(57)【要約】  種々の代表的な特徴では、本発明は導波管用のシステム及び方法を提供する。導波管はハウジングとそのハウジングに結合するように構成された複数の反射表面とを具備している。ハウジングは電磁波ビーム発生器に結合するように構成されることができる。電磁波ビーム発生器はその最初の偏波に実質的に類似している偏波を有する波動ビームを提供するように構成されることができる。複数の反射表面の少なくとも１つは入射波動ビームのモードを変換するように構成されることができる。複数の反射表面は導波管における整列のために構成されることができる。【選択図】図１
2011504046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁エネルギ放射装置用の導波管システムにおいて、
電磁波ビーム発生器に結合するように構成されているハウジングと、
前記ハウジングに結合されている複数の反射表面とを具備し、
前記発生器はその最初の偏波に実質的に類似している偏波を有する波動ビームを提供するように構成され、
前記複数の反射表面の少なくとも１つは入射波動ビームのモードを変換するように構成され、
前記反射表面は導波管における整列を行わせるように構成されている電磁エネルギ放射装置用の導波管システム。
【請求項２】
前記発生器はジャイロトロンを含んでいる請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記ハウジングは前記発生器の主軸を中心に選択的に回転するように構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも１つの反射表面はビームの調整を行うように構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１つの反射表面は、実質的に円偏波から実質的に線形偏波へ入射波動ビームのモードを変換するように構成された実質的にひだのある反射表面を含んでいる請求項１記載のシステム。
【請求項６】
第１の反射表面は実質的に放物面の反射表面を具備し、
第３の反射表面は実質的に放物面の反射表面を具備し、
第２の反射表面は前記第１の反射表面と前記第３の反射表面との間で導波管に沿って整列され、前記第２の反射表面はモード変換する実質的にひだのある反射表面を含んでおり、
前記第１の反射表面の焦点距離と前記第３の反射表面の焦点距離の比はｓｉｎ（β）に対応し、ここでβは前記第２の反射表面の入射角度である請求項５記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも１つの反射表面は入射波動ビームをアンテナへ反射するように構成され、前記アンテナは入射波動ビームをターゲットへ導くように構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記ハウジングはさらに導波管とアンテナとの間に配置されているラドームを具備している請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記ハウジングはさらに、少なくとも１つの反射表面を結合するように構成された選択的に回転可能な取付け部へ結合するように構成され、前記選択的に回転可能な取付け部は前記少なくとも１つの反射表面により反射される前記入射波動ビームを選択的に誘導するように構成されている請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
電磁エネルギ放射装置の導波方法において、
電磁波ビーム発生器に結合するように構成されているハウジングを提供し、前記発生器はその最初の偏波に実質的に類似する偏波を有する波動ビームを提供するように構成されており、
前記ハウジングに結合されている複数ン藻反射表面を提供するステップを含み、
少なくとも１つの前記反射表面は入射波動ビームのモードを変換するように構成され、
前記反射表面は導波管における整列を行うように構成されている電磁エネルギ放射装置の導波方法。
【請求項１１】
前記発生器はジャイロトロンを含んでいる請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ハウジングは前記発生器の主軸を中心に選択的に回転するように構成されている請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの反射表面はビームの調整を行うように構成されている請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの反射表面は実質的にひだのある反射表面を含み、前記実質的にひだのある反射表面は実質的に円偏波から実質的に線形偏波へ入射波動ビームのモードを変換するように構成されている請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
第１の反射表面は実質的に放物面の反射表面を具備し、
第３の反射表面は実質的に放物面の反射表面を具備し、
第２の反射表面は前記第１の反射表面と前記第３の反射表面との間で導波管に沿って整列され、前記第２の反射表面はモード変換する実質的にひだのある反射表面を含んでおり、
前記第１の反射表面の焦点距離と前記第３の反射表面の焦点距離の比はｓｉｎ（β）に対応し、ここでβは前記第２の反射表面の入射角度である請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの反射表面は入射波動ビームをアンテナへ反射するように構成され、前記アンテナは入射波動ビームをターゲットへ導くように構成されている請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記ハウジングはさらに導波管とアンテナとの間に配置されているラドームを具備している請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記ハウジングはさらに、少なくとも１つの反射表面を結合するように構成された選択的に回転可能な取付け部へ結合するように構成され、前記選択的に回転可能な取付け部は前記少なくとも１つの反射表面により反射されるとき前記入射波動ビームを選択的に誘導するように構成されている請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
その最初の偏波に実質的に類似している偏波を有する波動ビームを提供するように構成されているジャイロトロンと、
前記ジャイロトロンに結合するように構成され、前記ジャイロトロンの主軸を中心に選択的に回転するように構成され、さらに選択的に回転可能な取付け部に結合するように構成されているハウジングと、
前記ハウジングに結合するように構成されている複数の反射表面とを具備し、
前記複数の反射表面は導波管中における整列を行うように構成され、
少なくとも１つの前記反射表面はビーム調整を行うように構成され、
第１の反射表面は実質的に放物面の反射表面を具備し、
第２の反射表面は前記第１の反射表面と第３の反射表面との間に前記導波管に沿って整列されて配置され、前記第２の反射表面はモード変換する実質的にひだのある反射表面を含んでおり、
第３の反射表面は実質的に放物面の反射表面を具備し、
前記第１の反射表面の焦点距離と前記第３の反射表面の焦点距離の比はｓｉｎ（β）に対応し、ここでβは前記第２の反射表面の入射角度であり、
少なくとも１つの前記反射表面は入射波動ビームをアンテナへ選択的に誘導するために選択的に回転可能な取付け部内で結合するように構成され、
前記ハウジングはさらに前記導波管と前記アンテナとの間に配置されているラドームを具備し、
前記アンテナは入射波動ビームをターゲットへ導くように構成されている能動拒否システム。
【請求項２０】
さらに、前記ジャイロトロンを移動するように構成されている自動車を具備し、前記自動車はさらに前記ジャイロトロンを付勢するように構成されているパワーシステムを具備している請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導波管及びそれらのコンポーネントに関する。特に本発明の代表的及び例示的な実施形態は複数の反射表面を使用して構成されることのできる特定の整列を波動ビームを与えるシステム、装置、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導波管は波の特性を変更するように構成されている任意のシステムを含むように広く規定されることができる。例えば外耳道は圧力の変化を鼓膜へ誘導するように構成された導波管として説明されることができる。別の例として、光ファイバケーブルは光をケーブルの長さに沿って誘導するために構成された導波管として説明されることができる。
【０００３】
信号の受信と情報の伝送に加えて、導波管は通常、誘導エネルギシステムで使用される。これらのシステムでは、導波管は通常波動ビーム発生器に結合される。導波管は出力波動ビームをアンテナシステムへ伝送するように構成され、そのアンテナシステムはその波動ビームをターゲットへ伝送する。
【０００４】
誘導エネルギシステムは特殊化された導波管システムを含むことができる。例えばモード変換システムは通常、波動ビーム発生器内に配置される。別の例として、波動ビーム調整システムは通常、変換された波動ビームの特性を強化するために波動ビーム発生器に対して外部に配置される。
【０００５】
波動ビームを伝送するために使用される既存のシステムは通常、内部モード変換器、外部ビーム調整装置、および導波管を含んでいる。これらのシステムは発生器の製造業者が通常内部モード変換器の特注を必要とされるのでしばしば高価である。さらにこれらのシステムは内部モード変換器に専用の反射表面のセットと、外部ビーム調整器に専用の反射表面の第２のセットと、導波管に専用の反射表面の第３のセットを含んでいるために通常、整列するのに複雑である。
【発明の概要】
【０００６】
種々の代表的な特徴では、本発明は導波管用のシステム及び方法を提供する。導波管はハウジングとそのハウジングに結合するように構成された複数の反射表面とを具備している。ハウジングは電磁波ビーム発生器に結合するように構成されることができる。電磁波ビーム発生器はその最初の偏波に実質的に類似している偏波を有する波動ビームを提供するように構成されることができる。複数の反射表面の少なくとも１つは入射波動ビームのモードを変換するように構成されることができる。複数の反射表面は導波管における整列のために構成されることができる。
【０００７】
本発明の代表的な素子、動作の特徴、応用および／または利点は特に本発明の一部を形成する添付図面を参照して以下十分に示し説明し特許請求の範囲として記載する構造及び動作の詳細に存在し、それにおいて同一の符合は全体を通して類似の部品を指している。その他の素子、動作特徴、応用および／または利点は詳細な説明に記載されているある例示的な実施形態を考慮して明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の例示的な実施形態による代表的誘導エネルギシステムの概略図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態によるハウジング内の導波管の概略図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による導波管の概略を示す概略図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による反射表面の平面の概略図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態によるハウジングを示す概略図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態によるシステムの動作の典型的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面中の素子は簡潔および明瞭に示されており、必ずしも実寸大ではない。例えば図面中の幾つかの素子の寸法は本発明の種々の実施形態をよりよく理解するために他の素子に関して誇張されていることもある。
【００１０】
さらに、ここでは用語「第１」、「第２」等はそれらが存在するならば類似の素子を特に弁別するために使用されており、必ずしも逐次または年代順に説明するように使用されていない。さらに説明および／または請求項中の用語「後部」、「上部」、「底部」、「上」、「下」、「前方」、「後方」等は一般的に、説明の目的で使用されており、必ずしも独占的な相対位置を包括的に説明する目的で使用されていない。そのように使用されている任意の先行する用語は適切な状況下で相互に交換可能であり、それによってここで説明されている種々の実施形態は例えば明示的に説明又は他の方法で示されている以外の構造および／または方位における動作が可能である。
【００１１】
本発明の以下の典型的な説明は通常、例示的な実施形態と発明者の最良モードの概念に関し、本発明の技術的範囲、応用性又は構造を任意の方法で限定することを意図しない。むしろ、以下の説明は本発明の種々の実施形態を実行するために有用な説明を与えることが意図されている。以下明白にされるように、本発明の技術的範囲を逸脱せずに、開示されている例示的な実施例で説明されている任意の素子の機能および／または構成において変更が行われることができる。
【００１２】
本発明の種々の典型的な構成は波動を誘導するための任意のシステムに応用されることができる。ある典型的な構成は例えば能動拒否応用、通信応用、エネルギ伝送応用、電子破壊応用、その組合せ等を含むことができる。ここで使用されているように、用語「能動拒否」及びその変形は通常、電磁放射をターゲットに誘導するように構成された任意のシステム、例えば非致死の対人応用を含むことを意図される。
【００１３】
例示的な応用、即ち能動拒否システムの詳細な説明は、本発明の種々の実施形態にしたがって開示された導波管用のシステム、装置、方法の任意の応用に対して一般的に言われている特別な有効にされた説明として行われる。
【００１４】
一般的に、図１に示されているように、本発明の典型的な実施形態はハウジング115に対するシステム100を提供する。ハウジング115は電磁波ビーム発生器105に結合されることができる。発生器105はハウジング115に結合されることができるチューブ110を具備する。チューブ110との結合により、発生器105により発生される波動ビームは発生器105からハウジング115へ誘導されることができる。
【００１５】
ここで使用されるように、用語「波動ビーム」とその変形は通常、伝播軸を具備する電磁エネルギの形態を指すことを意図している。波動ビームは、波、光子、電子、α（アルファ）粒子、β（ベータ）粒子、γ（ガンマ）粒子、およびその組合せ等を含むことができる。波動ビームは伝播軸に沿って実質的に一定のエネルギ密度を有するように構成されることができる。波動ビームは種々の実施形態で構成されることができ、特定の周波数、特定の波長、特定の振幅、特定のモード、特定の継続期間、その組合せ等を含めた種々の特性を有している。
【００１６】
発生器105は波動ビームを提供するように適切に構成されることができる。波動ビームは種々の方法及びシステムを使用して発生されることができる。例えば発生器105はマグネトロン、クライストロン、ジャイロトロン、サイクロトロン、トカマク、その組合せ等を含むことができる。周波数、振幅、波長、モード、継続期間のような波動ビームの特性は、波動ビームの発生に使用される発生器105に実質的に関連されることができる。
【００１７】
発生器105は種々の材料から適切に構成されることができる。システム100の設計パラメータは材料の選択に影響する可能性がある。例えばマグネトロンに適した材料はジャイロトロンに適さない可能性がある。所定の発生器105は適切な合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含むことができる。
【００１８】
発生器105は種々の幾何学形状を含むように適切に構成されることができる。システム100の設計パラメータはシステムの幾何学形状に影響する可能性がある。例えばシステム100が高電力のマイクロ波周波数波動ビームを発生するならば、ジャイロトロンはマグネトロンよりも適切であろう。ジャイロトロンは通常マグネトロンとは異なる幾何学形状を有するので、ジャイロトロンの寸法は発生器105の幾何学形状に影響する可能性がある。これらおよび／またはその他の設計の考察を考慮すると、発生器105は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的に円筒形、実質的にトロイダル、その組合せ等のような任意の適切な幾何学形状を有することができる。発生器105は種々の素子を具備することができる。例えば発生器105がジャイロトロンを具備するならば、その素子は発生器105がトカマクを具備する場合とは実質的に異なる。発生器105は電力源、冷却システム、チューブ110、共振空洞、その組合せ等を含むことができる。
【００１９】
発生器105は種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えば発生器105は特定の周波数、特定の振幅、特定の波長、特定のモード、その組合せ等を有する波動ビームを提供するように適切に構成されることができる。別の例として、発生器105は特定の時間の期間にわたって特別な波動ビームを提供するように適切に構成されることができる。さらに別の例として、発生器105はトラックのような輸送装置における応用のために適切に構成されることができる。
【００２０】
チューブ110は特定化された波動ビームを転送するために適切に構成されることができる。ジャイロトロンのような電磁波ビーム発生器105では、真空管のような実質的に円筒形の構造がシステムの固有のコンポーネントであることができる。このようにして、チューブ110はこれらのシステムの発生器105と実質的に一体化された真空管であってもよい。真空管110が固有のコンポーネントではない発生器105では、チューブ100は代わりに発生器105の出力をハウジング115へ誘導するように構成された取付け部材であることができる。
【００２１】
チューブ110は種々の材料および幾何学形状を含むように適切に構成されることができる。必要とされる電力、電力の要求される期間、システムの輸送能力、システムの最大の許容可能な容積、その他の要素のようなシステム100の設計パラメータはチューブ110の材料と化学形状に影響する可能性がある。チューブ110は合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含めた種々の材料を具備することができる。チューブ110は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等を含めた種々の幾何学形状を有することができる。
【００２２】
チューブ110は種々の素子および／またはサブシステムを含むように適切に構成されることができる。例えばチューブ110はチューブ110の内部からの材料の伝送とチューブ110への材料の伝送を阻止するように構成された外部表面を具備することができる。別の例として、チューブ110はチューブ110から熱を除去するように構成された冷却システムを具備することができる。さらに別の例として、チューブ110はハウジング115と結合するように構成された結合機構を具備することができる。
【００２３】
図２を参照すると、ハウジング115内の導波管200の１実施形態が示されている。導波管200はハウジング115へ結合するように構成された複数の反射表面212/222/232/242を具備することができる。第１の反射表面212は発生器105の出力波動ビームを受けるように構成されることができる。第２の反射表面222は第１の反射表面212により反射された波動ビームを受けるように構成されることができる。第３の反射表面232は第２の反射表面222により反射された波動ビームを受けるように構成されることができる。第４の反射表面242は第３の反射表面232により反射された波動ビームを受けるように構成されることができる。第４の反射表面242は波動ビームをアンテナへ誘導するように構成されることができる。
【００２４】
導波管200は入射波動ビームを変更するように適切に構成されることができる。例えば導波管200は線形偏波、変更された伝播軸、コンバージェンス、ダイバージェンス、平滑化された波形、その組合せ等を有する結果的な波動ビームを発生するように入射波動ビームを変更するように構成されることができる。
【００２５】
導波管200は導波管200の特性にしたがって入射波動ビームを変更するように構成されることができる。例えば反射表面212/222/232/242の少なくとも１つは入射波動ビームのモード変換、入射波動ビームの調整、入射波動ビームのコンバージェンス、入射波動ビームの選択的な誘導、その組合せ等を行うように構成されることができる。導波管200の設計は入射波動ビームの特性、結果的な波動ビームの特性、導波管の構成要素素子の特性、その組合せ等に関連することができる。
【００２６】
導波管200は種々の幾何学形状と寸法にしたがって構成されることができる。例えば反差表面212/222/232/242は、選択された反射角度の提供、反射表面対の間の選択された距離の提供、選択されたハウジング115内での収納、その組合せ等を含めた種々の目的のために適切に整列されることができる。導波管200の幾何学形状及び寸法は、反射表面212/222/232/242の幾何学形状及び寸法、ハウジング115の幾何学形状及び寸法、入射波動ビームの特性、その組合せ等に関連されることができる。
【００２７】
反射表面212/222/232/242は実質的に入射波動ビームを反射するように構成されることができる。例えば反射表面212/222/232/242は反射された入射波動ビームを変更するように構成されることができ、その変更はコンバージェンス、ダイバージェンス、モード変換、変更された伝播軸、コリメーション、その組合せ等を含んでいる。反射表面212/222/232/242の表面特性は特定の入射角度、他の反射表面に関する特定化された整列、アンテナのような他のシステムに関する特定化された整列、特定化された効率、その組合せ等を提供するように構成されることができる。
【００２８】
反射表面212/222/232/242は実質的に種々の幾何学形状および寸法を具備することができる。例えば反射表面212/222/232/242は円錐セクション、凹面、凸面、多面体、楕円系、トロイダル、円筒形、その組合せ等のような種々の表面幾何学形状を具備することができる。別の例として、反射表面212/222/232/242は、入射波動ビームの特性、ハウジング115の内部表面幾何学形状、所定の反射表面212/222/232/242の材料特性、所定の反射表面212/222/232/242の幾何学形状、結果的な波動ビームを受けるように構成されたアンテナの特性、その組み合わせ等を含めた種々の設計パラメータにしたがって種々の寸法を有することができる。
【００２９】
反射表面212/222/232/242は特定された式にしたがって構成されることができる。例えば第１の反射表面212、第２の反射表面222、第３の反射表面232は導波管200内に連続的に整列されることができる。第１及び第３の反射表面212/232は実質的に放物面の反射表面を具備することができる。第２の反射表面222はひだのある反射表面を具備することができる。第１及び第３の反射表面212/232は次式にしたがって入射波動ビームの対称性を維持するように構成された焦点距離を有するように構成されることができる。  
Ｆ１／Ｆ３＝ｓｉｎ（β）  
ここでＦ１は第１の反射表面212の焦点距離であり、Ｆ３は第３の反射表面232の焦点距離であり、βは第２の反射表面222上の入射角度である。別の例として、第１の反射表面212と第３の反射表面232は次式にしたがって入射波動ビームの対称性を維持するように構成されることができる。  
Ｆ３＝Ｆ１（Ｍ２＋１）／２Ｍ  
ここで、Ｆ３は第３の反射表面232の焦点距離であり、Ｆ１は第１の反射表面212の焦点距離であり、Ｍは入射波動ビームの所望の倍率である。さらに別の例として、第１の反射表面212は入射波動ビームで配向されている対称軸を含むことにより入射波動ビームの対称性と偏波を維持するように構成されることができ、ここで角度は約２アークタンジェント（１／Ｍ）であり、Ｍは入射波動ビームの所望の倍率である。
【００３０】
反射表面212/222/232/242は種々の材料から構成され種々の特性を有することができる。例えば反射表面212/222/232/242はその他の光沢のない材料の研磨された表面、実質的に反射性の材料の表面、その他の光沢のない材料上の反射被覆、その組合せ等を含んでいる。さらに別の例として、反射表面212/222/232/242は再帰反射、拡散反射、正反射、その組合せ等を含む種々の反射特性を有する表面を含むことができる。さらに別の例として、反射表面212/222/232/242は特定の放射率、特定の反射率、特定の伝導率、その組合せ等を含むことができる。
【００３１】
複数の反射表面212/222/232/242はその反射表面212/222/232/242の中で種々の設計、材料、幾何学形状を含むことができる。例えば第１の反射表面212は入射波動ビームの調整専用にされ、第２の反射表面222は入射波動ビームのモード変換専用にされてもよい。別の例として、複数の反射表面212/232はビーム調整専用にされてもよい。
【００３２】
反射表面212/222/232/242はハウジング115に結合するように構成されることができる。例えば反射表面212/222/232/242はハウジング115の内部に結合するように構成された構造の一部であることができる。この結合は接着剤、ファスナ、コンプライアントインターフェース、光摩擦表面、溶接、その組合せ等を含む種々の方法および／または構造を含むことができる。別の例として、反射表面212/222/232/242はハウジング115の一部であることができる。
【００３３】
アンテナは導波管200の出力をターゲットへ誘導するように構成されることができる。例えばアンテナは群集制御のような特定のターゲットと共に使用するように構成されることができる。別の例として、アンテナは特定の距離で使用するように構成されることができる。
【００３４】
アンテナは任意の適切な材料で構成されることができる。所定の材料が適しているかどうかはアンテナの動作状況とシステム100で意図されるターゲットに関連する。例えばアンテナが野外状況で長期間動作することを意図されるならば、このような状況下で腐食する材料を避けることが望ましいであろう。別の例として、アンテナが移動動作のような高応力状態で動作することを意図されるならば、そのような状況下で故障しやすい材料を避けることが望ましいであろう。さらに別の例として、意図されるターゲットが所定の波動ビームの影響を受けやすいならば、波動ビームを実質的に吸収する材料を避けることが望ましいであろう。これらおよび／または他の設計を考慮して、アンテナは合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含めた任意の適切な材料から構成されることができる。
【００３５】
アンテナは任意の適切な幾何学形状及び寸法を有することができる。アンテナの動作条件、アンテナを構成する材料、意図されるターゲットのような要素はアンテナの幾何学形状および／または寸法に影響する可能性がある。例えば、対応する波動ビームの特性に対応してアンテナの幾何学形状を構成することが望ましい。別の例として、アンテナを構成する材料の関連特性が考慮されるようにアンテナの寸法を変更することが必要である可能性がある。これらおよび／または他の設計特徴を考慮して、アンテナは実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等のような任意の適切な幾何学形状を有することができる。
【００３６】
アンテナは種々のサブ構造および／またはサブシステムを具備することができる。例えばアンテナは複数の反射表面を具備するカセグレンアンテナを具備することができる。別の例としてアンテナは例えばジンバル、自在継ぎ手、ラック、ピニオン、複数および／またはその組合せ等のアンテナの配置を選択するように構成された選択的に調節可能な結合を具備することができる。さらに別の例として、アンテナはアンテナの出力を伝送するように構成されさらにアンテナ表面の汚染を防止するように構成されたラドームを具備することができる。
【００３７】
アンテナは種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えばアンテナは特定の偏波、波長、振幅、その組合せ等を有する波動ビームのようなある波動ビームと共に使用されるように構成されることができる。別の例として、アンテナは入射波動ビームのコンバージェンス、入射波動ビームのダイバージェンス、入射波動ビームの実質的に変更されない伝送、その組合せ等のために構成されることができる。
【００３８】
図３を参照すると、導波管200の１実施形態の概略図300が示されている。導波管200は複数の反射表面312/322/332/342を具備することができる。反射表面312/322/332/342は変更された波動ビーム365が導波管200から反射されるとき実質的に最初の波動ビーム355に関して変更されるように波動ビーム発生器105の出力を誘導および／または変更するように構成されることができる。導波管200は波動ビーム発生器105の主軸370を中心にして選択的に回転するように構成されることができる。反射表面342はハウジング115により規定された軸380を中心に選択的に回転するように構成されることができる。
【００３９】
最初の波動ビーム355は導波管200による操作のためのエネルギを与えるように構成されることができる。最初の波動ビーム355の特性は波動ビーム発生器105に関連できる。例えば所定の波動ビーム発生器105は波動ビーム発生器105に関連できる。例えば所定の波動ビーム発生器105は実質的に固定された出力波動ビームを有することができる。別の例として、所定の波動ビーム発生器105は出力波動ビームの選択可能な距離を有することができる。
【００４０】
最初の波動ビーム355は種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えば最初の波動ビーム355は電磁放射の実質的に一定の流れとして構成されることができる。別の例として、最初の波動ビーム355は電磁放射の実質的に断続的なバーストとして構成されることができる。最初の波動ビーム355は種々の周波数、波長、振幅、モード、継続期間、その組合せ等を含むことができる。
【００４１】
変更された波動ビーム365は所定の応用のために構成されることができる。例えば導波管200は特定のアンテナと共に使用するための実質的に線形偏波を有する変更された波動ビーム365を発生するように構成されることができる。別の例として、導波管200は発生器105からターゲットへエネルギを転送するため特定のエネルギ密度を有する変更された波動ビーム365を発生するように構成されることができる。
【００４２】
変更された波動ビーム365は導波管200と波動ビーム発生器105に関連する特性を有することができる。例えば変更された波動ビーム365のエネルギは発生器105により放射されるエネルギよりも低い可能性がある。別の例として、変更された波動ビーム365の偏波は導波管200に関連されるコンバージェンス、調整および／またはモードのような特徴を有することができる。
【００４３】
変更された波動ビーム365は種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えば変更された波動ビーム365は所定のアンテナと共に使用されるように構成されることができる。別の例として、変更された波動ビーム365は特定のターゲットにおいて特定の効果を発生するように構成されることができる。
【００４４】
発生器105の主軸370はハウジング115がそれを中心として回転するように構成される軸であることができる。主軸370はチューブ110の主軸および／または最初の波動ビーム355の伝播軸を具備することができる。発生器105の主軸はチューブ110の主軸および最初の波動ビーム355の伝播軸の主軸と一致することができる。
【００４５】
ハウジング315により規定される軸380はハウジング115の選択的に調節可能な部分により規定されることができる。例えばハウジング315は選択的に調節可能な反射表面結合を受けるように構成された結合を含むことができる。選択的に調節可能な反射表面結合の挿入によって、反射表面はハウジング315により規定される軸380を中心として選択的に整列されることができる。
【００４６】
図４を参照すると、モード変換用に構成された反射表面400の１実施形態の平面図が示されている。反射表面400はひだのある（corrugate）表面403を具備することができる。ひだのある表面403は入射する円偏波された波動ビーム413を反射された実質的に線形偏波された波動ビーム423へ変換するように構成されることができる。
【００４７】
ひだのある表面403は入射波動ビームのモードの変換するように構成されることができる。例えばひだのある表面403は入射波動ビームのモードを円偏波から線形偏波へ変換するように構成された１／４波長溝を具備することができる。表面403は種々の波長用に構成され、種々の特徴を有する入射波動ビームのモードを変換するように構成された溝を提供するように適切に構成されることができる。
【００４８】
ひだのある表面403は種々の材料と幾何学形状からなることができる。例えばひだのある表面403は反射表面400に施された被覆、概念的に反射表面400の異なる部分、反射表面域、その組合せ等を含むことができる。ひだのある表面403は合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含んだ任意の適切な反射材料から構成されることができる。ひだのある表面403は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等を含む種々の幾何学形状を有することができる。
【００４９】
ひだのある表面403は種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えばひだのある表面403は特定の発生器105の出力波動ビームを変換するためこのような出力波動ビームの特性に対応する表面特性で構成されることができる。特定の発生器105は固定波長を有する波動ビームを発生するように構成されることができる。ひだのある表面403はその固定波長に対応するように構成されることができる。別の例として反射表面400は、導波管200内で選択的に整列されることができる複数のひだのある表面403を有することができる。特定の特徴を有するひだのある表面403が所望される場合、対応するひだのある表面403は導波管200内で整列されることができる。
【００５０】
入射する円偏波された波動ビーム413は波動ビーム発生器105により発生される波動ビームであることができる。実質的に線形偏波された波動ビーム423は誘導されたエネルギ応用で使用するように変更されるような波動ビームであることができる。
【００５１】
図５を参照すると、ハウジング115の１実施形態の図500が示されている。ハウジング115はハウジング115を発生器105へ結合するように構成された発生器結合部505を具備することができる。発生器結合部505は孔510を有する。孔510は結合された発生器105からの波動ビームをハウジング115へ伝送するように構成される。ハウジング115はさらに内部表面を有する。内部表面は複数の反射表面結合部511/521/531/541を具備することができる。第１の反射表面511は第１の反射表面212に結合するように構成される。第２の反射表面の結合部521は第２の反射表面222に結合するように構成される。第３の反射表面の結合部531は第３の反射表面232に結合するように構成される。第４の反射表面の結合部541は第４の反射表面242に結合するように構成されるかおよび／または第４の反射表面242へ結合するように構成された選択的に回転可能な取付け部を有する。
【００５２】
ハウジング115は複数の反射表面212/222/232/242を整列するように適切に構成され、および／または例えば埃及び入射する外部放射による反射表面212/222/232/242に対する汚染を防止するように適切に構成されることができる。さらに、ハウジング115は導波管200の少なくとも部分的な格納用の加圧されたコンパートメントを提供するように構成されることができる。さらに、ハウジング115は特定の流体のような特定化された環境を有するコンパートメントをハウジング115内に設けるように構成されることができる。
【００５３】
ハウジング115は種々の材料を具備することができる。種々の要因は特定の材料がハウジング115で使用するのに適しているかどうかに関する。例えばシステム100が塩水環境で使用されるならば、このような環境で腐食しやすいある材料はハウジング115で使用するのには適していない。別の例として、システム100がハウジング115に応力を与える可能性の高い状況で使用されるならば、ある材料は応力状況には適していない。これらおよび／またはその他の設計を考慮すると、ハウジング115は合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等のような任意の適切な材料で構成することができる。
【００５４】
ハウジング115は種々の幾何学形状を具備することができる。ハウジング115の幾何学形状はハウジング115を構成する材料、ハウジング115が動作する環境、その組合せ等に関係することができる。これらおよび／または他の設計を考慮すると、ハウジング115は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等を含む任意の適切な幾何学形状を有することができる。
【００５５】
ハウジング115は種々の構成要素を具備することができる。例えばハウジング115はハウジング115を形成するように共に結合された複数のピースから構成されることができる。このような実施形態では、ハウジング115はハウジング115内で取り囲まれたスペースを形成するように構成されているカバープレートのような種々の構成要素を具備する。
【００５６】
ハウジング115は複数の反射表面212/222/232/242に結合するように構成された実質的に固定された部分と、反射表面242に結合するように構成された選択的に回転可能な取付け部分とを具備することができる。この構造では、選択的に回転可能な取付け部分は、導波管200内に反射表面242の整列を維持しながら反射表面242を選択的に回転するように構成されている。選択的に回転可能な取付け部分は結合部541を介して実質的に固定された部分に結合できる。選択的に回転可能な取付け部分は、導波管200内で回転可能な取付け部分の回転および／または反射表面242の動作を容易にするように構成された種々のガスケット、リテーナーリング、ラドーム、その組合せ等を具備することができる。
【００５７】
ハウジング115は種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えばハウジング115は結合された発生器105の主軸を中心に回転および／またはその軸に沿って移動するように構成されることができる。別の例としてハウジング115は少なくとも１つの反射表面に対する回転軸を規定できる。さらに別の例としてハウジング115は例えば埃による導波管200の汚染を実質的に防止するように構成されることができる。さらに別の例として、ハウジング115はハウジング115内での導波管200の整列を促すように構成されることができる。
【００５８】
発生器の結合部505は波動ビーム発生器105からの入射波動ビームに関する導波管200の整列を行うように適切に構成されることができる。例えば発生器の結合部505はハウジング115を発生器105の主軸と整列するように構成されることができる。このような整列によって、波動ビーム発生器105の出力はハウジング115内の導波管200による反射のために適切に整列されることができる。
【００５９】
発生器の結合部505は種々の材料を具備することができる。ハウジング115とチューブ110との間のような応力状態、システム100が動作する環境等の種々の設計要因は所定の材料が発生器の結合部505に適しているかどうかに関する。発生器の結合部はハウジング115の一部、ハウジング115に結合される異なる構造、その組合せ等を具備することができる。これらおよび／または他の設計を考慮すると、発生器の結合部505は合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含めた任意の適切な材料で構成することができる。
【００６０】
発生器の結合部505は種々の幾何学形状を具備することができる。ハウジング115とチューブ110との間の応力の条件、発生器の結合部505で使用される材料等は所定の幾何学形状が発生器の結合部505に適しているかどうかに関する。これら及びその他の設計を考慮して、発生器の結合部505は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等を含む任意の適切な幾何学形状を有することができる。
【００６１】
発生器の結合部505は種々の構成要素からなることができる。例えば発生器の結合部505部は発生器105の主軸を中心としてハウジング115を回転するように構成されたベアリングを含むことができる。ベアリングはガスケット、リテーナーリング、１ボールベアリング、１ローラーベアリング、潤滑剤、複数および／またはその組合せ等を含むことができる。別の例として、発生器の結合部505は発生器105の主軸を中心としてハウジング115を選択的に回転するように構成された光学エンコーダを含むことができる。光学エンコーダはさらに電源および／またはプロセッサに結合されることができる。
【００６２】
発生器の結合部505は種々の実施形態で適切に構成されることができる。例えば発生器の結合部505はハウジング115を発生器105へ結合し、それによってハウジング115は実質的に発生器105に関して固定される。別の例として、発生器の結合部505はハウジング115を発生器105へ結合でき、それによってハウジング115は発生器105の主軸を中心に選択的に回転することができる。
【００６３】
孔510はハウジング115中への波動ビームの入力点を規定するように適切に構成される。孔510は発生器105の主軸が孔510を通過するように発生器の結合部505の中空部分を具備する。孔510がトレンチを有するか否かまたは孔が波動ビームを結合するように構成されている構造を具備するか否かにかかわりなく、孔510は波動ビームの少なくとも一部をハウジング115へ伝送するように構成される。
【００６４】
孔510は種々の材料を構成することができる。例えば孔510と発生器の結合部505はハウジング115の実質的に異なる部分を具備することができる。別の例として、孔510と発生器の結合部505とは実質的に類似しない材料で構成することができる。さらに別の例として、孔510は孔510を通る波動ビームのエネルギの損失を最小にするために実質的に低い放射率を有する材料で構成することができる。これらおよび／または他の設計を考慮して、孔510は合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含めた任意の適切な材料で構成することができる。
【００６５】
孔510は種々の幾何学形状を有することができる。例えば孔510は発生器の結合部505の実質的に円筒形の中空部分を具備することができる。別の例として、孔510が波形ビームと結合するように構成された構造を具備するならば、孔510は結合に適した種々の幾何学形状を具備することができる。これらおよび／または他の設計を考慮して、孔510は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等を含めた任意の適切な幾何学形状を有することができる。
【００６６】
孔510は種々の構成要素を具備することができる。例えば孔510が発生器の結合部505の実質液に中空の部分を構成するならば、孔は実質的に流線型の表面を有することができる。別の例として、孔510が波動ビームと結合するように構成された構造を具備するならば、孔510は例えば屈折レンズ、フィルタ、細分割可能な素子、波動ビームと結合するように構成された構造用の結合、その組合せ等を含むように構成されることができる。
【００６７】
孔510は種々の実施形態で適切に構成される。例えば孔510は波動ビームをハウジング115へ選択的に伝送するように構成されたフィルタを含むことができる。別の例として孔510は入射波動ビームと共に動作するように構成された異なる構造を具備することができる。このような実施形態では、孔はフィルタ、屈折素子、細分割構造、その組合せ等を具備することができる。
【００６８】
反射表面の結合部511/521/531/541は反射表面212/222/232/242の結合を行うために適切に構成されることができる。導波管200がその導波管200の整列に関する効率を考慮すると、反射表面の結合部511/521/531/541はハウジング115内での反射表面212/222/232/242の実質的に固定された整列を行うように構成されることができる。導波管200が１以上の選択的に調節可能な反射表面212/222/232/242を含むならば、１以上の対応する反射表面の結合部511/521/531/541はハウジング115内で１以上の選択的に調節可能な反射表面212/222/232/242を選択的に固定するように構成されることができる。
【００６９】
反射表面の結合部511/521/531/541は種々の材料で構成することができる。例えば反射表面の結合部511/521/531/541は反射表面を受けるように構成されたハウジング115の内部表面の一部を構成することができる。このような構造では、反射表面の結合部511/521/531/541とハウジング115は実質的に類似の材料で構成されることができる。反射表面の結合部511/521/531/541が反射表面212/222/232/242をハウジング115の表面に結合するように構成された実質的に異なる構造であるならば、反射表面の結合部511/521/531/541とハウジング115は実質的に類似しない材料を有することができる。これらおよび／または他の設計を考慮して、反射表面の結合部511/521/531/541は合金、ポリマー、セラミック、その組合せ等を含めた任意の適切な材料で構成することができる。
【００７０】
反射表面の結合部511/521/531/541は種々の幾何学形状を有することができる。例えば反射表面212/222/232/242がハウジング115をファスナと結合するように構成されているならば、反射表面の結合部511/521/531/541はファスナを受けるように構成された構造を含むように構成されることができる。別の例として、反射表面212/222/232/242がコンプライアントな構造を介してハウジング115へ結合するように構成されているならば、反射表面の結合部511/521/531/541は反射表面212/222/232/242の結合前の第１の幾何学形状と、反射表面212/222/232/242の結合に続く第２の幾何学形状を具備することができる。これらおよび／または他の設計を考慮して、反射表面の結合部511/521/531/541は実質的に円錐セクション、実質的に楕円形、実質的に多面体、実質的にトロイダル、実質的に円筒形、その組合せ等を含む任意の適切な幾何学形状を有することができる。
【００７１】
反射表面の結合部511/521/531/541は種々の構成要素を具備することができる。例えば反射表面の結合部511/521/531/541がファスナを介して反射表面212/222/232/242に結合するように構成されているならば、反射表面の結合部511/521/531/541はファスナを受けるように構成された構造を具備することができる。別の例として、反射表面の結合部511/521/531/541がコンプライアントなファスナを介して反射表面212/222/232/242に結合するように構成されているならば、反射表面の結合部511/521/531/541は少なくとも１つのコンプライアントなファスナを具備することができる。さらに別の例では、反射表面の結合部511/521/531/541が結合された反射表面212/222/232/242を選択的に結合するように構成されているならば、反射表面の結合部511/521/531/541は、結合された反射表面212/222/232/242の位置を変更するために、ジンバル、自在継ぎ手、および／またはラックとピニオンのような回転および／または転移構造を具備することができる。
【００７２】
図６を参照すると、システム100の動作の１実施形態を示すフローチャートが示されている。第１のステップとして、システム100は戦場の付近にシステム100を配備すること等によって初期化されることができる（605）。次に、ターゲットが決定される（610）。導波管200がその後ターゲットへ整列される（615）。導波管200の整列後、波動ビーム発生器105は初期化される（620）。ターゲットはその後動作の成功を決定するために解析される（625）。
【００７３】
成功の１つの指標はエネルギがシステム100により伝送されたか否かである（630）。エネルギが伝送されなかったならば、システム100が動作可能であるか否かが調査される必要がある（632）。システム100が動作可能ではないならば、システム100を修理する必要がある可能性がある（634）。システム100が動作可能であるならば、先のステップを反復する必要がある可能性がある（605）。
【００７４】
エネルギが伝送されたならば、次の問題はターゲットが影響を受けたかである（635）。ターゲットが影響を受けなかったならば、導波管200の整列を評価する必要がある（637）。整列が適切ではないならば、先のステップを反復する必要がある（605）。整列が意図されるターゲットに対して適切であるならば、波動ビームが初期化される（620）。ターゲットが影響を受けたならば、システム100は少なくとも部分的に有効である（640）。
【００７５】
システム100の初期化（605）はターゲット付近内のシステム100のプレゼンテーションとして規定されることができる。ターゲット付近内のシステム100のプレゼンテーションはシステム100をターゲットへ誘導するかまたはシステム100の範囲内にターゲットを移動することによって実現されることができる。初期化はシステム100の整列と発生器105の初期化を許容するために蓄積装置の除去を含むことができる。
【００７６】
ターゲットの決定（610）は標的のための任意の適切な方法および／または器機を使用して行われることができる。ターゲットは裸眼、撮像システム、レーダー、ソナー、衛星位置決めシステム、その組合せ等のようなシステムを使用して解析されることができる。ターゲットを移動するために、評価された軌道がプロセッサ、ハードウェアおよび／またはソフトウェアのようなシステムを使用して発生されることができる。ターゲットとシステム100の両者が移動中である場合、これらの要因は標的の計算中に含まれることができる。
【００７７】
導波管200の整列（615）は整列のための任意の適切な方法および／または器機を使用して行われることができる。例えば、ハウジング115が発生器105に関して可動であるならば、導波管200の整列は発生器105に関するハウジング115の回転および／または移動を含むことができる。別の例として、反射表面212/222/232/242がハウジングに関して選択的に可動であるならば、導波管200の整列はハウジング115に関する反射表面212/222/232/242の回転および／または移動を含むことができる。
【００７８】
発生器105の初期化（620）は発生器105に波動ビームを発生させることにより行われることができる。発生器105は発生器105の付勢、待機状態からの発生器105の調節、その組合せ等によって初期化される。発生器105の初期化は通常発生器自体の特性に関する。例えばジャイロトロンはマグネトロンとは異なる初期化手順を有する。
【００７９】
ターゲットは任意の適切な方法および／または技術を使用して解析される（625）。裸眼、撮像システム、レーダー、ソナー、衛星位置決めシステム、遠隔感知、その組合せ等を含めたシステムはターゲットの解析に使用されることができる。例えばシステム100が群集の制御用に構成されるならば、分散された群集は裸眼によって観察されることができる。別の例として、システム100が変圧器をディスエーブルするように構成されるならば、ディスエーブルされた変圧器は赤外線撮像により観察されることができる。
【００８０】
エネルギ伝送の成功は任意の適切な方法および／または技術を使用して解析されることができる（630）。例えば大気シンチレーションのような放射された波動ビームの影響は裸眼で可視である。このようなシナリオでは、エネルギの伝送は視覚的な検査により決定されることができる。別の例として、大気圧力中の変動のような放射された波動ビームの影響は人間の耳によって知覚可能である。このようなシナリオでは、エネルギの伝送はそのように決定されることができる。さらに別の例として、放射された波動ビームの影響が人間の感覚により知覚可能ではないならば、撮像システム、ソナー、レーダー、衛星位置決めシステム、その組合せ等のような装置がエネルギ伝送が成功したか否かを決定するために使用されることができる。
【００８１】
成功したエネルギ伝送の１つの指標はシステム100が動作可能であるか否かである。動作可能ではないならば、システム100は修理されることができる（634）。システム100の修理は通常誤差の原因に関連する。例えばハウジング115が有害なひびを有するならば、ひびの修理はシステム100を動作可能にすることができる。別の例として、発生器105が電源からの接続を遮断されたならば、発生器105と電源との再接続によりシステム100を動作可能にすることができる。
【００８２】
システム100が動作可能であるならば、先のステップが反復されることができる（605）。例えばターゲットが不適切に決定又は評価されたならば、ターゲットは再度決定および／または再評価されることができる。別の例として、導波管200が誤整列されたならば、導波管200は再整列されることができる。誤差の原因を修正することはシステム100の動作の所望な結果を生むことができる。
【００８３】
エネルギが伝送されたならば、ターゲットに対する影響（634）の成功が評価されることができる。成功は連続体に関して測定されることができる。例えばターゲットが群集であるならば、群集は全く分散されないか、完全に分散されるかまたは部分的に分散されることができる。成功は二進結果に関して測定されることができる。１例として、ターゲットが電気システムであるならば、そのシステムはディスエーブルされるかディスエーブルされないかである。
【００８４】
ターゲットが影響を受けていないならば、導波管200の整列が解析される（637）。導波管200がハウジング115内に固定され、ハウジング115が発生器105に関して固定されているならば、システム100全体はターゲットにしたがって再整列されることができる。任意の導波管200とハウジング115が可動部分を含んでいるならば、その可動部分は出力波動ビームが入射するようにターゲットと整列されている点へ調節されることができる。整列が適当ではないならば、先のステップが反復される（605）。整列が適切であるならば、波動ビームが開始される（620）。
【００８５】
システム100の成功はターゲットにおけるその効果の解析（640）により評価されることができる。システム100がターゲット内の特定の結果を実現するために使用されるならば、結果が実現されたか否かは成功として規定されることができる。システム100がエネルギをシステム100から遠ざけるように誘導するために使用されるならば、成功はエネルギがシステム100から伝送されたか否かにより規定されることができる。不成功であるならば、システム100はそれが動作可能か否かを決定するために調査されることができる（632）。
【００８６】
前述の明細書では、本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明したが、種々の変形および変化が以下の特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲から逸脱せずに行われることができることが認識されよう。明細書及び図面は限定ではなく例示的なものとして考慮され、１及び全てのこのような変更は本発明の技術的範囲内に含まれることが意図されている。したがって本発明の技術的範囲は前述の例だけによってではなく、ここに添付されている特許請求の範囲およびそれらの法的な等価物により決められるべきである。
【００８７】
例えば任意の方法又はプロセスの請求項で述べられているステップは任意の順序で実行されることができ、請求項で提示されている特定の順序に限定されない。さらに、任意の装置の請求項で述べられているコンポーネントおよび／または素子が組み立てられ、または本発明と実質的に同じ結果を生むために種々の順列で他の方法で動作的に構成されることができ、したがって請求項で述べられている特定の構造に限定されない。
【００８８】
効果、その他の利点、および問題に対する解決策については特定の特別な実施形態に関して前述した。しかしながら、効果、利点、問題に対する解決策、およびこのような任意の利点、効果または解決策を生じ、或いはより決定的にする任意のエレメントは、任意または全ての特許請求の範囲の臨界的な、必要とされる、または本質的な特徴或いはコンポーネントとして解釈されるべきではない。
【００８９】
ここで使用されている用語「具備する」、「具備している」、「有している」、「含んでいる」、「含む」またはその任意のその他の変形は排他的ではなく含んでいるとして解釈されることを意図している。したがってエレメントのリストを具備しているプロセス、方法、アーティクル、構成または装置システムは述べられているエレメントだけを含むのではなく、明示してリストされているものではない、またはこのようなプロセス、方法、アーティクル、構成又は装置に固有ではないその他のエレメントも含むことができる。本発明の実施で使用される前述した構造、構成、応用、比率、エレメント、材料又はコンポーネントのその他の組合せおよび／または変形と、特に述べられていないものは本発明の通常原理から逸脱せずに変更されることができ、または特別な環境、製造仕様、設計パラメータ或いは他の動作要求に特別に適合されることができる。
【図１】
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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６】
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【国際調査報告】
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