０を有する。誘電体長さ２７０（図５Ｂ）は、キャビティ長さ１７０（図４）よりも短い。図５Ａ，５Ｃ，及び５Ｄに示されるように、表面２６０は、Ｘ１軸に平行な誘電体幅２８０を有する。誘電体幅２８０は、最小幅１８０（図４）よりも小さい。
【００２６】
[51]誘電体バー１６０−１及び１６０−２は、それぞれ２段長方形角柱の形状を有する。したがって、Ｚ軸に直交するように得られる２つの誘電体バー１６０−１及び１６０−２の各々の断面図は、長方形形状のそれぞれ４つの面を有する。図５Ｃの断面図は、第１表面２６０が第２表面２６１に平行であり、第３表面２６３に直角であり、第４表面２６４に直角であることを示す。第１表面２６０は、第２表面２６１から厚さｔ１だけずれる。表面２６０，２６１，２６３，及び２６４の各々は、平坦である。したがって、図５Ｃに示される第１断面は、最小幅１８０よりも小さい幅２８０を含む第１長方形形状を有する。
【００２７】
[52]ここで使用されるように、平坦表面は、必ずしも既知の光学的な平坦性まで平坦ではない（例えば、平坦性は波長に基づかない）。ここで定義されるように、数１０ミクロンオーダーの小さい突起がある場合でも、表面は平坦である。ここで定義されるように、数度内の角度で交差する平面を含んだとしても、表面は互いに平行である（例えば、平行度は波長に基づかない）。
【００２８】
[53]図５Ｄの断面図は、第１表面２６０が第５表面２６２に平行であり、第３表面２６３に直角であり、第４表面２６４に直角であることを示す。第１表面２６０は、第５表面２６２から厚さｔ２だけずれる。厚さｔ２は、厚さｔ１よりも小さい。したがって、図５Ｄの第２断面は、最小幅１８０よりも小さい幅２８０を含む第２長方形形状を有する。
【００２９】
[54]本実施形態の一実装においては、第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２は、同一の形状を有する。本実施形態の他の実装においては、第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２は、異なる形状を有する。その場合、第２誘電体１６０−２は、ここで説明される他の誘電体の形状の任意の形状を有する。どのような場合でも、第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２の各々は、長方形形状の平坦第一表面２６０を有する。第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２は、最小限に大きくされた浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２内にそれぞれ配置される。図２に示されるように、２つの誘電体バー１６０−１及び１６０−２のそれぞれの２つの平坦第１表面２６０−１及び２６０−２は、２つの浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２のそれぞれの平面領域の少なくとも一部に接触する。
【００３０】
[55]本実施形態の一実装においては、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２は、内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０に機械加工され、第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２は、工業用接着剤で浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２内の適切な位置に保持される。第１誘電体１６０−１及び第２誘電体１６０−２が内側導電性チューブ１３０に取り付けられて外側導電性チューブ１１０に囲まれたとき、それらは外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１（図１）に接触しない。
【００３１】
[56]図２−４に示される浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２の大文字のＩ形状は、誘電体バー１６０−１及び１６０−２のそれぞれの外側の角と干渉するであろう角における内側径を防ぐ。これを機械加工の間に達成するために、エンドミルビットがその部分から「外され」て、大文字Ｉの上部及び下部を生成する。内側導電性チューブの最初の径を超えて延在しない４つの異なる浅い側面は、同軸偏光子１０の組立の間、誘電体バー１６０−１及び１６０−２を浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２のそれぞれに配置する目的のために残る。しかしながら、パーツの許容差のため、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２は、意図的に大きめに設計される（即ち、取り付けられる誘電体バー１６０−１及び１６０−２よりも大きい）。このように、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２は、誘電体バー１６０−１及び１６０−２をスナップ式に捕えるように設計されていない。代わりに、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２は、外部整列冶具なしに誘電体バー１６０−１及び１６０−２を２つの方向（Ｘ及びＺ方向）に整列させるガイドである。誘電体バー１６０−１及び１６０−２は、組立の間に浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２に接着される。中空内側導電性チューブ１３０の壁の厚みが、浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２の最下部（例えば、部分３６１−３６３を含む平面領域）が円形導波管１３１の内部表面に貫通しないように十分な厚さを有することが重要である。
【００３２】
[57]図６Ａは、Ｘ軸に平行な方向を向いたＴＥ１１モードを示す。図６Ｂは、図６Ａに示されるＴＥ１１モードにより励起されたときに右回りの偏光のために誘電体バー１６０−１及び１６０−２が配置される内側導電性チューブ１３０を備えた同軸偏光子１０の入力端部１４５からみた端面図である。図６Ｃは、図６Ａに示されるＴＥ１１モードにより励起されたときに左回りの偏光のために誘電体バー１６０−１及び１６０−２が配置される内側導電性チューブ１３０を備えた同軸偏光子１０の入力端部１４５からみた端面図である。
【００３３】
[58]図６Ａに示されるように、同軸偏光子１０に入射する入力電磁波の入力電場は、水平方向に偏光された（例えばＸ軸に平行な）ＴＥ１１モードである。入力ＴＥ１１モード（例えばＸ軸）に対して４５度の向きで誘電体バー１６０−１及び１６０−２を配置させることにより、同軸偏光子１０（図１）の出力端部１４６（図１）から出力される電磁波は、右回りに偏光されるか、左回りに偏光される。
【００３４】
[59]図６Ａ−６Ｃに示されるように、外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１（図１）は、概して２１２で表される。図６Ｂ及び図６Ｃに示されるように、誘電体バー１６０−１及び１６０−２は、概して１６６−１及び１６６−２でそれぞれ表される隙間により、外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１（図１）から分離される。
【００３５】
[60]図６Ｂに示されるように、内側導電性チューブ１３０の中心と交差する誘電体バー１６０−１の平坦表面２６１−１に直交して得られる線１９５は、誘電体バー１６０−１の象限において正のＸ軸（＋Ｘ）に対して４５度に位置する。誘電体バー１６０−２は、誘電体バー１６０−１に対向する内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０にあるので、線１９５は同様に誘電体バー１６０−２の平坦表面２６１−２に対して直交する。したがって、誘電体バー１６０−２の象限における線１９５は、負のＸ軸（−Ｘ）に対して４５度に位置する。入力水平ＴＥ１１モード（図６Ａ）に関連する誘電体バー１６０−１及び１６０−２のこの構成は、同軸偏光子１０（図１）の出力端部１４６（図１）から出力される電磁波の右回りの偏光をもたらす。
【００３６】
[61]図６Ｃに示されるように、誘電体バー１６０−１及び１６０−２のＸ軸に対する向きは、図６Ｂの誘電体バー１６０−１及び１６０−２の向きから９０度回転される。図６Ｃに示されるように、内側導電性チューブ１３０の中心と交差する誘電体バー１６０−１の平坦表面２６１−１に直交して得られる線１９６は、誘電体バー１６０−１の象限において負のＸ軸（−Ｘ）に対して４５度に位置する。誘電体バー１６０−２は、誘電体バー１６０−１に対向する内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０にあるので、線１９５は同様に誘電体バー１６０−２の平坦表面２６１−２に対して直交する。したがって、誘電体バー１６０−２の象限における線１９６は、正のＸ軸（＋Ｘ）に対して４５度に位置する。入力水平ＴＥ１１モード（図６Ａ）に関連する誘電体バー１６０−１及び１６０−２のこの構成は、同軸偏光子１０（図１）の出力端部１４６（図１）から出力される電磁波の左回りの偏光をもたらす。
【００３７】
[62]図７は、同軸偏光子１０（図１）の内側導電性チューブ１３０に使用される金属リング１９０の一実施形態の斜視図である。金属リング１９０は、内側導電性チューブ１３０の部分として製造される。金属リング１９０は、内側導電性チューブ１３０の外側表面２３０を取り囲む。誘電体バー１６０−１及び１６０−２がそれぞれ浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２に配置されたとき、金属リングは浅いキャビティ１６２−１及び１６２−２からＺ軸に沿ってずれ、したがって同様に誘電体バー１６０−１及び１６０−２からずれる。
【００３８】
[63]図８Ａは、同軸偏光子１０の内側導電性チューブ１７１に使用される誘電体バー１６１の代替の実施形態の斜視図である。誘電体バー１６１は、長さＬ１を有する。誘電体バー１６１は、厚さｔ３を有する概して１３５で表される中央部を含む。誘電体バー１６１は、厚さｔ４を有する概して１３６及び１３７で表される側部を含む。厚さｔ３は、厚さｔ４よりも大きい。したがって、誘電体バー１６１は３段の長方形角柱の形状を有する。
【００３９】
[64]図８Ｂは、図８Ａの２つの誘電体バー１６１−１及び１６１−２を備えた内側導電性チューブ１７１の一実施形態の斜視図である。図８Ｂに示されるように、入力端部１４５における内側導電性チューブ１７１の部分２４５は、出力端部１４６における内側導電性チューブ１７１の径Ｄ２よりも大きい径Ｄ１を有する。部分２４５と金属リング１９０との間の内側導電性チューブ１７１の部分２４６は、径Ｄ１よりも小さい径を有する。図８Ｂに示されるように、図８Ａの誘電体バー１６１−１及び１６１−２は、内側導電性チューブ１７１の浅いキャビティ（図８Ｂにおいては符号が付されていない）に配置されて取り付けられる。
【００４０】
[65]図９Ａは、同軸偏光子１０の内側導電性チューブ１７２に使用される誘電体バー１６２の代替の実施形態の斜視図である。誘電体バー１６２は、誘電体バー１６２の長さＬ１に沿って単一の厚さｔ５を有する長方形角柱である。図９Ｂは、図９Ａの２つの誘電体バー１６２−１及び１６２−２を備えた内側導電性チューブ１７２の一実施形態の斜視図である。図９Ｂに示されるように、図９Ａの誘電体バー１６２−１及び１６２−２は、内側導電性チューブ１７１の浅いキャビティ（図９Ｂにおいては符号が付されていない）に配置されて取り付けられる。図９Ｂに示されるように、内側導電性チューブ１７２は金属リング１９０を含む。
【００４１】
[66]本実施形態の一実装においては、図９Ａの誘電体バー１６２−１及び１６２−２は、図３の内側導電性チューブ１３０に取り付けられる。本実施形態の他の実装においては、図９Ａの誘電体バー１６２−１及び１６２−２は、図８Ｂの内側導電性チューブ１７１に取り付けられる。本実施形態のさらに他の実装においては、図８Ａの誘電体バー１６１−１及び１６１−２は、図９Ｂの内側導電性チューブ１７２に取り付けられる。
【００４２】
[67]図１０Ａは、内側導電性チューブ１３５の代替の実施形態の斜視図である。この実施形態では、浅いキャビティ１６３の平面領域は、長方形形状の単一の平面領域（１５９）を含む。機械加工プロセスのため、長方形形状の浅いキャビティ１６３は、概して１６４で表される曲線的な角を有する。図１０Ｂは、誘電体バー１６６−１を備えた内側導電性チューブ１３５の代替の実施形態の斜視図である。内側導電性チューブ１３５の反対側の第２誘電体バーは見えないが、その第２誘電体バーは、誘電体バー１６６−１と同じ構造及び機能を有する。図１０Ｃは、図１０Ａの浅いキャビティ１６３に配置されて取り付けられた誘電体バー１６６−１の拡大図である。
【００４３】
[68]誘電体バー１６６は図５Ａに示された誘電体バー１６０−１とは異なり、誘電体バー１６６は、誘電体バー１６６−１の平坦第１表面２６０（図５Ｂ−５Ｃ）に直交する縁に概して１６７で表される（図１０Ｃ）面取りされた縁を有する。面取りされた縁１６７は、ここでは「垂直角縁１６７」ともよばれる。誘電体バー１６６−１の平坦第１表面２６０が浅いキャビティ１６３の平面領域の少なくとも一部に接触するとき、面取りされた縁１６７は、それぞれの曲線的な角１６４に近接する。図１０Ｃに示されるように、誘電体バー１６６は、長方形形状の浅いキャビティ１６３よりも寸法がわずかに小さい。長方形形状の浅いキャビティ１６３の幅１８０は、誘電体バー１６６の幅よりもΔＷだけ大きい。
【００４４】
[69]図１１は、同軸偏光子１０の内側導電性チューブ１３０に使用される誘電体バー１６８の代替の実施形態の斜視図である。図１２Ａは、浅いキャビティ１６５の一端の拡大図である。浅いキャビティ１６５は、浅いキャビティ１６２（図３及び４）のＩ型梁形状を有する。図１２Ａは、浅いキャビティ１６５が、第１部分３６１における第１平面領域３２１に隣接し且つ平行な第２領域３６２における第２平面領域３２２を有することを示す。第２平面領域３２２は、Ｘ２´軸に沿った縁４１０を有する。図１２Ｂは、図１２Ａに示された縁４１０の拡大図である。図１２Ｂに明確に示されるように、縁４１０は、直角の角として形成されず、面取りされた角を有して形成される。縁４１０のこの面取りは、使用により摩耗したエンドミルでの実際の機械加工を考慮することによる。エンドミルの摩耗により、ミルにかけられた表面の内部の角に面取り面又は放射状部が引き起こされる。図１１に示される誘電体バー１６８は、誘電体バー１６８の誘電体長さＬ１に直交する平坦第１表面２６０の縁に面取りされた角１６９を有する。面取りされた角１６９により、誘電体バー１６８は、浅いキャビティ１６５とほぼ同じ長さになり、面取りされた縁４１０に当たることなく浅いキャビティ３６２に配置され得る。誘電体バーが面取りされた角を有していない場合、誘電体バーは、誘電体バーの平坦第１表面２６０が面取りされた縁４１０に位置しないように（Ｚ方向に沿った）長さが短くされる。誘電体バーの平坦第１表面２６０の縁が仮に面取りされた縁４１０（図１２Ａ及び１２Ｂ）に位置するとした場合、平坦第１表面２６０（図５Ｂ−５Ｄ）は、浅いキャビティ１６５の第２部分３６２内の第２平面領域３２２（図１２Ａ）に平行にならないであろう。
【００４５】
[70]図１３は、浅いキャビティ４６０の代替の実施形態の拡大図である。浅いキャビティ４６０は、図１２Ａ及び１２Ｂに示される縁４１０の面取りによる問題を避けるように設計される。浅いキャビティ４６０は、第１部分３６１における第１平面Ｘ１´´−Ｚ１´´に渡る第１平面領域４６１と、第２部分３６２における第２平面Ｘ２´´−Ｚ２´´に渡る第２平面領域４６２と、第３部分３６３における第３平面Ｘ３´´−Ｚ３´´に渡る第３平面領域４６３と、を含む。第２平面Ｘ２´´−Ｚ２´´は、第１平面Ｘ１´´−Ｚ１´´から負の径方向（例えば−Ｙ２´´方向）に−Δｒだけずれる。第３平面Ｘ３´´−Ｚ３´´は、第１平面Ｘ１´´−Ｚ１´´から負の径方向（例えば−Ｙ３´´方向）に−Δｒだけずれる。この実施形態の一実装においては、第３平面Ｘ３´´−Ｚ３´´と第２平面Ｘ２´´−Ｚ２´´とは、共通の平面に渡る。
【００４６】
[71]第１平面Ｘ１´´−Ｚ１´´に渡る第１部分平面領域４６１は、第１最小幅１８０と等しい第１キャビティ幅１８０を有する。第１部分平面領域４６１は、内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交する。
【００４７】
[72]第２平面Ｘ２´´−Ｚ２´´に渡る第２部分平面領域４６２は、第２キャビティ幅１８１を有する。第２部分平面領域４６２は、内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交する。第３平面Ｘ３´´−Ｚ３´´に渡る第３部分平面領域４６３は、第３キャビティ幅１８２を有する。第３部分平面領域４６３は、内側導電性チューブ１３０の第１径方向ｒ１（図２）に直交する。第２部分平面領域４６２と第３部分平面領域４６３は、第１部分平面領域４６１の長さ３５０だけＺ方向に互いにずれ、第２キャビティ幅１８１と第３キャビティ幅１８２は、第１最小幅１８０よりも大きい。図１２Ａ及び１３に示される浅いキャビティ１６５及び４６０の実施形態は、浅いキャビティ１６５又は４６０に挿入される誘電体バーのＺ方向の正確な整列を提供する。浅いキャビティ１６５及び４６０のこれらの実施形態は、非常に厳しい許容差を要求するパーツに使用される。
【００４８】
[73]同軸偏光子は、ＡＮＳＹＳ，ｉｎｃ．から商業的に利用可能なＡＮＳＹＳ  ＨＦＳＳ又はＣＳＴ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＡＢから商業的に利用可能なＣＳＴ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ等の全波電磁波解法ソフトウェアパッケージを使用して設計される。このアプリケーションの同軸偏光子は、二重周波数同心アンテナ給電装置に有益である。スペース１２５は、第１周波数帯が同軸導波管のためのＴＥ１１遮断周波数の上であるように十分大きくなくてはならず、したがって、第１の意図された周波数帯内の電磁波が同軸導波管内に伝播する。円形導波管直径は、第２周波数帯がＴＥ１１遮断周波数の上であるように十分大きくなるように選択されなくてはならず、したがって、第２の意図された周波数帯内の電磁波が円形導波管内に伝播する。外側チューブ直径は、それが設置されるシステムのスペース制約を満たすように十分小さくなくてはならない。さらに、内側チューブ壁厚さは、同様に設計の重要なパラメータである誘電体バー幅の選択を可能にするために浅いキャビティのための余地が十分な大きさでなくてはならない。内側及び外側導電性チューブ直径及び内側チューブ壁厚さは、典型的には、上記制約に基づいて、コンピュータ最適化の実行に先立って選択される。その後、誘電体バー１６１−１及び１６１−２の幅並びに誘電体バーの様々な部分の長さ及び厚さは、第１周波数帯における同軸偏光子の性能を最適化するように調節される。特に、コンピュータ制御最適化の目的は、偏光子の出力において結果となる電磁波偏光が円形になるように偏光子の軸率を最小化する誘電体バーの形状を発見することである。さらに、いくつかの実施形態では、入力電磁波のリターンロスは、導電性リング１９０（図７）の形状及び配置の調節を通じて最適化され得る。他の実施形態では、入力電磁波のリターンロスは、４分の１波長変成器２４６（図８Ｂ）の形状及び配置の調節を通じて最適化され得る。
【００４９】
[74]図８Ｂに示される内側導電性チューブ１７１の一実施形態において、入力端部１４５における内側導電体の直径と出力端部１４６における内側導電体の直径は異なる。この特徴は、出力ポートに接続される放射部分が入力ポートに接続される長方形導波管−同軸導波管移行部分と異なる内側導電体直径を有する設計において有益である。この実施形態において、金属リング１９０を備える部分は、同様に、部分２４６よりも大きい直径を有する。縮小直径の部分２４６は、入力波のための低いリターンロスを達成するために設計される４分の１波長変成器２４６である。４分の１波長変成器２４６により、リターンロスが最適化される。誘電体バー１６１−１及び１６１−２は、長さＬ１を有する。４分の１波長変成器２４６を含む同軸偏光子の全体長さは、長さＬ２である。
【００５０】
[75]図１４は、内側導電性チューブ１３０を製造する方法１４００のフロー図である。方法１４００は、図１−１３に説明される浅いキャビティ及び誘電体バーの実施形態の任意の組み合わせから形成される同軸偏光子に適用可能である。
【００５１】
[76]ブロック１４０２において、少なくとも一つの第１平面領域を有する第１の浅いキャビティ１６２が、軸方向に整列された円筒形部品の外側湾曲表面に機械加工される。ここで定義されるように、円筒形部品は、中実金属円柱又は金属円筒チューブのいずれかである。この実施形態の一実装において、機械加工は中実金属円柱に行われ、その部品は、金属円筒チューブを形成するために中実金属円柱に軸方向に穴をあけるようにその後機械加工される。この実施形態の他の一実装においては、機械加工は中実金属円柱に行われ、その部品は単一周波数帯同軸偏光子に使用される。
【００５２】
[77]ブロック１４０４において、少なくとも一つの第２平面領域１６２−２を有する第２の浅いキャビティ１６２が、円筒形部品の外側湾曲表面に機械加工され、第１平面領域が第２平面領域と対向する。
【００５３】
[78]この実施形態の一実装において、ブロック１４０２及び１４０４におけるプロセスは以下のように実行される。第１平面領域が、第１の浅いキャビティ１６２の第１部分３６１に機械加工される。続いて、第２平面領域が、第１の浅いキャビティ１６２の第２部分３６２に機械加工される。その後、第３平面領域が、第１の浅いキャビティ１６２の第３部分３６３に機械加工される。第１平面領域は、軸方向に平行な長さと、最小幅と等しい幅を有する。第２平面領域は、最小幅１８０よりも大きい第２幅を有する。第２平面領域は、第１平面領域の第１端部で第１平面領域と隣接する。第３平面領域は、最小幅１８０よりも大きい第３幅を有する。第３平面領域は、第１平面領域の第２端部で第１平面領域と隣接する。
【００５４】
[79]この実施形態の他の実装においては、ブロック１４０２及び１４０４におけるプロセスは以下のように実行される。第１平面領域が、キャビティ長さ１４０と等しい範囲で軸方向に平行な第１領域の第１部分３６１に機械加工される。第２平面領域が、第１の浅いキャビティ１６２の第２部分３６２に機械加工される。第３平面領域が、第１の浅いキャビティ１６２の第３部分３６３に機械加工される。第２平面領域は、軸方向に直交する第２長さを有する。第２平面領域は、第１平面領域から負の径方向にずれる。第３平面領域は、軸方向に直交する第３長さを有する。第３平面領域は、第１平面領域から負の径方向にずれる。
【００５５】
[80]この実施形態のさらに他の実装においては、第１及び第２長方形平面が、誘電体バーの長さよりも大きい長さを有するように、対向する第１及び第２部分に機械加工される。この場合の一実施形態では、円筒形部品の径方向に平行な誘電体バーの垂直角縁部が、設置時に、面取りされる。この場合の他の一実施形態では、誘電体バーが、誘電体バーの長さに直交する平坦第１表面の縁に面取りされた角を有する。この場合のさらに他の一実施形態では、誘電体バーが、誘電体バーの長さに直交する平坦第１表面の縁に、面取りされた垂直角縁部及び面取りされた角を有する。
【００５６】
[81]ブロック１４０６は任意である。ブロック１４０６において、金属リング１９０が円筒形チューブの外側表面２３０上に配置される。金属リング１９０は、第１の浅いキャビティ１６２及び第２の浅いキャビティ１６２から、Ｚ軸に沿って、ずれる。この実施形態の一実装において、金属リング１９０は、内側導電性チューブ１３０の外側表面１３１を機械加工することにより形成される。この実施形態の他の実装においては、金属リング１９０は、内側導電性チューブ１３０とは分離された部品として形成され、その後内側導電性チューブ１３０の外側表面１３１に配置される。
【００５７】
[82]ブロック１４０８において、第１誘電体バーの平坦表面が、第１の浅いキャビティの少なくとも一つの平面領域に取り付けられる。この実施形態の一実装において、第１誘電体１６０−１の平坦表面は第１の浅いキャビティ１６２−１の内側に配置され、その後第１誘電体１６０−１の平坦表面は第１の浅いキャビティ１６２の少なくとも一つの平面領域に接着される。このようにして、第１誘電体１６０−１の平坦表面が、内側導電性チューブ１３０の表面の第１の浅いキャビティ１６２−１における平面領域に平行になり、取り付けられる。
【００５８】
[83]ブロック１４１０において、第２誘電体バーの平坦表面は、第２の浅いキャビティの少なくとも一つの平面領域に取り付けられる。この実施形態の一実装において、第２誘電体１６０−２の平坦表面が第２の浅いキャビティ１６２の内側に配置され、第２誘電体１６０−２の平坦表面は第２の浅いキャビティ１６２の少なくとも一つの平面領域に接着される。このようにして、第２誘電体１６０−２の平坦第１表面が、内側導電性チューブ１３０の表面の第２の浅いキャビティ１６２−２における平面領域に平行になり、取り付けられる。
【００５９】
[84]したがって、図１，２，３，４，６Ｂ，６Ｃ，８Ｂ，９Ｂ，１０Ｂ，１０Ｃ，１２，及び１３に示される内側導電性チューブ並びに図２，５Ａ−５Ｄ，６Ｂ，６Ｃ，８Ａ，８Ｂ，９Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，及び１１に示される誘電体バーから形成される同軸偏光子の様々な実施形態は、誘電体バーがスナップ式に係合する導電性内側チューブの外側表面に突起を要さない。むしろ、誘電体バーの少なくとも一つの平坦表面は、浅いキャビティ内にガイドされ、浅いキャビティの平坦表面に取り付けられる。これらの導電性チューブ及び誘電体バーは、複雑な機械加工プロセス無しに形成され、したがって低コストであり且つ組立が容易である。
【００６０】
[85]図１５は、内側導電性チューブ８３０と代替の誘電体バー８６２−１及び８６２−２と備えた同軸偏光子の代替の実施形態の外側表面９３０の斜視図である。図１５は外側導電性チューブ１１０（図１及び１６）の内側表面２１１の輪郭８１２を示し、誘電体バー８６２−１及び８６２−２を見えるようにするために外側導電性チューブ１１０は図１５には示されない。内側導電性チューブ８３０の外側表面９３０のみが図１５において示される。図１６は、図１５の同軸偏光子１８の部分の拡大端面図である。図１７は、図１５の外側導電性チューブ１１０と、内側導電性チューブ８３０と、誘電体バー８６２−１及び８６２−２の端面図である。同軸偏光子１８は、内側導電性チューブ８３０の外側表面９３０に平面がない点で同軸偏光子１０とは異なり、誘電体バー８６２−１及び８６２−２は、内側導電性チューブ８３０の湾曲外側表面９３０に取り付けられる湾曲表面を有する。
【００６１】
[86]同軸偏光子１８は、（部分のみが図１６に示される）外側導電性チューブ１１０と、外側導電性チューブ１１０内に配置され、外側導電性チューブ１１０に軸方向に整列される内側導電性チューブ８３０と、内側導電性チューブ８３０の湾曲外側表面９３０に配置される第１誘電体８６２−１と、第１誘電体８６２−１に対向する内側導電性チューブ８３０の湾曲外側表面９３０に配置される第２誘電体８６２−２とを含む。
【００６２】
[87]内側導電性チューブ８３０は、Ｚ軸に平行な軸方向寸法と、曲率半径ｒ１（図１６）を備えた外側表面９３０（図１６）とを有する。外側導電性チューブ１１０は、Ｚ軸に平行な軸方向寸法と、曲率半径ｒ２（図１６）を備えた内側表面２１１（図１６）とを有する。曲率半径ｒ１と曲率半径ｒ２との差は、第１誘電体８６２−１の最大厚さ及び第２誘電体８６２−２の最大厚さよりも大きい。この実施形態の一実装において、第１誘電体８６２−１及び第２誘電体８６２−２の最大厚さは、同一である。概して９０５（図１６）で表される隙間は、第１誘電体８６２−１の上面９１０と外側導電性チューブ１１０の内側表面２１１との間である。隙間９０５は厚さΔｒｇａｐを有する。
【００６３】
[88]図１７に示されるように、第１誘電体８６２−１は、湾曲第１表面９１２−１と、対向する湾曲第２表面９１１−１と、対向する湾曲第３表面９１０−１と、第４表面９１３−１と、第５表面９１４−１と、を含む。第４表面９１３−１は角度φ１を向く径方向ｒ１に平行である。第５表面９１４−１は角度φ２を向く径方向ｒ２に平行である。図１６に示されるように、第１湾曲表面９１２は、第２湾曲表面９１１から厚さｔ６だけずらされ、第１湾曲表面９１２は、第３湾曲表面９１０から厚さｔ７だけずらされる。
【００６４】
[89]図１７に示されるように、第２誘電体８６２−２は、湾曲第６表面９１２−２と、対向する湾曲第７表面９１１−２と、対向する湾曲第８表面９１０−２と、第９表面９１３−２と、第１０表面９１４−２と、を含む。第９表面９１３−２は、角度φ３を向く径方向ｒ３に平行である。第１０表面９１４−２は、角度φ４を向く径方向ｒ４に平行である。この実施形態の一実装において、角度φ１は、角度φ２に等しく、角度φ３に等しく、同様に角度φ４に等しい。
【００６５】
[90]同軸偏光子１８は、同軸偏光子１０を参照して上述されたように、右回り又は左回り偏光のいずれかを出力するために、入力電磁波に関連して配置され得る。当業者に理解されるように、内側導電性チューブの外側表面の浅いキャビティの様々な実施形態及び誘電体バーの様々な実施形態が、同軸偏光子の多くの異なる構成を提供するために任意の所望の組み合わせに使用され得る。
実施例
[91]実施例１は、同軸偏光子であって、外側導電性チューブと、前記外側導電性チューブ内に配置され且つ前記外側導電性チューブと軸方向に整列された内側導電性チューブであって、前記内側導電性チューブは前記内側導電性チューブの外側表面の対向する部分上に２つの浅いキャビティを有し、前記浅いキャビティの各々は少なくとも一つの平面領域を有し、前記少なくとも一つの平面領域はＺ軸に平行なキャビティ長さを有し且つ前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの径方向に直交する少なくとも一つのキャビティ幅を有し、前記少なくとも一つのキャビティ幅は最小幅を含む、内側導電性チューブと、各々が平坦第１表面を有する２つの誘電体バーであって、前記平坦第１表面は前記Ｚ軸に平行な誘電体長さと前記Ｚ軸に直交する誘電体幅を有し、前記誘電体長さは前記キャビティ長さより短く且つ前記誘電体幅は前記最小幅より小さい誘電体バーとを有し、前記Ｚ軸に直交して得られる前記２つの誘電体バーの各々の断面は、長方形形状の４つのそれぞれの表面を有し、前記２つの誘電体バーのそれぞれの前記２つの平坦第１表面は、前記２つの浅いキャビティの前記２つの平面領域のそれぞれの少なくとも部分に接触する、同軸偏光子を含む。
【００６６】
[92]実施例２は、実施例１の同軸偏光子において、前記内側導電性チューブの前記外側表面を取り囲む金属リングであって、前記リングは前記浅いキャビティから前記Ｚ軸に沿ってずれる、金属リングをさらに有する、同軸偏光子を含む。
【００６７】
[93]実施例３は、実施例１及び実施例２のいずれかの同軸偏光子において、前記２つの浅いキャビティのそれぞれの前記２つの対向する平面領域が、前記最小幅と等しい第１キャビティ幅を有する第１部分における第１平面領域であって、第１キャビティ幅が前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの径方向に直交する第１平面領域と、前記第１部分に隣接する第２部分における第２平面領域であって、前記第２平面領域は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記径方向に直交する第２キャビティ幅を有する第２平面領域と、前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記径方向に直交する第３キャビティ幅を有する前記第１部分に隣接する第３部分における第３平面領域と、を有し、前記第２部分及び前記第３部分は前記第１部分の長さだけ互いにずれ、前記第２キャビティ幅及び前記第３キャビティ幅は前記最小幅よりも大きい、同軸偏光子を含む。
【００６８】
[94]実施例４は、実施例３の同軸偏光子において、前記対向する２つの浅いキャビティの少なくとも一つの前記少なくとも一つの平面領域が、前記第１部分における第１平面に渡る第１平面領域と、前記第２部分における第２平面に渡る第２平面領域であって、前記第２平面は前記第１平面から負の径方向にずれる第２平面領域と、前記第３部分における第３平面に渡る第３平面領域であって、前記第３平面は前記第１平面から負の径方向にずれる第３平面領域と、を有する同軸偏光子を含む。
【００６９】
[95]実施例５は、実施例１ないし４のいずれかの同軸偏光子において、前記２つの誘電体バーの少なくとも一つは、前記誘電体長さに直交する前記平坦第１表面の前記縁の少なくとも一つにおける少なくとも一つの面取りされた角を有する、同軸偏光子を含む。
【００７０】
[96]実施例６は、実施例１ないし５のいずれかの同軸偏光子において、前記２つの浅いキャビティのそれぞれの前記少なくとも一つの平面領域が、長方形形状の単一平面領域を含む、同軸偏光子を含む。
【００７１】
[97]実施例７は、実施例６の同軸偏光子において、前記少なくとも一つの平面領域の前記長方形形状が曲線的な角を含み、前記２つの誘電体バーの各々が前記平坦第１表面に直交する少なくとも一つの面取りされた縁を有し、少なくとも一つの面取りされた縁は前記誘電体バーの前記平坦第１表面が前記浅いキャビティの前記平面領域の少なくとも一部分に接触するときに少なくとも一つの曲線的な角のそれぞれに近接する、同軸偏光子を含む。
【００７２】
[98]実施例８は、実施例１ないし７のいずれかの同軸偏光子において、前記Ｚ軸に直交して得られる前記２つの誘電体バーの各々の断面が、前記最小幅よりも小さい幅を含む第１長方形形状を有する第１断面と、前記最小幅よりも小さい幅を含む第２長方形形状を有する第２断面と、を含む、同軸偏光子を含む。
【００７３】
[99]実施例９は、同軸偏光子に使用される内側導電性チューブであって、前記内側導電性チューブの外側表面における第１の浅いキャビティであって、前記第１の浅いキャビティは第１完全平面領域を有し、前記第１平面領域はＺ軸に平行な第１キャビティ長さと前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの第１径方向に直交する少なくとも一つの第１キャビティ幅とを有し、前記少なくとも一つの第１キャビティ幅が第１最小幅を含む、第１の浅いキャビティと、前記内側導電性チューブの前記外側表面における第２の浅いキャビティであって、前記第２の浅いキャビティは前記第１の浅いキャビティに対向し且つ第２完全平面領域を有し、前記第２完全平面領域は前記Ｚ軸に平行な第２キャビティ長さと前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの第２径方向に直交する少なくとも一つの第２キャビティ幅とを有し、前記少なくとも一つの第２キャビティ幅が第２最小幅を含む、第２の浅いキャビティと、を含む内側導電性チューブを含む。
【００７４】
[100]実施例１０は、実施例９の内側導電性チューブにおいて、前記内側導電性チューブの前記外側表面を取り囲む金属リングであって、前記リングは前記第１の浅いキャビティ及び前記第２の浅いキャビティから前記Ｚ軸に沿ってずれる、金属リングをさらに有する、内側導電性チューブを含む。
【００７５】
[101]実施例１１は、実施例９及び実施例１０のいずれかの内側導電性チューブにおいて、前記第１キャビティ長さは前記第２キャビティ長さと等しく、前記少なくとも一つの第１キャビティ幅は前記少なくとも一つの第２キャビティ幅と等しい、内側導電性チューブを含む。
【００７６】
[102]実施例１２は、実施例９ないし実施例１１のいずれかの内側導電性チューブにおいて、前記第１の浅いキャビティの前記第１完全平面領域は、前記第１最小幅に等しい第１キャビティ幅を有する第１部分における第１平面領域であって、前記第１キャビティ幅は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第１径方向に直交する第１平面領域と、前記第１部分に隣接する第２部分における第２平面領域であって、前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第１径方向に直交する第２キャビティ幅を有する第２平面領域と、前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第１径方向に直交する第３キャビティ幅を有する前記第１部分に隣接する第３部分における第３平面領域と、を有し、前記第２部分及び前記第３部分は前記第１部分の長さだけ互いにずれ、前記第２キャビティ幅及び前記第３キャビティ幅は前記第１最小幅よりも大きい、内側導電性チューブを含む。
【００７７】
[103]実施例１３は、実施例１２の内側導電性チューブにおいて、前記第２の浅いキャビティの前記第２完全平面領域は、前記第２最小幅に等しい前記第４キャビティ幅を有する第４部分における第４平面領域であって、前記第４キャビティ幅は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第２径方向に直交する第４平面領域と、前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第２径方向に直交する第５キャビティ幅を有する前記第４部分に隣接する第５部分における第５平面領域と、前記Ｚ軸に直交する第６キャビティ幅を有する前記第４部分に隣接する第６部分における第６平面領域と、を有し、前記第５部分及び前記第６部分は前記第４部分の長さだけ互いにずれ、前記第５キャビティ幅及び前記第６キャビティ幅は前記第２最小幅よりも大きい、内側導電性チューブを含む。
【００７８】
[104]実施例１４は、実施例９ないし実施例１３のいずれかの内側導電性チューブにおいて、前記第１の浅いキャビティ及び第２の浅いキャビティの少なくとも一つが、第１平面に渡る第１部分平面領域であって、前記第１部分平面領域は前記第１最小幅と等しい前記第１キャビティ幅を有し、前記第１キャビティ幅は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第１径方向に直交する、第１部分平面領域と、前記第１平面に隣接する第２平面に渡る第２部分平面領域であって、前記第２部分平面領域は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第１径方向に直交する第３キャビティ幅を有し、前記第２平面は前記第１平面から負の径方向にずれる、第２部分平面領域と、前記第１平面に隣接する第３平面に渡る第３部分平面領域であって、前記第３部分平面領域は前記Ｚ軸に直交し且つ前記内側導電性チューブの前記第１径方向に直交する第４キャビティ幅を有し、前記第３平面は前記第１平面から前記負の径方向にずれる、第３部分平面領域と、を有し、前記第２部分平面領域及び前記第３部分平面領域は前記第１部分平面領域の長さだけ互いにずれ、前記第３キャビティ幅及び前記第４キャビティ幅は前記第１最小幅よりも大きい、内側導電性チューブを含む。
【００７９】
[105]実施例１５は、実施例９ないし実施例１４のいずれかの内側導電性チューブにおいて、前記第１の浅いキャビティの前記第１完全平面領域及び前記第２の浅いキャビティの前記第２完全平面領域の少なくとも一つが、長方形形状である、内側導電性チューブを含む。
【００８０】
[106]実施例１６は、内側導電性チューブの製造方法であって、軸方向に整列された円筒形部品の外側湾曲表面に少なくとも一つの第１平面領域を有する第１の浅いキャビティを機械加工する工程と、前記円筒形部品の外側湾曲表面に少なくとも一つの第２平面領域を有する第２の浅いキャビティを機械加工する工程と、を有し、前記第１平面領域は前記第２平面領域に対向する、方法を含む。
【００８１】
[107]実施例１７は、実施例１６の方法において、前記円筒形チューブの前記外側表面の前記第１領域に前記少なくとも一つの第１平面領域を有する前記第１の浅いキャビティを機械加工する工程が、前記第１の浅いキャビティの第１部分に第１平面領域を機械加工する工程であって、前記第１平面領域が前記軸方向に平行な長さと前記軸方向に直交する第１幅を有する、工程と、前記第１の浅いキャビティの第２部分に第２平面領域を機械加工する工程であって、前記第２平面領域は前記軸方向に直交する第２幅を有し且つ前記第２平面領域は第１平面領域の第１端部において前記第１平面領域に隣接する、工程と、前記第１の浅いキャビティの第３部分に第３平面領域を機械加工する工程であって、前記第３平面領域は前記軸方向に直交する第３幅を有し且つ前記第３平面領域は前記第１平面領域の第２端部において前記第１平面領域に隣接する、工程と、を有する、方法を含む。
【００８２】
[108]実施例１８は、実施例１６及び実施例１７のいずれかの方法において、前記円筒形チューブの前記外側表面の前記第１領域に前記少なくとも一つの第１平面領域を有する前記第１の浅いキャビティを機械加工する工程が、前記第１の浅いキャビティの第１部分において第１平面領域を機械加工する工程であって、前記第１平面領域は前記軸方向に平行な長さと前記軸方向に直交する第１幅とを有する、工程と、前記第１の浅いキャビティの第２部分において第２平面領域を機械加工する工程であって、前記第２平面領域は前記軸方向に直交する第２幅を有し、第２平面領域が前記第１平面領域から負の径方向にずれる、工程と、前記第１の浅いキャビティの第３部分において第３平面領域を機械加工する工程であって、前記第３平面領域は前記軸方向に直交する第３幅を有し、前記第３平面領域は前記第１平面領域から負の径方向にずれる、工程と、を有する、方法を含む。
【００８３】
[109]実施例１９は、実施例１６ないし実施例１８のいずれかの方法において、さらに、前記円筒形チューブの前記外側表面上に金属リングを配置する工程を有し、前記リングは前記第１の浅いキャビティ及び前記第２の浅いキャビティから前記Ｚ軸に沿ってずれる、方法を含む。
【００８４】
[110]実施例２０は、実施例１６ないし実施例１９のいずれかの方法において、さらに、第１誘電体バーの平坦表面を前記第１の浅いキャビティの前記少なくとも一つの平面領域に取り付ける工程と、第２誘電体バーの平坦表面を前記第２の浅いキャビティの前記少なくとも一つの平面領域に取り付ける工程と、を有する、方法を含む。
【００８５】
[0111]以下の特許請求の範囲に定義される発明の多くの実施形態が説明されてきた。それにもかかわらず、説明された実施形態の様々な変形が、特許請求の範囲の発明の思想及び範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解される。例えば、同軸偏光子の内側導電性コアを機械加工するための技術が上述されたが、内側導電性コアの外側表面に浅いキャビティを形成する技術は、金属を加熱し且つ内側導電性コアの外側表面に浅いキャビティを刻印する他のプロセス或いは他の種類の金属の鋳造又は成形を含み得る。したがって、他の実施形態が以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【図１】
2015070607.tif 000003
【図２Ａ】
2015070607.tif 000004
【図２Ｂ】
2015070607.tif 000005
【図２Ｃ】
2015070607.tif 000006
【図３】
2015070607.tif 000007
【図４】
2015070607.tif 000008
【図５Ａ】
2015070607.tif 000009
【図５Ｂ】
2015070607.tif 000010
【図５Ｃ】
2015070607.tif 000011
【図５Ｄ】
2015070607.tif 000012
【図６Ａ】
2015070607.tif 000013
【図６Ｂ】
2015070607.tif 000014
【図６Ｃ】
2015070607.tif 000015
【図７】
2015070607.tif 000016
【図８Ａ】
2015070607.tif 000017
【図８Ｂ】
2015070607.tif 000018
【図９Ａ】
2015070607.tif 000019
【図９Ｂ】
2015070607.tif 000020
【図１０Ａ】
2015070607.tif 000021
【図１０Ｂ】
2015070607.tif 000022
【図１０Ｃ】
2015070607.tif 000023
【図１１】
2015070607.tif 000024
【図１２】
2015070607.tif 000025
【図１３】
2015070607.tif 000026
【図１４】
2015070607.tif 000027
【図１５】
2015070607.tif 000028
【図１６】
2015070607.tif 000029
【図１７】
2015070607.tif 000030
【外国語明細書】
2015070607000001.pdf