(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波アンテナにおいて、
入力導波管で伝送信号の入力を受け、第１及び第２の出力導波管に可変的に分配して出力する導波管電力分配器と、
前記導波管電力分配器の前記第１及び第２の出力導波管から出力される信号がそれぞれ入力され、入力された２つの信号の位相差を可変的に変更してそれぞれ出力する導波管位相可変器と、
前記導波管位相可変器から出力されるそれぞれの信号の入力を受け、これらを結合して無線信号を放射する放射部と、を含み、
前記導波管電力分配器は、
当該処理周波数特性に対応するように設計された入力導波管と、前記入力導波管につながれ、該当処理周波数特性に影響を与えることなく、前記入力導波管と対応するキャビティ領域が２等分された各部分に対応する構造である第１および第２の出力導波管を形成するための金属製のメインケースと、
前記メインケースにて前記入力導波管と対応するキャビティ領域を２等分し、前記第１及び第２の出力導波管の少なくとも一部を区分して形成し、前記入力導波管に入力された信号が前記第１及び第２の出力導波管に分配される地点と対応する末端部分が前記キャビティ内部の上面または下面に移動自在に構成される電力分配調整板と、
前記末端部分につながれ、外部操作に連動して前記末端部分を移動させる操作装置と、を含むことを特徴とする偏波アンテナ。
【請求項２】
前記操作装置は、
前記メインケースの外側に設置される回転ノブと、
前記メインケースの内部キャビティにて前記回転ノブと連動して回転し、外側に全体的にネジ構造が形成された調整ピンを含み、
前記電力分配調整板の末端部分には、前記調整ピンのネジ構造とかみ合うサイズを有しながら、前記調整ピンが前後方向に部分的に移動自在になるようにある程度の遊びを有するホールまたは溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の偏波アンテナ。
【請求項３】
前記操作装置は、
前記メインケースの内部キャビティにて前記電力分配調整板の末端部分と一側の中間地点が固定するように設置され、両端は前記メインケースの対応する部分に形成された貫通穴を通過して前記メインケースの外部に突出するように設置される調整ピンと、
前記メインケースの外側にて前記調整ピンの外部へ突出した部分を上下に移動させる操作構造物と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の偏波アンテナ。
【請求項４】
前記操作構造物は、
前記メインケースの外側にて前記メインケースの少なくとも一部を包み込む形で、導波管に沿って摺動可能に設置され、その内部には前記調整ピンの両側の突出した部分と当接して前記摺動時に前記調整ピンの上下移動をガイドする傾斜面を有する摺動操作器
を含むことを特徴とする請求項３に記載の偏波アンテナ。
【請求項５】
偏波アンテナにおいて、
入力導波管で伝送信号の入力を受け、第１及び第２の出力導波管に可変的に分配して出力する導波管電力分配器と、
前記導波管電力分配器の前記第１及び第２の出力導波管から出力される信号がそれぞれ入力され、入力された２つの信号の位相差を可変的に変更してそれぞれ出力する導波管位相可変器と、
前記導波管位相可変器から出力されるそれぞれの信号の入力を受け、これらを結合して無線信号を放射する放射部と、を含み、
前記導波管位相可変器は、
該当処理周波数特性に対応するように設計された第１‐１の導波管と、前記第１‐１の導波管に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差を有するように導波管経路が遅延する第１‐２の導波管を備える第１のケースと、該当処理周波数特性に対応するように設計された第２‐１の導波管と、前記第２‐１の導波管に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差を有するように導波管経路が遅延する第２‐２の導波管を備える第２のケースを含み、
前記第１のケースの前記第１‐１の導波管及び第１‐２の導波管はそれぞれ、前記第２のケースの前記第２‐１の導波管及び第２‐２の導波管の入出力端と整列するように前記第１のケース及び前記第２のケースが構成および設置され、
前記第１のケースと前記第２のケースが当接した状態を維持しながら、前記第１のケースと第２のケースのうちの少なくとも一つは、外部支持構造物によって支持されて回転自在に構成され、
前記第１のケースの前記第１‐１の導波管及び第１‐２の導波管は、前記回転軸を基準に相互対称に形成され、前記第２のケースの第２‐１の導波管及び第２‐２の導波管は、前記回転軸を基準に相互対称に形成されることを特徴とする偏波アンテナ。
【請求項６】
前記予め設定された位相差は、９０度であることを特徴とする請求項５に記載の偏波アンテナ。
【請求項７】
前記放射部は導波管構造を介してそれぞれ入力される２つの経路の伝送信号を結合して１つの直線偏波を発生する構造を有することを特徴とする請求項１に記載の偏波アンテナ。
【請求項８】
導波管電力分配器において、当該処理周波数特性に対応するように設計された入力導波管と、前記入力導波管につながれ、該当処理周波数特性に影響を与えることなく、前記入力導波管と対応するキャビティ領域が２等分されたそれぞれの部分に該当する構造である第１および第２の出力導波管を形成するための金属製のメインケースと、
前記メインケースにて前記入力導波管と対応するキャビティ領域を２等分し、前記第１及び第２の出力導波管の少なくとも一部を区分して形成し、前記入力導波管で入力された信号が前記第１及び第２の出力導波管に分配される地点と対応する末端部分が前記キャビティ内部の上面または下面に移動自在に構成される電力分配調整板と、
前記末端部分につながれ、外部操作に連動して前記末端部分を移動させる操作装置と、を含むことを特徴とする導波管電力分配器。
【請求項９】
導波管位相可変器において、当該処理周波数特性に対応するように設計された第１‐１の導波管と、前記第１‐１の導波管に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差を有するように導波管経路が遅延する第１‐２の導波管を備える第１のケースと、
該当処理周波数特性に対応するように設計された第２‐１の導波管と、前記第２‐１の導波管に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差を有するように導波管経路が遅延する第２‐２の導波管を備える第２のケースを含み、
前記第１のケースの前記第１‐１の導波管及び第１‐２の導波管はそれぞれ、前記第２のケースの前記第２‐１の導波管及び第２‐２の導波管の入出力端と整列するように前記第１のケース及び前記第２のケースが構成および設置され、
前記第１のケースと前記第２のケースが当接した状態を維持しながら、前記第１のケースと第２のケースのうちの少なくとも一つは、外部支持構造物によって支持されて回転自在に構成され、
前記第１のケースの前記第１‐１の導波管及び第１‐２の導波管は、前記回転軸を基準に相互対称に形成され、前記第２のケースの第２‐１の導波管及び第２‐２の導波管は前記回転軸を基準に相互対称に形成されることを特徴とする導波管位相可変器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムで用いられる無線周波数装置に関し、特に導波管電力分配器と導波管位相可変器及びこれを用いた偏波アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
超高周波用送受信アンテナには、パラボラ型のアンテナ、マイクロストリップアンテナ及び導波管スロットアレイアンテナなどがある。このようなアンテナの中において、そのサイズを減らし、小型化する目的で、主にマイクロストリップアレイアンテナまたは導波管スロットアレイアンテナが使用される。
【０００３】
マイクロストリップアレイアンテナは、誘電体基板を用いたマイクロストリップパッチアレイ構造を有するが、誘電体基板の特性による誘電体の損失係数により、伝送または受信する信号の損失が大きく、導体の抵抗損失が発生し、特に周波数が高くなるにつれて損失が大きくなり、超高周波帯域ではあまり使われない。
【０００４】
導波管スロットアレイアンテナは、前記誘電体基板等を使用せずに、一般的な導波管スロット形の穴を形成する構造を有する。このような導波管スロットアレイアンテナに関する技術では、韓国国内にて先出願された特許出願番号第２００６―００１８１４７号（名称：「Multilayer slot array antenna(積層型スロット配列アンテナ)」、出願人：MOTONIX CO., LTD（（株）モトーニックス）、発明者：CHO, TAE KWAN（チョウ・テグァン）など、出願日：２００６年０２月２４日）、または韓国国内にて先出願された特許出願番号第２００７―７０００１８２号（名称：「平面アンテナモジュール、トリプレート型平面アレーアンテナ、およびトリプレート線路−導波管変換器」、出願人：日立化成工業株式会社、発明者：太田雅彦など、出願日：２００７年０１月０４日）に開示されたものを例として挙げられる。
【０００５】
一般的に、導波管は中空の金属管であり、一種の高域通過フィルタで、管内モードは一定の遮断波長を有し、基本モードでは、導波管の大きさによって決定される。また、導波管は、平行２線式線路や同軸ケーブルなどに比べて減衰が少ない利点があり、マイクロ波伝送線路において、主に高出力用として使用されてきた。導波管は、多様な断面形状を有し、断面形状によって円形導波管、正方形導波管、楕円形導波管などに分かれる。特に、最近になって、次世代５Ｇシステムのように、移動通信システムでは、２８ＧＨｚまたは６０ＧＨｚなどのミリメートル単位の波長を有するミリ波（Millimeter Wave）を活用する技術が台頭している。このようなミリ波信号を処理するのに適した導波管タイプの各種機器、例えば、フィルターや、電力分配器などをより高性能かつ効率的に具現する技術が多角的に研究されている。
【０００６】
一方、一般的な配列アンテナにおいて任意の直線偏波を有するためには基本素子を望む偏波と同様に回転させて任意の直線偏波を具現する。しかし、導波管スロットアレイアンテナでは、アンテナと、アンテナに電力を励起させる導波管とが構造的に互いに一体なので、単一のスロットを回転させることは難しい。つまり、一般的なアンテナ構造は、実際に偏波を可変的に調整することが不可能な構造である。これは、一般的には、配列されたアンテナの形状を回転させることになり、特定のアンテナの形状が制限される場合には、任意の偏波を維持することに困難がある。任意の直線偏波を有する導波管スロットアレイアンテナに関する技術としては、韓国国内にて先出願された特許出願番号第２００６―００４６０７５号（名称：「Waveguide Slot Array Antenna For Receiving Random Polarized Satellite Signal(任意の直線偏波を有する衛星信号受信用導波管スロット配列アンテナ）」、出願人：WIWORLD CO., LTD(ウィワールド株式会社）、発明者：PARK, CHAN-GOO(パク・チャング）、出願日：２００６年０５月２３日）、また、韓国国内にて先出願された特許出願番号第２０１０―００９５６２４（名称：「A SERIES SLOT ARRAY ANTENNA(シリアルスロット配列アンテナ）」、出願人：ソウル大学産学協力団など、発明者：KIM, Dong Yeon(キム・ドンヨン）など、出願日：２０１０年０９月３０日）に開示された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、可変的な電力分配を可能にするための導波管構造を有する導波管電力分配器と、２つの導波管の伝送信号の位相を可変的に変更することを可能にするための導波管構造を有する導波管位相可変器と、このような導波管電力分配器及び導波管位相可変器を利用して任意の直線偏波に可変自在な偏波アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した目的を達成するために、本発明は、偏波アンテナにおいて、入力導波管で伝送信号の入力を受け、第１及び第２の出力導波管に可変的に分配して出力する導波管電力分配器と、前記導波管電力分配器の前記第１及び第２の出力導波管から出力される信号がそれぞれ入力され、入力された２つの信号の位相差を可変的に変更してそれぞれ出力する導波管位相可変器と、前記導波管位相可変器から出力されるそれぞれの信号の入力を受け、これらを結合して無線信号を放射する放射部を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記導波管電力分配器は、当該処理周波数特性に対応するように設計された入力導波管と、前記入力導波管につながれ、該当処理周波数特性に影響を与えることなく、前記入力導波管と対応するキャビティ領域が２等分された各部分に対応する構造である第１および第２の出力導波管を形成するための金属製のメインケースと、前記メインケースにて前記入力導波管と対応するキャビティ領域を２等分し、前記第１及び第２の出力導波管の少なくとも一部を区分して形成し、前記入力導波管に入力された信号が前記第１及び第２の出力導波管に分配される地点と対応する末端部分が前記キャビティ内部の上面または下面に移動自在に構成される電力分配調整板と、前記末端部分につながれ、外部操作に連動して前記末端部分を移動させる操作装置と、を含むことができる。
【００１０】
前記操作装置は、前記メインケースの外側に設置される回転ノブと、前記メインケースの内部キャビティにて前記回転ノブと連動して回転し、外側に全体的にネジ構造が形成された調整ピンを含み、前記電力分配調整板の末端部分には、前記調整ピンのネジ構造とかみ合うサイズを有しながら、前記調整ピンが前後方向に部分的に移動自在になるようにある程度の遊びを有するホールまたは溝が形成される。
【００１１】
前記操作装置は、前記メインケースの内部キャビティにて前記電力分配調整板の末端部分と一側の中間地点が固定するように設置され、両端は前記メインケースの対応する部分に形成された貫通穴を通過して前記メインケースの外部に突出するように設置される調整ピンと、前記メインケースの外側にて前記調整ピンの外部へ突出した部分を上下に移動させる操作構造物を含む。
【００１２】
前記導波管位相可変器は、該当処理周波数特性に対応するように設計された第１‐１の導波管と、前記第１‐１の導波管に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差を有するように導波管経路が遅延する第１‐２の導波管を備える第１のケースと、該当処理周波数特性に対応するように設計された第２‐１の導波管と、前記第２‐１の導波管に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差を有するように導波管経路が遅延する第２‐２の導波管を備える第２のケースを含み、前記第１のケースの前記第１‐１の導波管及び第１‐２の導波管はそれぞれ、前記第２のケースの前記第２‐１の導波管及び第２‐２の導波管の入出力端と整列するように前記第１のケース及び前記第２のケースが構成および設置され、前記第１のケースと前記第２のケースが当接した状態を維持しながら、前記第１のケースと第２のケースのうちの少なくとも一つは、外部支持構造物によって支持されて回転自在に構成され、前記第１のケースの前記第１‐１の導波管及び第１‐２の導波管は、前記回転軸を基準に相互対称に形成され、前記第２のケースの第２‐１の導波管及び第２‐２の導波管は、前記回転軸を基準に相互対称に形成される。
【発明の効果】
【００１３】
前記したように、本発明の実施形態では、導波管構造を有する導波管電力分配器は可変的な電力分配が可能であり、導波管構造を有する導波管位相可変器では、２つの導波管の伝送信号の位相を可変的に変更することが可能である。特に、このような導波管電力分配器及び導波管位相可変器を利用して具現した偏波アンテナは、該当アンテナの設置環境に合わせて偏波を選択する、もしくはアライメントができるなど、ユーザーが望む任意の直線偏波に可変することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一部の実施形態に係る導波管電力分配器及び導波管位相可変器を用いた偏波アンテナの概略的な構成図である。
【図２】図１中の導波管電力分配器の透過斜視図である。
【図３ａ】図１中の導波管電力分配器の透過側面図である。
【図３ｂ】図１中の導波管電力分配器の透過側面図である。
【図３ｃ】図１中の導波管電力分配器の透過側面図である。
【図４ａ】図１中の導波管電力分配器の電気的特性を示したグラフである。
【図４ｂ】図１中の導波管電力分配器の電気的特性を示したグラフである。
【図４ｃ】図１中の導波管電力分配器の電気的特性を示したグラフである。
【図５ａ】図１中の導波管位相可変器の一部透過構造図である。
【図５ｂ】図１中の導波管位相可変器の一部透過構造図である。
【図５ｃ】図１中の導波管位相可変器の一部透過構造図である。
【図５ｄ】図１中の導波管位相可変器の一部透過構造図である。
【図６ａ】図１中の導波管位相可変器の電気的特性を示したグラフである。
【図６ｂ】図１中の導波管位相可変器の電気的特性を示したグラフである。
【図６ｃ】図１中の導波管位相可変器の電気的特性を示したグラフである。
【図６ｄ】図１中の導波管位相可変器の電気的特性を示したグラフである。
【図７】図１中の放射部の透過分離斜視図である。
【図８】図１の偏波アンテナの偏波可変状態の例を示したテーブルである。
【図９ａ】図１の偏波アンテナの偏波可変状態の例を示した電界図である。
【図９ｂ】図１の偏波アンテナの偏波可変状態の例を示した電界図である。
【図９ｃ】図１の偏波アンテナの偏波可変状態の例を示した電界図である。
【図９ｄ】図１の偏波アンテナの偏波可変状態の例を示した電界図である。
【図１０】本発明の一部他の実施例に係る導波管電力分配器の斜視図である。
【図１１ａ】図１０の一部透過構造図である。
【図１１ｂ】図１０の一部透過構造図である。
【図１２】図１０中の導波管関連の主要部の透過斜視図である。
【図１３ａ】図１０中の電力分配調整板及び調整ピンの構造図である。
【図１３ｂ】図１０中の電力分配調整板及び調整ピンの構造図である。
【図１３ｃ】図１０中の電力分配調整板及び調整ピンの構造図である。
【図１４ａ】図１０の側面透過構造図である。
【図１４ｂ】図１０の側面透過構造図である。
【図１４ｃ】図１０の側面透過構造図である。
【図１４ｄ】図１０の側面透過構造図である。
【図１５】本発明の一部の別実施例における他の導波管電力分配器及び導波管位相可変器の結合構造を示した一部透過斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る好適な実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。下記説明では、具体的な構成素子などの特定の事項が示されるが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供したものであり、このような特定の事項に対して、本発明の範囲内において所定の変形、あるいは変更が行えることは、この技術分野で通常の知識を有する者には自明であるだろう。また、添付した図面では、同一の構成要素については、可能な限り同一の参照符号を付した。
【００１６】
図１は、本発明の一部の実施形態に係る導波管電力分配器及び導波管位相可変器を用いる偏波アンテナの概略的な構成図である。図１を参照すると、本発明の一部の実施形態による偏波アンテナは、入力導波管で伝送信号の入力を受け、第１及び第２の出力導波管に可変的に分配して出力する導波管電力分配器１と、前記導波管電力分配器１の第１および第２の出力導波管から出力される信号がそれぞれ入力され、入力された２つの信号の位相差を可変的に変更してそれぞれ出力する導波管位相可変器２と、前記導波管位相可変器２から出力するそれぞれの信号の入力を受け、これらを結合して無線信号を放射する放射部３と、を含んで構成される。
【００１７】
前記において、放射部３は、２つのルートの導波管構造を介して各入力される２つの経路の伝送信号を結合し、二重偏波を発生する通常のアンテナ構造を採用することができ、例えば、垂直（Ｖ：Vertical）偏波及び水平（Ｈ：Horizontal）偏波を基本とするホーン（horn）アンテナ構造を有する。本発明の一部の実施形態では、アンテナにおいて垂直偏波を任意に可変するために放射部３の構造を別途改良するのではなく、二重偏波を発生する構造を有する放射部３を利用し、放射部３に提供される２つの経路の伝送信号が発生した場合に、前記導波管電力分配器１にて２つの経路の信号分配比率を可変して信号を分配することができ、また、導波管位相可変器２では、このように分配された信号の位相差を可変することができるようにし、全体的に放射部３から放射する信号が偏波方向が可変する１つの直線偏波を発生する構造を有する。以下、添付図面を参照し、前記各構成部の具体的な構成および動作をより詳しく説明する。
【００１８】
図２は図１中の導波管電力分配器の透過斜視図であり、図３ａ、図３ｂ、及び図３ｃは、図１中の導波管電力分配器の側面図である。図３ａには、入力導波管１１０から入力された信号を第１及び第２の出力導波管１１２に、それぞれ０：１００（％）の割合で分配して伝送する状態が図示され、図３ｂには、入力導波管１１０で入力された信号を第１及び第２の出力導波管１１２に、それぞれ５０:５０（％）の割合で分配して伝送する状態が図示され、図３ｃには、入力導波管１１０で入力された信号を第１及び第２の出力導波管１１２に、それぞれ１００：０（％）の割合で分配して伝送する状態が示される。
【００１９】
図１〜図３ｃを参照すると、本発明の一部の実施形態に係る導波管電力分配器は基本的に、該当処理周波数特性に対応するように設計された入力導波管１１０と、前記入力導波管１１０につながれ、該当処理周波数特性に影響を与えることなく、入力導波管１１０と対応するキャビティ領域が２等分された各部分に該当する構造である第１および第２の出力導波管１１１、１１２を形成するための金属製のメインケース１１を備える。
【００２０】
また、前記メインケース１１の入力導波管１１０と対応するキャビティ領域を２等分し、前記第１及び第２の出力導波管１１１、１１２の少なくとも一部を区分して形成する、適切な弾性を有する金属製板状の電力分配調整板１２０を備える。前記電力分配調整板１２０は、前記キャビティの内部において、ほとんどの部分が固定するように設置されるが、前記電力分配調整板１２０の前記入力導波管１１０につながれる部分、すなわち入力導波管１１０で入力された信号が第１および第２の出力導波管１１１、１１２に分配される地点に該当する末端部分ａは固定されず、曲がってキャビティ内部の上面または下面に届くほどに移動自在に構成される。
【００２１】
また、前記末端部分ａにつながれ、外部操作に連動して前記末端部分ａを移動させる操作装置が備えられ、図２等に示された構造では、このような操作装置として、メインケース１１の外側に設置される回転ノブ１３６と、メインケース１１の内部キャビティにて前記回転ノブ１３６と連動して回転し、外側に全体的にネジ構造が形成された調整ピン１３５を備える。前記電力分配調整板１２０の末端部分ａには、前記の調整ピン１３５のネジ構造とかみ合うサイズを有しながら調整ピン１３５が前後方向に一部移動自在になるように若干の遊びを有するホール、または溝が形成される。
【００２２】
このような構造を有することで、前記回転ノブ１３６を時計回りまたは反時計回りに回転させると、これに連動して調整ピン１３５が回転するようになり、それに応じて調整ピン１３５と噛み合う前記電力分配調整板１２０の末端部分ａが上方または下方の方向に移動する。このような動作は、図３ａないし図３ｃに示したように、結果的に入力導波管１１０に入力された信号が、第１および第２の出力導波管１１１、１１２に可変的な分配比率で分配されて出力するようになる。
【００２３】
このような末端部分ａ、及びこれを動かす装置は、まるで弁（valve）構造を形成するのと同様に、第１の出力導波管１１１と第２の出力導波管１１２を互いに相対的な割合で開閉する役割をする。この時、前記調整ピン１３５のサイズなどは、該当分配器の信号処理性能に悪影響を与えないように適切に考慮して設計される。また、この場合に、例えば、回転ノブ１３６の周囲には、ユーザーの操作をガイドするように、適切な目盛りや回転案内標識などが印刷される。
【００２４】
図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃは、図１中の導波管電力分配器の電気的特性を示したグラフである。図４ａには、例えば、入力導波管１１０から入力された信号を第１及び第２の出力導波管１１２に、それぞれ５０:５０（％）の割合で分配して伝送する場合の該当導波管電力分配器の入出力特性が図示され、図４ｂには入力導波管１１０で入力された信号を第１及び第２の出力導波管１１２にそれぞれ７５:２５（％）の割合で分配して伝送する場合の特性が図示され、図４ｃには入力導波管１１０から入力された信号を第１及び第２の出力導波管１１２に、それぞれ９９：１（％）の割合で分配して伝送する場合の特性が示される。
【００２５】
図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び図５ｂは、図１中の導波管位相可変器の構造図であり、図５ａには、導波管位相可変器が第１の状態である場合の透過斜視構造を示し、図５ｂは、図５ａの側面構造を示す。図５ｃには、導波管位相可変器が第２の状態である場合の透過斜視構造を示し、図５ｄは、図５ｃの側面構造を示す。
【００２６】
図５ａから図５ｄを参照すると、導波管位相可変器に、第１のケース２１及び第２のケース２２に区分して構成することができ、前記第１のケース２１は、該当処理周波数特性に対応するように設計された第１‐１の導波管２１１と、前記第１‐１の導波管２１１に比べて伝送信号の位相差が予め設定された位相差（例えば、９０度）を有するように導波管経路が遅延された第１‐２の導波管２１２を備える。同様に、前記第２のケース２２もそれぞれ、当該処理周波数特性に対応するように設計された第２‐１の導波管２２１と、前記第２‐１の導波管２２１に比べて伝送信号の位相差が、あらかじめ設定された位相差（例えば、９０度）を有するように導波管経路が遅延された第２‐２の導波管２２２を備える。
【００２７】
このとき、第１のケース２１の第１‐１の導波管２１１及び第１‐２の導波管２１２はそれぞれ、第２のケース２２の第２‐１の導波管２２１及び第２ ２導波管２２２の入出力端と正確に整列するように、第１のケース２１及び第２のケース２２が当接するように構成され、また、第１‐１、第１‐２の導波管２１１、２１２及び第２‐１、第２‐２の導波管２２１、２２２が設計される。
【００２８】
また、第１のケース２１と第２のケース２２が当接した状態を維持しながら、第１のケース２１と第２のケース２２のうちの少なくとも一つ（例えば、第２のケース）は、外部支持構造物（図示せず）によって支持され、回転自在に設置される。この場合に、前記第１のケース２１の第１‐１の導波管２１１と第１‐２の導波管２１２は、前記回転軸を基準に相互対称に形成され、同じく、第２のケース２２の第２‐１の導波管２２１及び第２‐２の導波管２２２も前記回転軸を基準に相互対称に形成される。これにより、例えば、第２のケース２２が初期状態で１８０度反転状態で回転するようになると、このとき、第１のケース２１の第１‐１の導波管２１１及び第１‐２の導波管２１２は、図５ｃ及び図５ｄに示すように、それぞれ第２のケース２２の第２‐２の導波管２２２及び第２‐１の導波管２２１の入出力端とつながるように構成される。
【００２９】
このような構成により、図５ａ及び図５ｂに示された１の状態（別名「初期状態」）のように、第１およびケース２１、２２が位置するようになると、第１のケース２１の第１‐１の導波管２１１及び第１‐２の導波管２１２はそれぞれ、第２のケース２２の第２‐１の導波管２２１及び第２‐２の導波管２２２の入出力端につながれ、第１ -１導波管２１１及び第１‐２の導波管２１２を通過した信号（図上のａ端側に伝送される信号）に比べ、第２‐１の導波管２１２及び第２‐２の導波管２２２を通過した信号（図上のｂ端側に伝送される信号）は、１８０度位相が遅延する。また、図５ｃ及び図５ｄに図示した第２の状態のように、第１およびケース２１、２２が位置するようになると、第１のケース２１の第１‐１の導波管２１１及び第１‐２の導波管２１２はそれぞれ、第２のケース２２の第２‐２の導波管２２２及び第２‐１の導波管２２１の入出力端につながれ、第１‐１の導波管２１１及び第２‐２の導波管２１２を通過した信号（図上のａ端側に伝送される信号）と第２‐１の導波管２１２及び第２‐１の導波管２２１を通過した信号（図上のｂ端側に伝送される信号）は、相互位相差がなくなる。もちろん、このような場合の他に、図５ａ及び図５ｂに示された初期状態の第１および第２のケース２１、２２のすべてを１８０度回転する構成が可能な場合には、図において、ａ端側に伝送される信号がb端側に伝送される信号に比べて１８０度位相が遅延するようにすることもできる。このように図５ａから図５ｄに示すような導波管位相可変器の各状態に対する電気的特性は、図６ａないし図６ｄに示したとおりである。
【００３０】
前記した構成を有する第１またはケース２１、２２の第１‐１及び第１‐２の導波管２１１、２１２、または第２‐１及び第２‐２の導波管２２１、２２２は、例えば、前記図２等に示した導波管電力分配器の第１および第２の出力導波管１１１、１１２につながれるように（例えば、正確に当接するように）構成することができる。このような連結関係により、導波管電力分配器で分配されて出力するそれぞれの信号が導波管位相可変器を経て相互の適切な位相差を有するように位相が可変する。
【００３１】
一方、前記した説明では、導波管位相可変器に、第１およびケース２１、２２の第１‐１及び第１‐２の導波管２１１、２１２の間の位相差、または第２‐１及び第２‐２の導波管２２１、２２２の間の位相差が、例えば、９０度であるものとして説明したが、他にも、これらの間の位相差が、例えば、４５度になるように構成することもできる。また、前記の説明では、互いに対応する構造を有する第１および第２のケースを使用して導波管位相可変器を具現することを説明したが、他にも同様に対応される構造を有する第３または第４などのケースをさらに設置する構造も可能である。
【００３２】
図７は図１中の放射部の透過斜視図である。図７を参照すると、放射部は導波管位相可変器の２つの経路（例えば、図５ｂ及び図５ｄに図示したa、ｂ端側）を介してそれぞれ出力される信号の提供を受け、これらを結合して偏波を発生するために、例えば、Ｈ偏波およびＶ偏波がそれぞれ入力される第１及び第２の入力導波管３１０、３２０を有する。第２の入力導波管３２０に入力された信号は、第２の入力導波管３２０の末端に形成されたスロット３２２を介して上部の適切な位置にくるように設計されたキャビティカップリング構造で提供され、カップリング構造の十字状のスロット３１２を介して放射器３００に提供される。第１の入力導波管３１０に入力された信号は、第１入力導波管３１０につながれるカップリング構造の十字状のスロット３１２を介して放射器３００に提供される。
【００３３】
図７の例では、放射部がホーン（horn）アンテナ構造を有するものとして説明したが、他にも放射部は導波管位相可変器の２つの経路の導波管構造を介してそれぞれ入力される２つの経路の伝送信号を結合して二重偏波を発生するための多様な構造のアンテナを採用することができる。
【００３４】
図８は、図１の偏波アンテナの偏波可変状態（例えば、第１の状態、第２の状態、第３の状態、及び第４の状態）の例を示したテーブルであり、図９ａ、図９ｂ、図９ｃ、及び図９ｄは、図１の偏波アンテナの偏波可変状態（例えば、第１の状態、第２の状態、第３の状態、及び第４の状態）の例を示した電界図である。図８ないし図９ｄを参照すると、例えば、第１の状態（state１）は導波管電力分配器の第１の出力導波管と第２の出力導波管との電力分配比が５０:５０（％）であり、導波管位相可変器でこのように分配された信号の位相をそれぞれ１８０：０（度）で位相差が出るように可変する場合を示しており、この場合に電力分配比及び位相可変量によって全体的に、アンテナでは、−４５度の偏波が発生することが分かる。
【００３５】
第２の状態（state２）は導波管電力分配器の第１の出力導波管と第２の出力導波管との電力分配比率が１００：０（％）であり、導波管位相可変器にてこのように分配された信号の位相をそれぞれ０：０（度）で位相差が出るように（すなわち、位相差がないように）可変した場合を示しており、この場合に、電力分配比及び位相可変量によって全体的に、アンテナからはＶ偏波が発生することが分かる。
【００３６】
また、第３の状態（state３）は導波管電力分配器の第１の出力導波管と第２の出力導波管との電力分配比が５０:５０（％）であり、導波管位相可変器にてこのように分配された信号の位相を位相差がないように可変する場合を示しており、この場合に、アンテナからは、＋４５度の偏波が発生することが分かる。
【００３７】
また、第４の状態（state４）は導波管電力分配器の第１の出力導波管と第２の出力導波管との電力分配比が０：１００（％）であり、導波管位相可変器にてこのように分配された信号の位相を位相差がないように可変する場合を示しており、この場合に、アンテナからは、H偏波が発生することが分かる。
【００３８】
図１０は、本発明の一部の他の実施例に係る導波管電力分配器の斜視図であり、図１０の（ａ）には、一側方向の斜視図を示し、図１０の（ｂ）は、他側方向の斜視図を示す。図１１ａ及び図１１ｂは、図１０の透過構造図であり、図１１ａは透過斜視図であり、図１１ａは透過正面図である。図１２は、図１０中の導波管に関連主要部、すなわち、メインキャビティ１７５の透過斜視図であり、図１３ａ、図１３ｂ、及び図１３ｃは、図１０中の電力分配調整板１６０及び調整ピン１７５の構造図であり、図１３ａには、例えば、入力信号をそれぞれ５０:５０（％）の割合で分配して伝送する状態が図示され、図１３ｂには、入力信号を０：１００（％）の割合で分配して伝送する状態が図示され、図１３ｃは、入力信号を１００：０（％）の割合で分配して伝送する状態が示される。図１４ａ、図１４ｂ、図１４ｃ、及び図１４ｄは、図１０の側面透過構造図であり、図１４ａには、例えば、摺動操作器１７６の摺動位置に応じて入力信号をそれぞれ５０:５０（％）の割合で分配して伝送する状態の第１の例が示され、図１４ｂには、摺動操作器１７６の摺動位置に応じて入力信号を１００：０（％）の割合で分配して伝送する状態が図示され、図１４ｃには、入力信号を５０:５０（％）の割合で分配して伝送する状態の第２の例が示され、図１４ｄは、入力信号を０：１００（％）の割合で分配して伝送する状態が示される。
【００３９】
図１０ないし図１４ｄを参照すると、本発明の他の一部の実施形態に係る導波管電力分配器は、図２等に示された構造と同様に、基本的には、該当処理周波数特性に対応するように設計された入力導波管１５０ と、前記入力導波管１５０ につながれ、該当処理周波数特性に影響を与えることなく、入力導波管１５０ と対応するキャビティ領域が２等分された各部分に該当する構造である第１および第２の出力導波管１５１、１５２を形成するための金属製のメインケース１５を備える。
【００４０】
また、前記メインケース１５の入力導波管１５０ と対応するキャビティ領域を２等分して前記第１及び第２の出力導波管１５１、１５２の少なくとも一部を区分して形成する、適切な弾性を有する金属製板状の電力分配調整板１６０を備える。前記電力分配調整板１６０は、前記キャビティの内部にて、ほとんどの部分が固定されるように設置するが、前記電力分配調整板１６０において前記入力導波管１５０ につながれる部分、すなわち、入力導波管１５０で入力された信号が第１および第２の出力導波管１５１、１５２に分配される地点に対応する末端部分ａは固定されず、曲がってキャビティ内部の上面または下面に届くほど移動自在に構成される。
【００４１】
また、前記末端部分ａにつながれ、外部操作に連動して前記末端部分ａを移動させる操作装置が備えられ、図１０等に示された構造では、このような操作装置として、メインケース１５の内部キャビティにおいて前記電力分配調整板１６０の末端部分ａと、一側の中間地点に固定されるように設置する調整ピン１７５を基本的に備える。前記調整ピン１７５の両端は、メインケース１５の対応する部分に形成された貫通穴を通過し、メインケース１５の外部に突出するように設置され、メインケース１５の外部には、ユーザーの操作によって前記調整ピン１７５の外部突出部分を上下に移動させることで、結果的に前記調整ピン１７５につながれた電力分配調整板１６０の末端部分ａを移動させる操作構造物がさらに設置される。
【００４２】
前記の操作構造は、メインケース１５の外側にてメインケース１５の少なくとも一部を包み込む形で、導波管に沿って摺動移動自在に設置され、その内部には前記調整ピン１７５の両側の突出した部分と当接して前記摺動移動時に調整ピン１７５の上下移動をガイドする傾斜面ｂ１、ｂ２を有するチューブ型摺動操作器１７６で構成される。
【００４３】
このような構造を有することで、図１４ａないし図１４ｄに、より明確に示したように、前記摺動操作器１７６を導波管に沿って前後方向に摺動させると、これに連動して調整ピン１７５が上下に移動するようになり、それに応じて調整ピン１７５と噛み合う前記電力分配調整板１６０の末端部分ａが上方または下方に移動する。このような動作は結果的に入力導波管１５０ に入力された信号が、第１および第２の出力導波管１５１、１５２に可変的な分配比率で分配されて出力するようにする。
【００４４】
このような末端部分ａ、及びこれを動かす装置は、まるで弁（valve）構造を形成するのと同様に、第１の出力導波管１５１と第２の出力導波管１５２を互いに相対的な割合で開閉する役割をする。この時、前記調整ピン１７５のサイズなどは、該当分配器の信号処理性能に悪影響を与えないように適切に考慮して設計する。また、この場合に、例えば、メインケース１５の外側面には、摺動操作器１３６にのユーザー操作をガイドするように、適切な目盛りや摺動操作案内標識などが印刷される。
【００４５】
図１５は、本発明の一部のまた別の実施例に他の導波管電力分配器及び導波管位相可変器の結合構造を示した透過斜視図である。図１５を参照すると、本発明の一部のまた別の実施例に係る構造は、例えば、前記図１０等に示した導波管電力分配器の構造と、前記図５ａなどに図示した導波管位相可変器が結合した構造とみることができる。この場合に、例えば、導波管電力分配器のメインケース１５と、導波管位相可変器の第１のケース２１が互いに一体に形成され（または、互いに固定されるように形成され）、導波管位相可変器の第２のケース２２が回転自在に、第１のケース２１と接続する。
【００４６】
また、導波管位相可変器の第１のケース２１と第２のケース２２が当接した状態を維持しつつ、第２のケース２２を回転自在に支持する外部支持構造物２７６は、導波管電力分配器のチューブ型摺動操作器１７６と一体に形成することができる。これにより、前記外部支持構造物２７６は、チューブ型摺動操作器１７６が摺動した場合に摺動するように構成することができる。このとき、第２のケース２２の外観２２６は円筒状に形成され、外側の適正位置に突起２４５が形成される。また、前記外部支持構造物２７６には、前記第２のケース２２の突起２４５が挿入され、前記摺動時に突起２４５を適切に回転させるようにガイドし、結果的に第２のケース２２を回転させる、例えば、らせん状のガイド溝１８８が形成される。該当導波管電力分配器及び導波管位相可変器が適用される偏波アンテナにて偏波を適切に可変するためには、導波管電力分配器の電力分配動作と導波管位相可変器の位相可変動作が相互で適切にマッチングする必要があるため、これに合わせて前記第２のケース２２に形成される突起２４５、及び外部支持構造物２７６に形成されるガイド溝１８８の位置及び形状が適切に設計される。
【００４７】
前記のように、本発明の実施例に係る導波管電力分配器と導波管位相可変器及びこれを用いた偏波アンテナの構成と動作を行うことができ、一方、前記した本発明の説明では、具体的な実施例について説明したが、多様なバリエーションが本発明の範囲を逸脱することなく実施することができる。例えば、前記の説明では、導波管電力分配器の電力分配操作をするための操作装置が複数の実施例について説明されたが、加えて、導波管電力分配器の電力分配調整板の末端部分を移動させるための様々な弁（ valve）構造を適用することが可能である。同様に、導波管位相可変器を操作するための操作装置も前記説明した構造に加えて多様な構造を有することができる。
【００４８】
このように、本発明の様々な変形や変更があり得るし、したがって、本発明の範囲は、説明された実施例により定めるものではなく、請求の範囲と請求の範囲均等のものによって定めなければならならない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
0006507269.tif 000004
【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
0006507269.tif 000029
【図１３ｃ】
0006507269.tif 000030
【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１５】
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