(57)【要約】  数ＧＨｚの周波数を有する電磁波を伝送および操作するためのコルゲートコンポーネントに関する。ここで、このコンポーネントは、中空ガイドロッド内に互いに積層された複数のプレートの組立体を備える。これらプレートは、少なくとも１つのアパーチャの形状を有し、該アパーチャの形状は、スロットまたはリッジを交互に形成するように、交互に変化するサイズを有する。プレートの外側形状は、中空ガイドロッドの内側形状に対応する。【選択図】図１（ｂ）
2014504082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０ＧＨｚ〜１００ＴＨｚの周波数を有する電磁信号の伝送および操作のためのコルゲートコンポーネントであって、
中空ガイドロッド内に互いに積層された複数のプレートの組立体を備え、
前記プレートは、少なくとも１つのアパーチャの形状を有し、
前記アパーチャの形状は、スロットまたはリッジを交互に形成するように、交互に変化するサイズを有し、
前記プレートの外側形状は、前記中空ガイドロッドの内側形状に対応する、コルゲートコンポーネント。
【請求項２】
前記少なくとも１つのアパーチャは、円形の形状を有する、請求項１に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項３】
前記少なくとも１つのアパーチャは、円形とは異なる形状を有する、請求項１または２に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項４】
前記アパーチャの形状は、前記コルゲートコンポーネントに沿って固定され、または可変である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項５】
前記プレートは、少なくとも２つのアパーチャを有し、
前記少なくとも２つのアパーチャのうちの１つは、前記コルゲートコンポーネントを冷却するために用いられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項６】
第１のロッドに連結された第１のフランジと、
第２のロッドに連結された第２のフランジと、を備え、
前記フランジは、互いに協働して、連結部にて途切れさせることなく、前記ロッドを互いに連結可能とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項７】
前記フランジは、自動式で整列する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項８】
前記プレートは、一連の螺子によって固定されたフランジを介して、圧縮される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項９】
コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパを備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項１０】
コルゲートホーンアンテナを形成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネントを複数備える、組立体。
【請求項１２】
数ＴＨｚまでの周波数を有する電磁信号を伝送するためのコルゲートコンポーネントを形成する方法であって、
少なくとも信号の伝送のための少なくとも１つのアパーチャを各々に有する複数のプレートを、該プレートの組立体を形成すべく積層するステップを含み、
前記プレートの組立体は、中空ガイドロッドに導入され、
前記中空ガイドロッドの内側形状は、前記プレートの外側形状に対応する、方法。
【請求項１３】
前記プレートは、フランジと、少なくとも一組の螺子と、を介して、中空ガイドロッドにおいて圧縮される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
１つのロッドを他のロッドに連結するために、フランジが用いられ、これにより、連結部にて途切れることなく、コルゲートコンポーネントの組立体を形成する、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
中空ガイド内に積層されるべき複数のプレートを製造するための方法であって、
前記方法は、積層された寸法調整済みの複数のプレートを圧縮するために、２つのシェルを用い、該複数のプレートをＥＤＭ技術によって同時に切削する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１０年１２月７日に出願された米国仮出願ＮＯ．６１／４２０，３８６号公報の利益を主張するものである。この米国仮出願の内容は、この参照により本稿に含まれるものとする。
【０００２】
本発明は、１００ＴＨｚまでの周波数を有する電磁波を送信するためのコルゲート（波形）コンポーネントを製造することに対する新たなアプローチに関するものである。
【０００３】
特に、本発明は、円形、矩形、または如何なる適用な形状の、コルゲート導波管、コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパ、コルゲートホーンアンテナ、コルゲートキャビティー、および、より一般的には内側コルゲーションを要するコンポーネントの製造に関する。
【０００４】
本発明においては、コルゲーションの半径、コルゲーションの幅、コルゲーションの形状、コルゲーションの深さ、および／または、コルゲーションの間隔は、伝搬経路に沿って、適宜、独立して変更可能である。
【０００５】
さらには、高圧送電線においては、コルゲート表面の近傍にて、積極的な冷却を実現することができ、且つ、本発明の原理を用いて、マルチチャネル導波管を同様に実現することができる。
【０００６】
また、提案されたアプローチは、従来の機械加工を用いることが困難または不可能である場合に、コルゲーションを設けないキャビティー形状を実現するために、拡張することができる。
【背景技術】
【０００７】
低い吸収性、低い分散性、効率的な結合、および波の閉じ込め性に起因して、ミリ波、サブミリ波、およびテラヘルツ（ＴＨｚ）波に適したコルゲートコンポーネントは、以下のようなアプリケーションにおける実験セットアップにおける信号伝送において、非常に重要である。すなわち、このアプリケーションとは、
−磁気閉じ込め（トカマク：Ｔｏｋａｍａｋｓ、ステラレーター）に基づいたプラズマリアクターにおけるプラズマ追加熱技術用の伝送線のような、ナノ構造および量子コヒーレンス、および制御実験法の基礎研究等の物理学的アプリケーション、
−気相のスペクトルおよび力学に関する化学的研究、薄膜、ラングミュアーブロジェット膜（Ｌａｎｇｍｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔ（ＬＢ）  ｆｉｌｍ）、自己組織化単分子膜（ＳＡＭｓ：Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ）、無機および有機結晶のフォノンモード、電子スピン共鳴（ＥＳＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、動的核分極法による核磁気共鳴（ＤＮＰ−ＮＭＲ：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、溶解ＤＮＰ−ＮＭＲ技術、高解像度の電子常磁性共鳴（ＥＰＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、高解像度の強磁性共鳴（ＦＭＲ：ＦｅｒｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）における科学的研究、
−アクセスが困難となるような、内視鏡技術が必要とされる環境での医療ＴＨｚ画像化または分光法、
−例えば爆発物探知のようなセキュリティーのアプリケーション用のテラヘルツ検出および画像化
である。
【０００８】
さらには、コルゲート導波管は、表面下の形状に穿孔を設け、且つ破砕するための新しい方法のため、特には、ミリ波放射エネルギーを用いた方法およびシステムのために、重要な要素となり得る。７０００メートルを超える深さでの掘削は、現行の回転ドリル法を用いると、非常に困難且つ高コストとなってしまう。
【０００９】
電磁スペクトルにおける、ミリ波、サブミリ波、および、１００ＴＨｚまでのＴＨｚ波（ＭＭＷ−ＴＨｚ）の領域は、物理学、化学、生物学、材料科学、および薬学における研究において、フロンティア領域となっている。
【００１０】
この領域における高品質放射のためのソースは、従来十分ではなかったが、このギャップは、近年、広範な新技術によって埋められてきた。テラヘルツ放射は、現在、連続波（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）とパルス態様の双方において、利用可能となっている。科学者が、ＭＭＷ−ＴＨｚ波を用いた研究の進行に係る機会に気付くようになるにつれて、新たなソースが、多くの領域における、新たな科学的アプリケーションに繋がってきている。
【００１１】
ＭＭＷ−ＴＨｚ波は、従来の電子工学の周波数範囲よりも高い範囲に在るが、光学よりは低い範囲に在る。ＴＨｚの周波数範囲が、光通信学と電子工学との間の遷移領域に在るという事実は、ソースおよび伝送コンポーネントの開発において、前例の無い程の創造性へと繋がってきた。
【００１２】
ＭＭＷ−ＴＨｚ放射を用いた実験を行うことに対する障壁は、ＴＨｚソースを要することのみならず、信号の伝送、操作、および受信のための一連の要素を要することに起因して、無視できないものとなっている。
【００１３】
コルゲート導波管、コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパ、コルゲートホーンアンテナ、コルゲートキャビティーは、ＧＨｚの領域では成功して用いられているが、ＴＨｚの領域に向かって周波数を高めていくと、製造するのが非常に困難または不可能となってしまう。事実、コルゲーションの間隔、幅、および深さ（図１）は、波長λと関連する。例えばコルゲート導波管においては、その間隔を、最も低い適当な周波数のλ／２よりも小さくする（ｐ＜λ／２）必要がある（例えば、１ＴＨｚよりも高周波で放射するためには、間隔は、λ／２＝０．１５ｍｍよりも小さくする必要がある）。その一方で、その幅（最大の幅ｗ）および深さ（ｄ≒λ／４）は、帯域幅を合わせるために用いられ得る。最後に、円筒状のコンポーネントの場合は、その直径を、波長よりも大きくする必要がある（Ｄ＞＞λ）。
【００１４】
コルゲーションの使用は、伝送における極低い損失を意味する。パワー損失は、それ用にコルゲーションが設計された周波数において、１００ｍ当たり０．０５ｄＢ（メートル当たり約０．０１％）のオーダーとなる。いずれにしても、パワー損失は、公称周波数の１０倍の周波数において、１００ｍ当たり０．５ｄＢよりも十分に低くなる。
【００１５】
従来技術の文献として、以下の文献が含まれる。すなわち、ＵＳ ４，４０８，２０８号公報、ＷＯ ２００４／０３２２７８号公報、ＷＯ ０３／０９６３７９号公報、ＵＳ ４，４９２，０２０号公報、ＧＢ １ ５８６ ５８５号公報、ＪＰ ５２０４４１４０号公報、ＵＳ ３，９１４，８６１号公報、ＵＳ ３，８４５，４２２号公報、ＷＯ ９９／５９２２２号公報、ＪＰ ２００４２８２２９４号公報、ＵＳ ３，０１１，０８５号公報、ＷＯ ２００８／０７３６０５号公報である。
【００１６】
例えば、ＵＳ ４，４０８，２０８号公報は、円偏光アンテナ用のコルゲートフィードホーンに関するものである。このフィードホーンは、超高周波および極超高周波のパラボリックアンテナを備え、このアンテナは、１２−１００ＧＨｚの範囲で動作する。この先行技術においては、フィードホーンは、内側円錐構造に、交互に配されたフィンと溝をもたらす複数のラミネーションをディップブレージングすることによって、作製される。ラミネーションの組立体は、複数のピンによって組み立てられる。これらピンは、積層されたラミネーションと、レジストリにて整列する。ろう付け金属ワイヤは、組立体上に設けられた一連のアパーチャ内に加えられる。そして、組立体は、溶融塩溶液に浸漬される。なお、この溶融塩溶液は、ろう付け金属ワイヤの融点よりも高い温度、且つ、ラミネーションの融点よりも低い温度で、加熱される。ろう付け金属ワイヤは、溶液内で溶けて、毛細管作用によって、ラミネーション間の接触面に沿って、クリープまたはウィック（ｗｉｃｋ）を引き起こす。ワイヤは、ホーンの内側円錐面に沿ってフィン間で溝内にクリープして入り込む程に十分な材料が存在しない程、十分に薄くされる。したがって、この外側から内側へ向かうウィッキングは、溝内で形成されるろう付け金属の防止を容易とする。最後に、組立体の外面は、次いで、ホーンを形成するために、ベースに向かって、円錐状の周縁部となるように機械加工される。
【００１７】
ＧＢ １ ５８６ ５８５号公報は、ラジオホーン、特に、その内側形状が、固形物から機械加工によって製造するのを困難とするラジオホーンを開示している。ここでは、ホーンは、コルゲート楕円ホーンアンテナである。ＧＢ １ ５８６ ５８５号公報によれば、楕円ラジオホーンは、複数のプレートの積層体から形成されており、これらプレートの各々は、楕円アパーチャを有している。楕円アパーチャは、ホーンの全長に亘ってホーンの内側形状を画定する。なお、ホーンの全長は、上記プレートの各々の厚さによって形成される。これらプレートは、通常、ナットとボルト、または貫通するスタッドによって、互いに保持される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、公知の装置および方法を改善することである。
【００１９】
より具体的には、本発明の目的は、数テラヘルツ（ＴＨｚ）までの周波数を有する電磁波のためのコルゲートコンポーネントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
一態様によれば、本発明の核となる概念は、中空ガイドロッド（図１）内に互いに積層された複数のリングまたはプレートから、コルゲーションを形成することである。以下の説明においては、リングまたはプレートの観念は、この要素の外側形状（円形、四角形、三角形等）において限定することなく、区別なく用いられる。
【００２１】
リングまたはプレートの外側形状は、中空ガイドロッドの外側形状に対応する。リングの外側形状は、構造に沿って不変となっている一方、リングの中空の内側形状は、適当な全ての形状（図２）となる。
【００２２】
リングの厚さは、交互に変化し、適当なスロットおよびリッジ（図１）を含むコルゲーションを形成する。リングの内側形状は、交互に変化し、適当な深さを形成する。リングの外側端（図１（ｃ）では円形）は、中空ガイドロッドの内壁に対する摩擦を低減するために、刻み目を有するよう形成されてもよい。
【００２３】
提案されている本発明に、キャビティー形状を薄いリングの離散列に変換することによって、キャビティーを組み込んでもよい。
【００２４】
低周波数に関しても、従来の機械加工技術が用いられる場合は、提案された方法は、いくつかの利点を有している。第１には、より長い導波管セグメントを、該セグメントの連結部（図３）における信号劣化の課題を避けつつ形成し、互いに接続して整列することができる。第２には、整列に対して影響を与えることなく、伝送線のセグメントの接続を断つために、特別なフランジを用いることができる。これら要素は、導波管の主軸に直交するように取り除くことができる（図４）。
【００２５】
一連の螺子によって、２つの金属シェルの間で均一に圧縮するように、数百の金属プレートを積層することによって、放電加工（ＥＤＭ）を有利に用いることができる。これにより、本発明に係る装置を形成するために用いられる、数百のリングまたはプレートを、同時に切削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１（ａ）】本発明の基本的特徴を示す。
【図１（ｂ）】本発明の基本的特徴を示す。
【図１（ｃ）】本発明の基本的特徴を示す。
【図２】図２の（ａ）〜（ｄ）は、特別なカットリングを積層することによって得られた、可能性のある異なる導波管の例を示す。
【図３】図３の（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る円形コルゲート導波管の２つのセグメントを構成するのに要する全ての要素の分解図であって、これら要素は、２つのモジュール間でコルゲーションの連続性を維持するためのものである。
【図４】図４の（ａ）および（ｂ）は、垂直分離用の特別なフランジを示しており、これらフランジは、２つのモジュール間でコルゲーションの連続性を維持する、図３（ａ）〜（ｃ）のフランジの構成に基づいている。
【図５】放電加工（ＥＤＭ）によって多数のリングを同時に切断するための配置の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に関して、複数の実施形態の詳細な説明と図面から、より理解されるであろう。
【００２８】
上記のように、本発明の目的は、例えば、円形、長方形、または他の如何なる適当な形状の、コルゲート導波管、コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパ、コルゲートホーンアンテナ、コルゲートキャビティー、および、より一般的には、ＭＭＷ−ＴＨｚ周波数領域で信号を送信するために内側コルゲーションを要するコンポーネントといった、コルゲート装置を提供することである。
【００２９】
上記した目的を達成するために、本発明は、中空ガイドロッド内に複数のプレートまたはリングを積層することに基づいた製造プロセスにおいて、新たなアプローチを提供する。
【００３０】
この新しいアプローチによって、中空ガイドロッドの製造における精度によってのみ制限される長さで、導波管セグメントを作製することが可能となる。このことは、センチメートルからミリメートルのオーダーにおけるガイドロッドの内径に対して、少なくとも１メートルまでのセグメントを意味する。
【００３１】
一実施形態において、本発明は、３０ＧＨｚ〜１００ＴＨｚの周波数を有する電磁波を伝送および操作するためのコルゲートコンポーネントに関する。このコンポーネントは、中空ガイドロッド内に互いに積層された複数のプレートの組立体を備える。これらプレートは、少なくとも１つのアパーチャの形状を有し、該アパーチャの形状は、スロットまたはリッジを交互に形成するように、交互に変化するサイズを有する。プレートの外側形状は、中空ガイドロッドの内側形状に対応する。
【００３２】
一実施形態において、少なくとも１つのアパーチャは、円形の形状を有する。
【００３３】
一実施形態において、少なくとも１つのアパーチャは、円形とは異なる形状を有する。
【００３４】
一実施形態において、アパーチャの形状は、コルゲートコンポーネントに沿って固定され、または可変である。
【００３５】
一実施形態において、プレートは、少なくとも２つのアパーチャを有し、２つのアパーチャのうちの１つは、コルゲートコンポーネントを冷却するために用いられる。
【００３６】
一実施形態において、コルゲートコンポーネントは、第１のロッドに連結された第１のフランジと、第２のロッドに連結された第２のフランジとを備える。フランジは、互いに協働して、連結部にて途切れさせることなく、ロッドを互いに連結可能とする。
【００３７】
一実施形態において、フランジは、自動式で整列する。
【００３８】
一実施形態において、プレートは、一連の螺子によって固定されたフランジを介して、圧縮される。
【００３９】
一実施形態において、コルゲートコンポーネントは、コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパを備える。
【００４０】
一実施形態において、コルゲートコンポーネントは、コルゲートホーンアンテナを形成する。
【００４１】
一実施形態において、本発明は、上記したコルゲートコンポーネントを複数備える組立体に関する。
【００４２】
一実施形態において、本発明は、数ＴＨｚまでの周波数を有する電磁信号を伝送するためのコルゲートコンポーネントを形成する方法に関する。この方法は、少なくとも信号の伝送のための少なくとも１つのアパーチャを各々に有する複数のプレートを、該プレートの組立体を形成すべく積層するステップを備える。ここで、プレートの組立体は、中空ガイドロッドに導入される。中空ガイドロッドの内側形状は、プレートの外側形状に対応する。
【００４３】
一実施形態において、プレートは、フランジと、少なくとも一組の螺子とを介して、中空ガイドロッドにおいて圧縮される。
【００４４】
一実施形態において、１つのロッドを他のロッドに連結するために、フランジが用いられ、これにより、連結部にて途切れることなく、コルゲートコンポーネントの組立体を形成する。
【００４５】
一実施形態において、本発明は、中空ガイド内に積層されるべき複数のプレートを製造するための方法に関する。この方法は、積層された寸法調整済みの複数のプレートを圧縮するために、２つのシェルを用い、該複数のプレートをＥＤＭ技術によって同時に切削する。
【００４６】
本発明の基本的特徴の一例が、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示されている。以下、この例について説明する。
【００４７】
図１（ａ）は、直径Ｄ、間隔ｐ、幅ｗ、および深さｄを有する、円形のコルゲート導波管の幾何学的形状を示している。
【００４８】
図１（ｂ）は、本発明の基本的特徴の一例を示しており、この例においては、コルゲート導波管は、２つの連なった円形リング３、４によって得られるコルゲーションを備える。ここで、円形リング３、４は、中空ガイドロッド６内で交互に積層されている。なお、参照符号５は、得られたコルゲーションを示している。
【００４９】
図１（ｃ）は、コルゲーション形成するのに要する、２つの連なったリング３、４の幾何学的形状（すなわち、スロット１およびリッジ２、リング４がリング３より小さな幅を有すること）を示す。
【００５０】
必要であれば、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、マルチチャネル導波管を実現することができ、また、コルゲート表面の近傍で、積極的な冷却を容易に実施することができる。
【００５１】
図２（ａ）は、マルチチャネルの円形コルゲート導波管の第１のコルゲーションを示す。スロット１０を形成するためのアパーチャ付きリング、および、リッジ１１を形成するためのアパーチャ付きリングの形状を有する、複数のプレートの組立体は、中空の円形ロッド１３に導入される。この中空円形ロッド１３は、積層されたリング（参照符号１２が付されている）のためのハウジングを提供する。要素は、挿入されたリングを適切に整列可能とするための各整列手段を備える。この構成において、導波管は、４つのチャネルと溝１４を備え、この溝１４は、リング１、２の整列のために、ロッドにおける対応するボスと協働する。
【００５２】
図２（ｂ）は、積極的に冷却される導波管の一例を示す。この例においては、中央アパーチャがコルゲーションを形成する一方で、４つの外側アパーチャは、冷却パイプを収容するために用いられ得る。リング１０、１１は、中央アパーチャと、４つの側方アパーチャ１５を有する。これら側方アパーチャ１５は、一旦ロッド１３にリングが積層されると、冷却チャネルを形成するために用いられ得る。
【００５３】
図２（ｃ）は、長方形のコルゲート導波管の一例を示しており、この例においては、リング１０、１１の各々は、四角形のアパーチャ１６を有する。また、図２（ｄ）は、他の構成を示しており、ここでは、複数のプレート１７は、四角形の外形を有し、四角形のロッド１８に配置されている。この例は、ロッド自体が如何なる所望の形状を有してもよいことを示している。
【００５４】
一般的に、本発明の特徴および原理を用いた場合、如何なる固定または可変のコルゲーション形状（または、アパーチャ形状）を、形成することができる。
【００５５】
伝送線の異なる部材を接続するための、特別な自動整列フランジが、設計されてきた。これらフランジによって、２つの導波管セグメントの間にて途切れることなく、本発明によって提案されるアプローチを使用することが可能となり、これにより、コルゲーションの間隔（図３）における欠陥に起因する信号劣化を回避することができる。フランジは、一連の螺子で中空ガイドロッドに固定されるので、リングストッパとして作用し、積層されたリングを機械的に圧縮するために用いられる。典型的には、フランジは、合成材料から作製され、例えば、本願と同じ出願人によって２０１１年９月１日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５３８３１号公報に開示されている方法によって、作製される。なお、ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５３８３１号公報は、この参照によって、本稿に含まれるものとする。
【００５６】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、円形コルゲート導波管の２つのセグメントと、連結部にてリングを積層するための２つの特別なフランジとを構成するために用いられる全ての要素の分解図を示している。
【００５７】
より具体的には、図３（ａ）〜図３（ｃ）は、例えば、図１（ｂ）または図２（ａ）〜図２（ｄ）に示されたような、互いに連結されるべき２つのセグメント２０（中空ガイドロッド２０）の、第１の斜視図および切断図を示す。
【００５８】
参照符号２１および２２は、スロットを形成するためのリングと、リッジを形成するためのリング（すなわち、上述したようなコルゲート構造）とを示す。上記リングに隣接して、２つのフランジ２６、２７が設けられている。これらのフランジ２６、２７の各々は、例えば、軸２５によって示される螺子を介して、ロッド２０に取り付けられる。また、このシステムは、スロット２３を形成するための、適応されたリングと、リッジ２４を形成するためのリングとを備える。スロット２３およびリッジ２４は、２つのロッド２０の連結部にて、フランジに配置される。これにより、積層されたリングによって形成されるコルゲーションは、連結部において途切れることなく、維持され得る（図３（ｃ）を参照）。
【００５９】
好ましくは、フランジ２６および２７の双方は、ロッド２０間において、密な嵌合と適切な整列をもたらすために、図３（ｃ）に示すように、互いを入れ子にする。
【００６０】
好ましくは、フランジ２６、２７は、２つの導波管セグメントを接続してリングを積層し、且つ、リングストッパとして機能するように、構成される。したがって、これらフランジ２６、２７は、中空のガイドロッドに、螺子２５によって固定される。螺子２５は、積層されたリングにおいて、適切な力を規定し得る。
【００６１】
一例として、Ｏリング２８のようなリングが、導波管コンポーネントを固定するために、螺子付コネクタとともに用いられ得る。なお、このリング２８は、ロッドの外面に取り付けられる。このように、これらリングによって、２つのロッドを互いに接続可能となる。
【００６２】
代替的には、フランジは、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、残された導波管コンポーネントの整列に影響を与えることなく、導波管の中間要素の接続を断つことを可能とするように、提供される。
【００６３】
図４（ａ）および図４（ｂ）の実施形態によれば、上記フランジは、図３のフランジ構成に基づいたロッドにおいて、導波管軸に直交する方向に、接続を断つことを可能とする。
【００６４】
これらフランジは、残された導波管コンポーネントの整列に影響を与えることなく、導波管の中間要素の接続を断つために用いられ得る。図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、本実施形態に係る導波管は、２つのロッド３２および３４を備える。これらロッド３２および３４は、リング３０、３１を含み、リング３０、３１は、本発明の基本的特徴に係るリッジおよびスロットを構成する。１つのロッドは、その端部に、半体ブリッジ３８を有する。半体ブリッジ３８は、以下に説明するように、取付ブリッジ部３３と協働する。第２のロッド３４は、拡張部３９を有しており、この拡張部３９は、一旦ロッド３２、３４が組み立てられたときに、ロッド３２に対するロッド３４の整列を可能とする。拡張部３９は、ブリッジ３８内に入れ込まれる。一旦、ロッド３２および３４の双方が互いに入れ込まれると、ブリッジ３３は、拡張部３９上に加えられ、例えば軸３７で示されている螺子を介して、ブリッジ３８に固定される。
【００６５】
一例として、Ｏリングのようなリングが、（図３（ａ）〜図３（ｃ）および上記説明のように）導波管コンポーネントを固定するために、標準的な螺子付コネクタとともに、用いられ得る。
【００６６】
導波管全体は、真空に対して親和性を有する。
【００６７】
１０ミリメートル（またはそれ以下）のオーダーのコルゲーション間隔を有する、数メートルの伝送線を実現するために、数千のリングが必要となることは、明らかである。この明瞭な制限は、例えば、適当な厚さを有する寸法調整済みのプレートを積層することによって、回避され得る。そして、２つの金属シェルが、寸法調整済みのプレートを圧縮するために用いられる。この構成は、放電加工（ＥＤＭ）によって、数百のリングにアパーチャを同時に穿孔することを可能とする。図５の参照符号４３に示すように、複数のカラムは、同じ金属シェルを用いて切削可能である。
【００６８】
コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパ、コルゲートキャビティー、およびコルゲート周波数フィルタ用のリングを作製するために、ＥＤＭは、依然として有用である。ＥＤＭワイヤを傾斜させること、または、シンカＥＤＭ（ｓｉｎｋｅｒ  ＥＤＭ）を用いることによって、内部のリング形状は、切削され得る（図５の参照符号４６）。一般的には、如何なるコルゲーションも、ＥＤＭ切削と組み合わせて、積層されたプレートによって実現可能である。参照符号４７は、パンチング工具を示しており、このパンチング工具も、本稿において、プレートの切削用に用いられ得る。
【００６９】
そして、組み立てられた導波管のコルゲーションは、金メッキであってもよい。
【００７０】
より具体的には、このシステムは、上側金属シェル４０と、下側金属シェル４１と、金属プレートの整列用の金属ピン４２と、複数の金属プレート４３と、螺子孔４４とを備える。なお、金属プレート４３は、寸法調整済みの厚さを有しており、この厚さは、本発明の基本的特徴に係る適当なコルゲーションのリッジとスロットと等しい。また、螺子孔４４は、ＥＤＭ切削の間に金属プレートを圧縮するために用いられる螺子のためのものである。参照符号４５は、同じ内径および外径を有する数百のリングまたはプレートを作製するためのＥＤＭワイヤの経路を示す。また、参照符号４６は、ダウンまたはアップテーパ、コルゲート周波数フィルタ、コルゲートキャビティー、コルゲートホーン、および、より一般的には如何なるコルゲート構造の、数百のリングを作製するための、傾斜されたＥＤＭワイヤの経路を示す。シンカＥＤＭは、上記した目的物を実現するために、ワイヤＥＤＭとともに用いられ得る。
【００７１】
当然ながら、上記した異なる実施例および実施形態は、説明のためのものであって、限定的に解釈されるべきではない。本稿に記載された異なる実施形態は、意図された使用のために、要求に応じて、互いに組み合わせてもよい。また、本発明の概念または範囲から逸脱することなく、同等の手段を用いてもよい。
【００７２】
上述の発明および実施形態の全ての要素は、電磁波が反射し伝搬する領域と接する全ての表面が、反射するのに十分な厚さを有する金属または金属メッキである限り、如何なる材料から作製されてもよい。なお、この厚さは、伝搬する電磁波の周波数に依存する。例えば、このような材料は、非限定的ではあるが、アルミニウム、ステンレス、チタン、銅、または真鍮のような、全ての金属を含む。また、非限定的ではあるが、種々の樹脂もしくはＰＥＥＫのようなポリマー、ベスペル（ｖｅｓｐｅｌ）、Ｋｅｌ−Ｆ、エポキシ樹脂、ガラスファイバ、ポリエステル、プレキシガラス、ＰＴＦＥ、または、他の如何なるセラミック材もしくは複合材といった、他の非導電性材料を用いてもよい。積層されたプレート／リングを製造するために非導電性材料を用いた場合、これらプレート／リングは、コルゲートコンポーネントの良好な機能を保証するために、組立の前または後に、金属メッキ加工されてもよい。
【図１（ａ）】
2014504082.tif 000003
【図１（ｂ）】
2014504082.tif 000004
【図１（ｃ）】
2014504082.tif 000005
【図２（ａ）】
2014504082.tif 000006
【図２（ｂ）】
2014504082.tif 000007
【図２（ｃ）】
2014504082.tif 000008
【図２（ｄ）】
2014504082.tif 000009
【図３（ａ）】
2014504082.tif 000010
【図３（ｂ）】
2014504082.tif 000011
【図３（ｃ）】
2014504082.tif 000012
【図４（ａ）】
2014504082.tif 000013
【図４（ｂ）】
2014504082.tif 000014
【図５】
2014504082.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月7日(2013.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０ＧＨｚ〜１００ＴＨｚの周波数を有する電磁信号の伝送および操作のためのコルゲートコンポーネントであって、
中空ガイドロッド（６）内に互いに積層された複数のプレート（３、４）の組立体を備え、
前記プレート（３、４）は、少なくとも１つのアパーチャの形状を有し、
前記アパーチャの形状は、スロット（１０）またはリッジ（１１）を交互に形成するように、交互に変化するサイズを有する、コルゲートコンポーネント。
【請求項２】
前記プレート（３、４）の外側形状は、前記中空ガイドロッド（６）の内側形状に対応する、請求項１に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項３】
前記外側形状は、刻み目を含む、請求項１または２に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項４】
前記少なくとも１つのアパーチャは、円形の形状（１０、１１）、または円形とは異なる形状（１６）を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項５】
前記アパーチャの形状は、前記コルゲートコンポーネントに沿って固定され、または可変である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項６】
前記プレートは、少なくとも２つのアパーチャ（１０、１１、１５）を有し、
前記少なくとも２つのアパーチャのうちの１つ（１５）は、前記コルゲートコンポーネントを冷却するために用いられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項７】
第１のロッド（２０）に連結された第１のフランジ（２６）と、
第２のロッド（２０）に連結された第２のフランジ（２７）と、を備え、
前記フランジ（２６、２７）は、互いに協働して、連結部にて途切れさせることなく、前記ロッド（２０）を互いに連結可能とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項８】
前記フランジ（２６、２７）は、自動式で整列する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項９】
前記プレート（３、４）は、一連の螺子（２５）によって固定されたフランジ（２６、２７）を介して、圧縮される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項１０】
コルゲートダウンテーパまたはコルゲートアップテーパを備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項１１】
コルゲートホーンアンテナを形成する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネント。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のコルゲートコンポーネントを複数備える、組立体。
【請求項１３】
数ＴＨｚまでの周波数を有する電磁信号を伝送するためのコルゲートコンポーネントを形成する方法であって、
少なくとも信号の伝送のための少なくとも１つのアパーチャを各々に有する複数のプレートを、該プレートの組立体を形成すべく積層するステップを備え、
前記プレートの組立体は、中空ガイドロッドに導入され、
前記中空ガイドロッドの内側形状は、前記プレートの外側形状に対応する、方法。
【請求項１４】
前記プレートは、フランジと、少なくとも一組の螺子と、を介して、中空ガイドロッドにおいて圧縮される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
１つのロッドを他のロッドに連結するために、フランジが用いられ、これにより、連結部にて途切れることなく、コルゲートコンポーネントの組立体を形成する、請求項１３または１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2014504082.tif 000016
2014504082.tif 000017
2014504082.tif 000018
2014504082.tif 000019
2014504082.tif 000020