(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信デバイスであって、
アンテナレンズを含む誘電体アンテナであって、前記アンテナレンズは、前記誘電体アンテナのアパーチャとして動作し、前記アンテナレンズは、前記誘電体アンテナにおける電磁波の伝搬を調整して、前記誘電体アンテナによって生成される近距離場ワイヤレス信号の位相差を低減する凸構造を有し、前記誘電体アンテナは、前記誘電体アンテナに長手方向に組み込まれる吸収シートを含み、前記吸収シートは、前記誘電体アンテナの外側領域に位置し、前記外側領域は、前記吸収シートを有さない前記誘電体アンテナのクリアランス領域を囲み、前記電磁波は、前記クリアランス領域を通って伝搬し、且つ前記外側領域を通って伝搬しない、誘電体アンテナと、
前記誘電体アンテナの給電線のフィードポイントに結合される誘電体コアを含むケーブルであって、前記誘電体コアを囲む誘電体クラッディングを更に含み、前記誘電体コアは、第１の誘電率を有する第１の誘電材料を含み、前記誘電体クラッディングは、前記第１の誘電率よりも低い第２の誘電率を有する第２の誘電材料を含む、ケーブルと、
前記ケーブルに結合される送信機であって、前記電磁波の伝送を促進し、及び前記電磁波は、電気帰還路を必要とせずに、前記ケーブルの前記誘電体コアによって前記誘電体アンテナの前記フィードポイントに導波される、送信機と、
前記ケーブルの前記誘電体コアを前記誘電体アンテナの前記給電線に結合するフランジであって、前記ケーブルの前記誘電体コアと前記給電線との間の間隙の調整を可能にするように調整可能である、フランジと
を含む、通信デバイス。
【請求項２】
前記アンテナレンズは、前記誘電体アンテナの第４の誘電率と実質的に同様であるか又は同じである第３の誘電率を有する第３の誘電材料を含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項３】
前記アンテナレンズは、前記誘電体アンテナの一体部分である、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項４】
前記アンテナレンズは、前記誘電体アンテナに結合される、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項５】
前記ケーブルは、前記誘電体クラッディングを囲む外被を更に含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項６】
前記外被は、第３の誘電材料を含む、請求項５に記載の通信デバイス。
【請求項７】
前記吸収シートは、導電材料を含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項８】
前記吸収シートは、炭素を含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項９】
前記凸構造による前記電磁波の伝搬の前記調整は、実質的に同様の位相を有する前記誘電体アンテナの前記アパーチャによって前記近距離場ワイヤレス信号が生成されることをもたらす、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項１０】
前記アンテナレンズの前記凸構造は、楕円形を有し、前記楕円形は、第１の楕円形の第１のビームパターン断面を有する、前記誘電体アンテナの前記アパーチャによって放射される前記近距離場ワイヤレス信号と、前記第１の楕円形から回転オフセットされる第２の楕円形の第２のビームパターン断面を有する、前記近距離場ワイヤレス信号に関連する遠距離場ワイヤレス信号とをもたらす、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項１１】
前記近距離場ワイヤレス信号の前記第１の楕円形は、第１の幅対高さ比を有し、及び前記遠距離場ワイヤレス信号の前記第２の楕円形は、第２の幅対高さ比を有する、請求項１０に記載の通信デバイス。
【請求項１２】
前記近距離場ワイヤレス信号の前記第１の幅対高さ比は、前記遠距離場ワイヤレス信号の前記第２の幅対高さ比に反比例する、請求項１１に記載の通信デバイス。
【請求項１３】
前記アンテナレンズがヨー調整、ロール調整、ピッチ調整、又はそれらの任意の組み合わせに従って調整されることを可能にする、前記誘電体アンテナと結合されるジンバル構造を更に含む、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項１４】
前記誘電体コアは、光周波数範囲を有する電磁波の伝搬に対する抵抗性を有する、請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項１５】
誘電体アンテナの給電線のフィードポイントに結合される誘電体コアを含むケーブルに結合される送信機により、電磁波を送信することであって、前記ケーブルは、前記誘電体コアを囲む誘電体クラッディングを更に含み、前記誘電体コアは、第１の誘電率を有する第１の誘電材料を含み、前記誘電体クラッディングは、前記第１の誘電率よりも低い第２の誘電率を有する第２の誘電材料を含む、送信することと、
電気帰還路を必要とせずに、前記電磁波を前記誘電体コアに沿って前記誘電体アンテナの前記フィードポイントに導波することであって、前記誘電体アンテナは、前記誘電体アンテナのアパーチャとして動作するアンテナレンズを含み、前記アンテナレンズは、前記誘電体アンテナにおける前記電磁波の伝搬を調整して、前記誘電体アンテナによって生成される近距離場ワイヤレス信号の位相差を低減する凸構造を有し、前記誘電体アンテナは、前記誘電体アンテナに長手方向に組み込まれる吸収シートを含み、前記吸収シートは、前記誘電体アンテナの外側領域に位置し、前記外側領域は、前記吸収シートを有さない前記誘電体アンテナのクリアランス領域を囲み、前記電磁波は、前記クリアランス領域を通って伝搬し、且つ前記外側領域を通って伝搬しない、導波することと、
前記ケーブルの前記誘電体コアを前記給電線に結合するフランジを利用して、前記ケーブルの前記誘電体コアと前記給電線との間の間隙の調整を可能にすることと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１０月１６日に出願された米国特許出願第１４／８８５，３７９号明細書の優先権を主張する。上記の内容は、本明細書において全て記載されるかのように、引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本開示は、通信ネットワークにおけるマイクロ波伝送を介した通信に関する。
【背景技術】
【０００３】
スマートフォン及び他のポータブルデバイスが次第に普及し、データ使用量が増えるにつれ、マクロセル基地局デバイス及び既存のワイヤレスインフラストラクチャは、増加する需要に対処するために、これまで以上により高い帯域幅容量を必要としている。更なるモバイル帯域幅を与えるために、スモールセルの展開が推進されつつあり、この展開において、マイクロセル及びピコセルがこれまでのマクロセルよりはるかに小さいエリアのためのカバレッジを提供している。
【０００４】
加えて、大半の家庭及び企業は、成長して音声、動画、及びインターネット閲覧等のサービスで広帯域データアクセスに依存している。広帯域アクセスネットワークは、衛星、４Ｇ又は５Ｇワイヤレス、電力線通信、ファイバ、ケーブル、及び電話回線網を含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図２】本明細書において説明される種々の態様による、送信デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図３】本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図４】本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図５Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、周波数応答の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図５Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、種々の動作周波数での導波される電磁波の場を示す、絶縁線の長手方向断面の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図６】本明細書において説明される種々の態様による電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図７】本明細書において説明される種々の態様によるアーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図８】本明細書において説明される種々の態様によるアーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図９Ａ】本明細書において説明される種々の態様によるスタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図９Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による電磁分布の一例の非限定的な実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１０Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１１】本明細書において説明される種々の態様による二重スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本明細書において説明される種々の態様による、リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１３】本明細書において説明される種々の態様による、双方向リピーターの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。
【図１４】本明細書において説明される種々の態様による導波路システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１５】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１６Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、電力網通信システムを管理するシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１６Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、電力網通信システムを管理するシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１７Ａ】図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法の一例の非限定的な実施形態を示す流れ図を示す。
【図１７Ｂ】図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法の一例の非限定的な実施形態を示す流れ図を示す。
【図１８Ａ】導波される電磁波を伝搬させる伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｂ】導波される電磁波を伝搬させる伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｃ】導波される電磁波を伝搬させる伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｄ】本明細書において説明される種々の態様による、結束伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｅ】本明細書において説明される種々の態様による、図１８Ｄの結束伝送媒体の第１の伝送媒体と第２の伝送媒体との間のクロストークを示すプロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｆ】本明細書において説明される種々の態様による、クロストークを軽減する結束伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｇ】本明細書において説明される種々の態様による、内部導波路を有する伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｈ】本明細書において説明される種々の態様による、内部導波路を有する伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｉ】図１８Ａ、図１８Ｂ、又は図１８Ｃの伝送媒体と併用することができるコネクタ構成の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｊ】図１８Ａ、図１８Ｂ、又は図１８Ｃの伝送媒体と併用することができるコネクタ構成の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｋ】導波される電磁波が伝搬する伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｌ】本明細書において説明される種々の態様による、クロストークを軽減する結束伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｍ】本明細書において説明される種々の態様による、アンテナとして用いられる結束伝送媒体からの露出スタブの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｎ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｏ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｐ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｑ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｒ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｓ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｔ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｕ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｖ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｗ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１９Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。
【図１９Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。
【図１９Ｃ】本明細書において説明される種々の態様による、レンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。
【図１９Ｄ】本明細書において説明される種々の態様による、レンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。
【図１９Ｅ】本明細書において説明される種々の態様による、リッジを有するレンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。
【図１９Ｆ】本明細書において説明される種々の態様による、リッジを有するレンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。
【図１９Ｇ】本明細書において説明される種々の態様による、楕円形構造を有する誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１９Ｈ】本明細書において説明される種々の態様による、図１９Ｇの誘電体アンテナにより発せられる近接場信号及び遠距離場信号の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図１９Ｉ】本明細書において説明される種々の態様による、遠距離場ワイヤレス信号を調整する誘電体アンテナの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図１９Ｊ】本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナに結合することができるフランジの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図１９Ｋ】本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナに結合することができるフランジの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図１９Ｌ】本明細書において説明される種々の態様による、フランジ、導波路、及び誘電体アンテナの組立体の一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図１９Ｍ】本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナによって生成されるワイヤレス信号を指向させるジンバルに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図１９Ｎ】本明細書において説明される種々の態様による誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図１９Ｏ】本明細書において説明される種々の態様による、ワイヤレス信号を操作するように構成可能な誘電体アンテナのアレイの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図２０Ａ】電柱により支持される電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いられる図１８Ａの伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２０Ｂ】電柱により支持される電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いられる図１８Ａの伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２０Ｃ】本明細書において説明される種々の態様による通信ネットワークの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図２０Ｄ】本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワークにおいて用いられるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図２０Ｅ】本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワークにおいて用いられるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図２０Ｆ】本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワークにおいて用いられるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。
【図２１Ａ】下りリンク信号を送信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｂ】上りリンク信号を送信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｃ】伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｄ】伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｅ】誘電体アンテナからワイヤレス信号を送信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｆ】誘電体アンテナにおいてワイヤレス信号を受信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｇ】通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出し軽減する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。
【図２１Ｈ】本明細書において説明される種々の態様による、伝送媒体上の水の蓄積に起因した伝搬損失を軽減する電磁波の場の位置合わせの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２１Ｉ】本明細書において説明される種々の態様による、図２０Ｈに示されるケーブルを伝搬する異なる電磁波の電場強度の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２１Ｊ】本明細書において説明される種々の態様による、図２０Ｈに示されるケーブルを伝搬する異なる電磁波の電場強度の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２１Ｋ】本明細書において説明される種々の態様による、グーボー波の電場の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２１Ｌ】本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波の電場の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２１Ｍ】本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波ｖｓグーボー波の電場特性の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２１Ｎ】本明細書において説明される種々の態様による、種々の動作周波数におけるハイブリッド波のモードサイズの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２２Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波を送出する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２２Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波を送出する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２３】本明細書において説明される種々の態様による、図２１Ａ及び図２１Ｂの導波路デバイスにより送出されるハイブリッド波の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。
【図２４】本明細書において説明される種々の態様による計算環境の一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図２５】本明細書において説明される種々の態様による、モバイルネットワークプラットフォームの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図２６】本明細書において説明される種々の態様による通信デバイスの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここで、１つ又は複数の実施形態が図面を参照しながら説明され、図面では、同じ参照符号が全体を通して同じ要素を指すために用いられる。以下の説明では、説明の目的上、種々の実施形態の完全な理解を提供するために多数の細部が記載される。しかし、種々の実施形態を、これらの細部を用いることなく（及び任意の特定のネットワーク化された環境又は標準規格に適用することなく）実施できることは明らかである。
【０００８】
一実施形態では、導波される電磁波を介してデータ又は他のシグナリング等の通信信号を送受信する導波通信システムが提示される。導波される電磁波は、例えば、伝送媒体に結合又は導波される表面波又は他の電磁波を含む。例示的な実施形態から逸脱することなく、導波通信と併せて多様な伝送媒体が利用可能であることが理解されよう。そのような伝送媒体の例としては、単独で又は１つ若しくは複数の組み合わせで以下のうちの１つ又は複数を含むことができる：絶縁されるか否か、及び単線であるか又は撚り線であるかに関係なく、電線；電線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状若しくは構成の導体；誘電体パイプ、ロッド、レール若しくは他の誘電体部材等の非導体；導体と誘電体材料との組み合わせ；又は他の導波伝送媒体。
【０００９】
伝送媒体における導波される電磁波の誘導は、電気回路の一部としての伝送媒体に注入されるか又は他に伝送するいかなる電位、電荷、又は電流からも独立することができる。例えば、伝送媒体が電線である場合、電線に沿った導波の伝搬に応答して、小さい電流を電線中に形成することができ、これが電線表面に沿った電磁波の伝搬に起因し得、電気回路の一部としての電線に注入される電位、電荷、又は電流に応答して形成されないことを理解されたい。したがって、電線上の進行する電磁波は、電線表面に沿って伝搬するのに回路を必要としない。したがって、電線は、回路の一部ではない単層伝送線路である。また、幾つかの実施形態において、電線は必要なく、電磁波は、電線ではない単線伝送媒体に沿って伝搬することができる。
【００１０】
より一般には、本開示により説明される「導波される電磁波」又は「導波」は、伝送媒体の少なくとも一部（例えば、裸線若しくは他の導体、誘電体、絶縁電線、導管若しくは他の中空要素、誘電体若しくは絶縁体で被膜、被覆、若しくは囲まれた絶縁電線の束若しくは他の電線束、又は別の形態の固体、液体、若しくは他の非ガス伝送媒体）である物理的物体の存在により行われて、物理的物体により少なくとも部分的に向けられるか又は誘導され、物理的物体の伝送路に沿って伝搬する。そのような物理的物体は、伝送媒体の界面（例えば、外面、内面、外面と内面との間の内部、又は伝送媒体の要素間の他の境界）により、導波される電磁波の伝搬を誘導する伝送媒体の少なくとも一部として動作することができ、導波される電磁波の伝搬は、送信側デバイスから伝送路に沿って受信側デバイスにエネルギー、データ、及び／又は他の信号を搬送することができる。
【００１１】
導波されない電磁波の進行距離の二乗に反比例して強度が下がる無誘導（又は非結合）電磁波等のワイヤレス信号の自由空間伝搬と異なり、導波される電磁波は、導波されない電磁波が受けるよりも小さい単位距離当たりの大きさ損失で伝送媒体に沿って伝搬することができる。
【００１２】
電気信号と異なり、導波される電磁波は、送信側デバイスと受信側デバイスとの間に別個の電気帰還路を必要とせずに送信側デバイスから受信側デバイスに伝搬することができる。その結果、導波される電磁波は、送信側デバイスから受信側デバイスに、導電性部品を有さない（例えば、誘電性ストリップを有する）伝送媒体に沿って、又は１個以下の導体（例えば、１本の裸線又は絶縁電線）を有する伝送媒体を介して伝搬することができる。伝送媒体が１つ又は複数の導電性部品を含み、伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波が、導波される電磁波の方向において１つ又は複数の導電性部品を流れる電流を生成する場合であっても、そのような導波される電磁波は、送信側デバイスと受信側デバイスとの間での電気帰還路で逆電流が流れる必要なく、送信側デバイスから伝送媒体に沿って受信側デバイスに伝搬することができる。
【００１３】
非限定的な例示において、送信側デバイスと受信側デバイスとの間で導電媒体を経由して電気信号を送受信する電気システムを考える。そのようなシステムは、一般に、電気的に別個の順路及び帰還路に依存する。例えば、絶縁体で隔てられた中心導体及び接地シールドを有する同軸ケーブルを考える。通常、電気システムでは、送信側（又は受信側）デバイスの第１の端子は、中心導体に接続することができ、送信側（又は受信側）デバイスの第２の端子は、接地シールドに接続することができる。送信側デバイスが第１の端子を介して中心導体に電気信号を注入する場合、電気信号は中心導体に沿って伝搬し、中心導体に順電流を生じさせ、接地シールドに帰還電流を生じさせる。同じ状況が２端子受信側デバイスにも当てはまる。
【００１４】
これとは対照的に、電気帰還路なしで、導波される電磁波の送信及び受信に伝送媒体（中でも特に同軸ケーブルを含む）の異なる実施形態を利用することができる、本開示において説明されるような導波通信システムを考える。１つの実施形態では、例えば、本開示の導波通信システムは、同軸ケーブルの外面に沿って伝搬する導波される電磁波を誘導するように構成することができる。導波される電磁波は、接地シールドに順電流を生じさせるが、導波される電磁波は、導波される電磁波が同軸ケーブルの外面に沿って伝搬できるようにするために帰還電流を必要としない。同じことが、導波される電磁波を送受信するために導波通信システムにより使用される他の伝送媒体についても言える。例えば、裸線又は絶縁電線の外面に導波通信システムにより誘導された導波される電磁波は、電気帰還路なしで裸線又は絶縁電線に沿って伝搬することができる。
【００１５】
したがって、送信側デバイスにより注入された電気信号の伝搬を可能にするために、別個の導体で順電流及び逆電流を搬送する２つ以上の導体を必要とする電気システムは、伝送媒体の界面に沿った導波される電磁波の伝搬を可能にするために電気帰還路が必要ない、伝送媒体の界面上に導波される電磁波を誘導する導波システムと異なる。
【００１６】
本開示に記載される導波される電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また伝送媒体の外面上を又は外面に沿って微小な距離より長い距離（ｎｏｎ−ｔｒｉｖｉａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅｓ）を伝搬するために、伝送媒体の主に又は実質的に外側に存在する電磁場構造を有し得ることに更に留意されたい。他の実施形態では、導波される電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また伝送媒体内の微小な距離より長い距離を伝搬するために、伝送媒体の主に又は実質的に内側に存在する電磁場構造を有することができる。他の実施形態では、導波される電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また伝送媒体に沿って微小な距離より長い距離を伝搬するために、伝送媒体の部分的に内側且つ部分的に外側に存在する電磁場構造を有することができる。一実施形態での所望の電場構造は、所望の伝送距離、伝送媒体自体の特性、及び伝送媒体の外部の環境状況／特性（例えば、降雨、霧、大気条件等の存在）を含む多様な要因に基づいて様々であり得る。
【００１７】
本明細書に記載される種々の実施形態は、導波される電磁波をミリメートル波周波数（例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）で伝送媒体に送出し及び／又はそれから抽出する「導波路結合デバイス」、「導波路結合器」、又はより簡単に「結合器」、「結合デバイス」、又は「送出器」と呼ぶことができる結合デバイスに関連し、ここで、ミリメートル波長は、電線の外周若しくは他の断面寸法等の結合デバイス及び／又は伝送媒体の１つ又は複数の寸法と比較して小さいか、又は３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ等の低域マイクロ波であり得る。伝送は、誘電材料のストリップ、アーク、又は他の長さ；ホーン、モノポール、ロッド、スロット、又は他のアンテナ；アンテナのアレイ；磁気共鳴キャビティ、又は他の共鳴結合器；コイル、ストリップライン、導波路又は他の結合デバイス等の結合デバイスにより導波される波として伝搬するように生成することができる。動作において、結合デバイスは、電磁波を送信機又は伝送媒体から受信する。電磁波の電磁場構造は、結合デバイスの内部、結合デバイスの外部、又はそれらの何らかの組み合わせで存在することができる。結合デバイスが伝送媒体に近い場合、電磁波の少なくとも一部分は、伝送媒体に結合され、導波される電磁波として引き続き伝搬する。往復では、結合デバイスは、伝送媒体から導波を抽出し、これらの電磁波を受信機に転送することができる。
【００１８】
例示的な実施形態によれば、表面波は、電線の外部若しくは外側の表面又は異なる特性（例えば、誘電率）を有する別のタイプの媒体に隣接又は露出した電線の別の表面等の伝送媒体の表面により導波されるタイプの導波である。実際に、例示的な実施形態では、表面波を導波する電線の表面は、２つの異なるタイプの媒体間の遷移面を表すことができる。例えば、裸線又は非絶縁電線の場合、電線の表面は、空気又は自由空間に露出した裸線又は非絶縁電線の外側又は外部導体表面であり得る。別の例として、絶縁電線の場合、電線の表面は、絶縁体、空気、及び／又は導体の特性（例えば、誘電率）の相対的な違いに応じて、更に導波の１つ又は複数の周波数及び伝搬モードに応じて、電線の絶縁体部分と接触する電線の導電部分であり得るか、又は他に空気若しくは自由空間に露出した電線の絶縁体表面であり得るか、又は他に電線の絶縁体表面と電線の絶縁体部分に接触する電線の導電部分との間の任意の材料領域であり得る。
【００１９】
例示的な実施形態によれば、導波と併せて使用される電線又は他の伝送媒体の「周囲」という用語は、円形又は実質的に円形の場分布、対称的な電磁場分布（例えば、電場、磁場、電磁場等）、又は電線若しくは他の伝送媒体の少なくとも部分的に周りの他の基本モードパターンを有する導波等の基本的な導波伝搬モードを含むことができる。加えて、導波は、電線又は他の伝送媒体の「周囲」を伝搬する場合、基本波動伝搬モード（例えば、ゼロ次モード）のみならず、加えて又は代わりに、高次導波モード（例えば、一次モード、二次モード等）、非対称モード、及び／又は電線又は伝送媒体の周りに非円形場分布を有する他の導波（表面波）等の非基本波動伝搬モードを含む導波伝搬モードに従ってそうすることができる。本明細書において用いられるとき、「導波モード」という用語は、伝送媒体、結合デバイス、又は導波通信システムの他のシステムコンポーネントの導波伝搬モードを指す。
【００２０】
例えば、そのような非円形場分布は、相対的に高い場強度によって特徴付けられる１つ又は複数の方位ローブ、及び／又は相対的に低い場強度、零場強度又は実質的な零場強度によって特徴付けられる１つ又は複数のヌル又はヌル領域を伴う片側又は多方向であり得る。更に、場分布は、例示的な実施形態に従って、電線の周囲の方位（ａｚｉｍｕｔｈａｌ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の１つ又は複数の領域が方位の１つ又は複数の他の領域より高い電場強度又は磁場強度（又はその組み合わせ）を有するように、他に電線周囲の長手方向の方位の関数として変化することができる。高次モード又は非対称モードの導波の相対的向き又は相対的位置は、導波が電線に沿って進行するにつれて変化する可能性があることは理解されよう。
【００２１】
本明細書において用いられるとき、「ミリメートル波」という用語は、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの「ミリメートル波周波数帯」内にある電磁波／信号を指すことができる。「マイクロ波」という用語は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの「マイクロ波周波数帯」内にある電磁波／信号を指すことができる。「無線周波数」又は「ＲＦ」という用語は、１０ｋＨｚ〜１ＴＨｚの「無線周波数帯域」内にある電磁波／信号を指すことができる。本開示において説明されるワイヤレス信号、電気信号、及び導波される電磁波が、例えば、ミリメートル波及び／又はマイクロ波周波数帯域内、その上、又はその下の周波数における等、任意の所望の周波数範囲において動作するように構成し得ることが理解される。特に、結合デバイス又は伝送媒体が導電要素を含む場合、結合デバイスにより搬送され、及び／又は伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波の周波数は、導電要素内の電子の平均衝突周波数未満であり得る。更に、結合デバイスにより搬送され、及び／又は伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波の周波数は、非光学周波数、例えば、１ＴＨｚで始まる光学周波数範囲未満の無線周波数であり得る。
【００２２】
本明細書において用いられるとき、「アンテナ」という用語は、ワイヤレス信号を送信／放射又は受信する送信システム又は受信システムの部分であるデバイスを指すことができる。
【００２３】
１つ又は複数の実施形態によれば、通信デバイスは、アンテナレンズを有する誘電体アンテナであって、アンテナレンズは、誘電体アンテナのアパーチャとして動作し、アンテナレンズは、誘電体アンテナにおける電磁波の伝搬を調整して、誘電体アンテナによって生成される近距離場ワイヤレス信号の位相差を低減する凸構造を有する、誘電体アンテナと、誘電体アンテナのフィードポイントに結合される誘電体コアを含むケーブルと、ケーブルに結合される送信機であって、電磁波の伝送を促進し、及び電磁波は、電気帰還路なしで誘電体コアによって誘電体アンテナのフィードポイントに導波される、送信機とを含むことができる。
【００２４】
１つ又は複数の実施形態によれば、アンテナ構造は、電磁波をフィードポイントに供給する誘電体コアへの結合を促進するフィードポイントと、電磁波を受信するためにフィードポイントに結合される誘電体アンテナとを含むことができ、誘電体アンテナは、誘電体アンテナのアパーチャとして動作するアンテナレンズを含み、アンテナレンズは、誘電体アンテナにおける電磁波の伝搬を調整して、誘電体アンテナによって生成される遠距離場ワイヤレス信号の断面を低減する構造を有する。
【００２５】
１つ又は複数の実施形態によれば、アンテナは、誘電体アンテナと、誘電体アンテナに結合されるレンズとを含むことができ、レンズは、誘電体アンテナのアパーチャとして機能し、レンズは、誘電体アンテナにおける電磁波の伝搬を調整して、主ローブ方向において誘電体アンテナによって生成される遠距離場ワイヤレス信号の強度を増大させる構造を有する。
【００２６】
ここで、図１を参照すると、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１００を示す。動作において、送信デバイス１０１は、データを含む１つ又は複数の通信信号１１０を通信ネットワーク又は他の通信デバイスから受信し、導波１２０を生成して、伝送媒体１２５を介してデータを送信デバイス１０２に伝達する。送信デバイス１０２は、導波１２０を受信し、通信ネットワーク又は他の通信デバイスに送信する、データを含む通信信号１１２に変換する。位相変調、周波数変調、直交振幅変調、振幅変調、直交周波数分割多重等のマルチキャリア変調等の変調技法により、周波数分割多重、時分割多重、符号分割多重、異なる波動伝搬モードによる多重化等の複数のアクセス技法により、並びに他の変調及びアクセス方法により導波１２０を変調してデータを搬送することができる。
【００２７】
１つ又は複数の通信ネットワークは、モバイルデータネットワーク、セルラー音声データネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（例えば、ＷｉＦｉ又は８０２．ｘｘネットワーク）、衛星通信ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、又は他のワイヤレスネットワーク等のワイヤレス通信ネットワークを含むことができる。１つ又は複数の通信ネットワークは、電話回線網、イーサネットネットワーク、ローカルエリアネットワーク、インターネット等の広域ネットワーク、ブロードバンドアクセスネットワーク、ケーブルネットワーク、光ファイバネットワーク、又は他の有線ネットワーク等の有線通信ネットワークを含むこともできる。通信デバイスは、ネットワークエッジデバイス、ブリッジデバイス又はホームゲートウェイ、セットトップボックス、ブロードバンドモデム、電話アダプタ、アクセスポイント、基地局、又は他の固定通信デバイス、車載ゲートウェイ又はオートモバイルコンピューター、ラップトップコンピューター、タブレット、スマートフォン、携帯電話、又は他の通信デバイス等のモバイル通信デバイスを含むことができる。
【００２８】
例示的な実施形態では、導波通信システム１００は双方向様式で動作することができ、双方向様式では、送信デバイス１０２は、通信ネットワーク又はデバイスから、他のデータを含む１つ又は複数の通信信号１１２を受信し、導波１２２を生成し、伝送媒体１２５を介して上記の他のデータを送信デバイス１０１に搬送する。この動作モードでは、送信デバイス１０１は、導波１２２を受信し、通信ネットワーク又はデバイスに送信する、上記の他のデータを含む通信信号１１０に変換する。位相変調、周波数変調、直交振幅変調、振幅変調、直交周波数分割多重等のマルチキャリア変調等の変調技法により、周波数分割多重、時分割多重、符号分割多重、異なる波動伝搬モードによる多重化等の複数のアクセス技法により、並びに他の変調及びアクセス方法により導波１２２を変調してデータを搬送することができる。
【００２９】
伝送媒体１２５は、絶縁体又は他の誘電性カバー、被膜、又は他の誘電材料等の誘電材料で囲まれた少なくとも１つの内部を有するケーブルを含むことができ、誘電材料は、外面及び対応する周縁を有する。例示的な実施形態において、伝送媒体１２５は、単層伝送線路として動作して、電磁波の伝送を導波する。伝送媒体１２５は、単線伝送システムとして実施される場合、電線を含むことができる。電線は絶縁されてもよく又は絶縁されなくてもよく、単線であってもよく又は撚り線（例えば、編組）であってもよい。他の実施形態において、伝送媒体１２５は、電線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状又は構成の導体を含むことができる。加えて、伝送媒体１２５は、誘電体パイプ、ロッド、レール又は他の誘電体部材等の非導体、導体と誘電体材料との組み合わせ、誘電材料なしの導体、又は他の導波伝送媒体を含むことができる。伝送媒体１２５は、他の点において、上述した任意の伝送媒体を含み得ることに留意されたい。
【００３０】
更に、上述したように、導波１２０及び１２２は、自由空間／空気を介する無線伝送又は電気回路を介した電線の導体を通る電力又は信号の従来の伝搬と対比され得る。導波１２０及び１２２の伝搬に加えて、伝送媒体１２５は、任意選択的に、１つ又は複数の電気回路の一部として、従来の様式で電力又は他の通信信号を伝搬する１つ又は複数の電線を含むことができる。
【００３１】
ここで、図２を参照すると、送信デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図２００が示されている。送信デバイス１０１又は１０２は、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０５、送受信機２１０、及び結合器２２０を含む。
【００３２】
動作の一例において、通信インターフェース２０５は、データを含む通信信号１１０又は１１２を受信する。種々の実施形態において、通信インターフェース２０５は、ＬＴＥ又は他のセルラー音声データプロトコル、ＷｉＦｉ又は８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、超広帯域プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル、直接放送衛星（ＤＢＳ）若しくは他の衛星通信プロトコル、又は他のワイヤレスプロトコル等のワイヤレス標準プロトコルに従ってワイヤレス通信信号を受信するワイヤレスインターフェースを含むことができる。加えて又は代わりに、通信インターフェース２０５は、イーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコル、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル、又は他の有線プロトコルに従って動作する有線インターフェースを含む。標準規格に基づくプロトコルに加えて、通信インターフェース２０５は、他の有線プロトコル又は無線プロトコルと共に動作することができる。更に、通信インターフェース２０５は、任意選択的に、ＭＡＣプロトコル、トランスポートプロトコル、アプリケーションプロトコル等を含む複数のプロトコルレイヤを含むプロトコルスタックと共に動作することができる。
【００３３】
動作の一例において、送受信機２１０は、データを搬送する通信信号１１０又は１１２に基づいて電磁波を生成する。電磁波は、少なくとも１つの搬送波周波数と、少なくとも１つの対応する波長とを有する。搬送波周波数は、６０ＧＨｚ若しくは３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの範囲内の搬送波周波数等の３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリメートル波周波数帯域内又は２６ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、１１ＧＨｚ、６ＧＨｚ、若しくは３ＧＨｚ等のマイクロ波周波数範囲内の３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚという低周波数帯域に存在することができるが、他の実施形態において、他の搬送波周波数が可能であることが理解されよう。一動作モードにおいて、送受信機２１０は、伝送媒体１２５により導波又は結合される導波される電磁波としてマイクロ波帯域又はミリメートル波帯域内の電磁信号を伝送するために、１つ又は複数の通信信号１１０又は１１２を単にアップコンバートする。別の動作モードにおいて、通信インターフェース２０５は、通信信号１１０又は１１２をベースバンド信号若しくはベースバンド付近の信号に変換するか、又は通信信号１１０若しくは１１２からデータを抽出し、送受信機２１０は、送信するためにデータ、ベースバンド信号若しくはベースバンド付近の信号を高周波数搬送波に変調する。送受信機２１０が通信信号１１０又は１１２を介して受信したデータを変調して、異なるプロトコルのペイロードへのカプセル化により又は単純な周波数偏移により、通信信号１１０又は１１２の１つ又は複数のデータ通信プロトコルを保存し得ることを理解されたい。代替では、送受信機２１０は、通信信号１１０又は１１２の１つ又は複数のデータ通信プロトコルと異なるプロトコルに、通信信号１１０又は１１２を介して受信したデータを他に変換することができる。
【００３４】
動作の一例において、結合器２２０は、１つ又は複数の通信信号１１０又は１１２を搬送する導波される電磁波として電磁波を伝送媒体１２５に結合する。先の説明は、送信機としての送受信機２１０の動作に焦点を合わせたが、送受信機２１０は、他のデータを単線伝送媒体から結合器２２０を介して搬送する電磁波を受信し、上記他のデータを含む通信インターフェース２０５を介して通信信号１１０又は１１２を生成するように動作することもできる。追加の導波される電磁波が、伝送媒体１２５に沿っても伝搬する他のデータを搬送する実施形態を考える。結合器２２０は、受信のためにこの追加の電磁波も伝送媒体１２５から送受信機２１０に結合することができる。
【００３５】
送信デバイス１０１又は１０２は、任意選択的なトレーニングコントローラ２３０を含む。例示的な実施形態において、トレーニングコントローラ２３０は、スタンドアロンプロセッサ又は送信デバイス１０１若しくは１０２の１つ又は複数の他のコンポーネントと共有されるプロセッサにより実施される。トレーニングコントローラ２３０は、導波される電磁波を受信するように結合される少なくとも１つのリモート送信デバイスから送受信機２１０により受信されるフィードバックデータに基づいて、導波される電磁波の搬送波周波数、変調方式、及び／又は導波モードを選択する。
【００３６】
例示的な実施形態において、リモート送信デバイス１０１又は１０２により送信された導波される電磁波は、伝送媒体１２５に沿っても伝搬するデータを搬送する。リモート送信デバイス１０１又は１０２からのデータは、フィードバックデータを含むように生成することができる。動作において、結合器２２０は、伝送媒体１２５からの導波される電磁波も結合し、送受信機は、電磁波を受信し、電磁波を処理してフィードバックデータを抽出する。
【００３７】
例示的な実施形態において、トレーニングコントローラ２３０は、フィードバックデータに基づいて動作して、複数の周波数候補、変調方式候補、及び／又は送信モード候補を評価し、スループット、信号強度等の性能を強化し、伝搬損失を低減等するように搬送波周波数、変調方式、及び／又は送信モードを選択する。
【００３８】
以下の例を考える。送信デバイス１０１が、パイロット波又は他のテスト信号等のテスト信号として複数の導波を、伝送媒体１２５に結合されたリモート送信デバイス１０２に向けられた対応する複数の周波数候補及び／又はモード候補で送信することにより、トレーニングコントローラ２３０の制御下で動作を開始する。加えて又は代わりに、導波はテストデータを含むことができる。テストデータは、信号の特定の周波数候補及び／又は導波モード候補を示し得る。一実施形態において、リモート送信デバイス１０２におけるトレーニングコントローラ２３０は、適宜受信した任意の導波からテスト信号及び／又はテストデータを受信し、最良の周波数候補及び／又は導波モード候補、１組の許容可能な周波数候補及び／又は導波モード候補、又は周波数候補及び／又は導波モード候補のランク付き順序を決定する。周波数候補又は／及び導波モード候補のこの選択は、受信信号強度、ビットエラーレート、パケットエラーレート、信号対雑音比、伝搬損失等の１つ又は複数の最適化基準に基づいてトレーニングコントローラ２３０により生成される。トレーニングコントローラ２３０は、選択された周波数候補又は／及び導波モード候補を示すフィードバックデータを生成し、送信デバイス１０１に送信するために、フィードバックデータを送受信機２１０に送信する。次に、送信デバイス１０１及び１０２は、選択された周波数候補又は／及び導波モードに基づいて互いとデータを通信することができる。
【００３９】
他の実施形態において、テスト信号及び／又はテストデータを含む導波される電磁波は、これらの波を開始した送信デバイス１０１のトレーニングコントローラ２３０による受信及び分析のために、リモート送信デバイス１０２により送信デバイス１０１に反射、中継、又は他にループバックされる。例えば、送信デバイス１０１は、信号をリモート送信デバイス１０２に送信して、テストモードを開始することができ、テストモードでは、物理的な反射器は線上で切り替えされ、終端インピーダンスは、反射を生じさせるように変更され、ループバックモードがオンに切り替えられて電磁波をソース送信デバイス１０２に再び結合し、及び／又はリピーターモードがイネーブルされて電磁波を増幅し、ソース送信デバイス１０２に再送信する。ソース送信デバイス１０２におけるトレーニングコントローラ２３０は、適宜受信した任意の導波からテスト信号及び／又はテストデータを受信し、選択された周波数候補及び／又は導波モード候補を決定する。
【００４０】
上記手順は、スタートアップ又は初期化動作モードで説明されたが、各送信デバイス１０１又は１０２は、同様にテスト信号を送信してもよく、通常の送信等の非テストを介して周波数候補若しくは導波モード候補を評価してもよく、又は他の時間で若しくは連続して周波数候補若しくは導波モード候補を他に評価してもよい。例示的な実施形態において、送信デバイス１０１及び１０２間の通信プロトコルは、完全なテスト又は周波数候補及び導波モード候補のサブセットのより制限されたテストがテストされ評価される要求時又は定期的テストモードを含むことができる。他の動作モードにおいて、外乱、天候状況等に起因した性能の低下により、そのようなテストモードへのリエントリをトリガーすることができる。例示的な実施形態において、送受信機２１０の受信機帯域幅は、全ての周波数候補を受信するのに十分に広いか若しくは掃引され、又はトレーニングコントローラ２３０により、送受信機２１０の受信機帯域幅が全ての周波数候補を受信するのに十分に広いか若しくは掃引されるトレーニングモードに選択的に調整することができる。
【００４１】
ここで、図３を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図３００が示されている。この実施形態において、空中にある伝送媒体１２５は、断面で示されるように、内部導体３０１と、誘電材料の絶縁外被３０２とを含む。図３００は、非対称及び非基本導波モードを有する導波の伝搬により生成される異なる電磁場強度を表す異なるグレースケールを含む。
【００４２】
特に、電磁場分布は、絶縁伝送媒体に沿った導波される電磁波の伝搬を強化し、エンドツーエンド伝送損失を低減するモーダル「スイートスポット」に対応する。この特定のモードにおいて、電磁波は、伝送媒体１２５により導波されて、伝送媒体の外面  −  この場合、絶縁外被３０２の外面  −  に沿って伝搬する。電磁波は、部分的に絶縁体内に埋め込まれ、部分的に絶縁体の外面上で放射される。このようにして、電磁波は絶縁体に「軽く」結合されて、低伝搬損失での長距離の電磁波伝搬を可能にする。
【００４３】
示されるように、導波は主に又は実質的に、電磁波を導波するように機能する伝送媒体１２５の外部にある場構造を有する。導体３０１の内部にある領域は、場を有さないか、有したとしてもごくわずかである。同様に、絶縁外被３０２内部の領域も低い場強度を有する。電磁場強度の大半は、絶縁外被３０２の外面におけるローブ３０４及びその近傍に分布する。非対称導波モードの存在は、絶縁外被３０２の外面の上部及び下部（図の向きでの）における高電磁場強度により示される  −  絶縁外被３０２の他の側での非常に小さい場強度とは対照的である。
【００４４】
示される例は、直径１．１ｃｍ及び誘電絶縁厚０．３６ｃｍを有する電線により導波される３８ＧＨｚ電磁波に対応する。電磁波は伝送媒体１２５により導波され、場強度の大半は、外面の限られた距離内の絶縁外被３０２の外部にある空気中に集中するため、導波は、非常に低い損失で伝送媒体１２５を長手方向下に伝搬することができる。示される例において、この「限られた距離」は、伝送媒体１２５の最大断面寸法の半分未満の外面からの距離に対応する。この場合、電線の最大断面寸法は、全体直径１．８２ｃｍに対応するが、この値は、伝送媒体１２５のサイズ及び形状に伴って変わることができる。例えば、伝送媒体１２５が、高さ０．３ｃｍ及び幅０．４ｃｍを有する矩形形状のものである場合、最大断面寸法は対角線の０．５ｃｍであり、対応する制限される距離は０．２５ｃｍである。場強度の大半を含むエリアの寸法も周波数に伴って変わり、一般に搬送波周波数の低減に伴って増大する。
【００４５】
結合器及び伝送媒体等の導波通信システムのコンポーネントが、各導波モードでそれ自体の遮断周波数を有し得ることにも留意されたい。遮断周波数は、一般に、特定の導波モードがその特定のコンポーネントによりサポートされるように設計される最低周波数を示す。例示的な実施形態において、示される特定の非対称伝搬モードは、この特定の非対称モードの低遮断周波数Ｆｃの限られた範囲（Ｆｃ〜２Ｆｃ等）内にある周波数を有する電磁波により、伝送媒体１２５上に誘導される。低遮断周波数Ｆｃは、伝送媒体１２５の特性に固有である。絶縁外被３０２で囲まれた内部導体３０１を含む示される実施形態の場合、この遮断周波数は、絶縁外被３０２の寸法及び特性並びに潜在的に内部導体３０１の寸法及び特性に基づいて変わることができ、所望のモードパターンを有するように実験的に決定することができる。しかし、中空誘電体又は内部導体なしの絶縁体でも同様の効果を見出し得ることに留意されたい。この場合、遮断周波数は、中空誘電体又は絶縁体の寸法及び特性に基づいて変わることができる。
【００４６】
低遮断周波数よりも低い周波数では、非対称モードを伝送媒体１２５に誘導することは困難であり、全ての伝搬に失敗し、微小な距離のみ伝搬する。周波数が遮断周波数の前後の限られた周波数範囲を超えて増大するにつれて、非対称モードは絶縁外被３０２のますます内側に向かってシフトする。遮断周波数よりもはるかに高い周波数では、場強度はもはや絶縁外被の外部に集中せず、主に絶縁外被３０２の内部に集中する。伝送媒体１２５は電磁波に強力な導波を提供し、伝搬は依然として可能であるが、絶縁外被３０２内の伝搬に起因する損失の増大によって範囲はより制限される  −  周囲空気とは対照的である。
【００４７】
ここで、図４を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図４００が示されている。特に、図３と同様の断面図４００は、同様の要素を指すのに使用される共通の参照符号を用いて示されている。示される例は、直径１．１ｃｍ及び誘電絶縁厚０．３６ｃｍを有する電線により導波される６０ＧＨｚ波に対応する。導波の周波数は、この特定の非対称モードの遮断周波数の限られた範囲を超えるため、場強度の多くは絶縁外被３０２の内側にシフトしている。特に、場強度は主に絶縁外被３０２の内部に集中する。伝送媒体１２５は強力な導波を電磁波に提供し、伝搬は依然として可能であるが、絶縁外被３０２内の伝搬に起因した損失の増大により、図３の実施形態と比較した場合、範囲はより制限される。
【００４８】
ここで、図５Ａを参照すると、周波数応答の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図が示されている。特に、図５００は、２００ｃｍ絶縁媒体電圧電線の３点における電磁場分布５１０、５２０、及び５３０が重ねられた、周波数の関数としてのエンドツーエンド損失（ｄＢ単位）のグラフを提示する。絶縁体と周囲空気との境界は、各電磁場分布において参照符号５２５で表されている。
【００４９】
図３に関連して考察したように、示される伝搬の所望の非対称モードの一例は、この特定の非対称モードでの伝送媒体の低遮断周波数Ｆｃの限られた範囲（Ｆｃ〜２Ｆｃ等）内にある周波数を有する電磁波により、伝送媒体１２５に誘導される。特に、６ＧＨｚにおける電磁場分布５２０は、絶縁された伝送媒体に沿った電磁波伝搬を強化し、エンドツーエンド伝送損失を低減するこのモーダル「スイートスポット」内にある。この特定のモードにおいて、導波は、部分的に絶縁体内に埋め込まれ、部分的に絶縁体の外面上で放射される。このようにして、電磁波は絶縁体に「軽く」結合されて、低伝搬損失での長距離の導波される電磁波伝搬を可能にする。
【００５０】
３ＧＨｚにおける電磁場分布５１０により表される低周波数において、非対称モードはより強く放射し、高い伝搬損失をもたらす。９ＧＨｚにおける電磁場分布５３０により表される高周波数において、非対称モードは絶縁外被のますます内側にシフトし、多すぎる吸収を提供し、ここでも高い伝搬損失をもたらす。
【００５１】
ここで、図５Ｂを参照すると、種々の動作周波数における導波される電磁波の場を示す、絶縁電線等の伝送媒体１２５の長手方向断面の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図５５０が示されている。図５５６に示されるように、導波される電磁波が概ねモーダル「スイートスポット」に対応する遮断周波数（ｆｃ）にある場合、導波される電磁波は絶縁電線と緩く結合し、それにより、吸収は低減し、導波される電磁波の場は、環境（例えば、空気）中に放射される量を低減するのに十分に結合される。導波される電磁波の場の吸収及び放射は低いため、その結果として伝搬損失は低く、導波される電磁波のより長距離にわたる伝搬を可能にする。
【００５２】
図５５４に示されるように、導波電磁波の動作周波数が遮断周波数（ｆｃ）の約２倍を超えて  −  又は述べたように「スイートスポット」の範囲を超えて  −  増大する場合、伝搬損失は増大する。電磁波の場強度のより多くが絶縁層内部で生じ、伝搬損失を増大させる。遮断周波数（ｆｃ）よりもはるかに高い周波数において、導波される電磁波は、図５５２に示されるように、導波される電磁波により発せられる場が電線の絶縁層に集中することの結果として、絶縁電線に強く結合する。これは、導波される電磁波の絶縁層による吸収に起因して、伝搬損失を更に上昇させる。同様に、図５５８に示されるように、導波される電磁波の動作周波数が遮断周波数（ｆｃ）よりもかなり低い場合も伝搬損失は増大する。遮断周波数（ｆｃ）よりもはるかに低い周波数において、導波される電磁波は絶縁電線に弱く（又は公称的に）結合し、それにより、環境（例えば、空気）中に放射する傾向を有し、これは、導波される電磁波の放射に起因して伝搬損失を増大させる。
【００５３】
ここで、図６を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図６００が示されている。この実施形態において、伝送媒体６０２は、断面で示されるように裸線である。図３００は、単一の搬送波周波数において対称及び基本導波モードを有する導波の伝搬により生じる異なる電磁場強度を表す異なるグレースケールを含む。
【００５４】
この特定のモードにおいて、電磁波は、伝送媒体６０２により導波されて、伝送媒体の外面  −  この場合、裸線の外面  −  に沿って伝搬する。電磁波は電線に「軽く」結合して、低伝搬損失で長距離にわたる電磁波伝搬を可能にする。示されるように、導波は、電磁波を導波するように機能する伝送媒体６０２の実質的に外部にある場構造を有する。導体６０２の内部にある領域は、場を有さないか、有したとしてもごくわずかである。
【００５５】
ここで、図７を参照すると、アーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図７００が示されている。特に、結合デバイスは、図１に関連して提示した送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスで使用されるために提示される。結合デバイスは、送信機回路７１２及び終端又はダンパー７１４に結合されるアーク結合器７０４を含む。アーク結合器７０４は、誘電材料、他の低損失絶縁体（例えば、テフロン、ポリエチレン等）、導電（例えば、金属、非金属等）材料、又は上記材料の任意の組み合わせで作ることができる。示されるように、アーク結合器７０４は、導波路として動作し、アーク結合器７０４の導波路表面の周囲を導波として伝搬する波７０６を有する。示される実施形態において、アーク結合器７０４の少なくとも一部は、電線７０２又は他の伝送媒体（伝送媒体１２５等）の近くに配置されて、電線上に導波７０８を送出するために、本明細書に説明されるようにアーク結合器７０４と電線７０２又は他の伝送媒体との間の結合を促進することができる。アーク結合器７０４は、湾曲したアーク結合器７０４の一部分が電線７０２に対して接線方向、且つ平行又は実質的に平行であるように配置することができる。電線に平行するアーク結合器７０４の部分は、曲線の頂点又は曲線の接線が電線７０２に平行する任意の点であり得る。アーク結合器７０４がこのように位置決め又は配置される場合、アーク結合器７０４に沿って進行する波７０６は、少なくとも部分的に電線７０２に結合し、導波７０８として電線７０２の電線表面の周り又は周囲を電線７０２に沿って長手方向に伝搬する。導波７０８は、電線７０２又は他の伝送媒体により導波されるか、又は結合する表面波又は他の電磁波として特徴付けることができる。
【００５６】
電線７０２に結合しない波７０６の部分は、波７１０としてアーク結合器７０４に沿って伝搬する。波７０６の電線７０２への所望のレベルの結合又は非結合を達成するために、電線７０２に関連して多様な位置にアーク結合器７０４を構成し配置し得ることが理解されよう。例えば、平行又は実質的に平行であるアーク結合器７０４の曲率及び／又は長さ及びその電線７０２への分離距離（一実施形態において、ゼロ分離距離を含むことができる）は、例示的な実施形態から逸脱せずに変わることができる。同様に、電線７０２に関連するアーク結合器７０４の配置は、電線７０２及びアーク結合器７０４のそれぞれの固有の特徴（例えば、厚さ、組成、電磁特性等）並びに波７０６及び７０８の特徴（例えば、周波数、エネルギーレベル等）の考慮に基づいて変えることができる。
【００５７】
導波７０８は、電線７０２が湾曲及び屈曲する場合であっても電線７０２に平行又は実質的に平行なままである。電線７０２の湾曲は伝送損失を増大させることがあり、これは、電線の直径、周波数、及び材料にも依存する。アーク結合器７０４の寸法が効率的な送電に向けて選択される場合、波７０６の電力の大半は電線７０２に移り、波７１０に残る電力はごくわずかである。電線７０２に平行又は実質的に平行する経路に沿って進行する間、導波７０８の性質は、依然として、基本伝送モードあり又はなしで、非基本又は非対称であるモードを有することを含めてマルチモーダル（本明細書において考察される）であり得ることが理解されよう。一実施形態において、非基本又は非対称モードを利用して、伝送損失を最小化し、及び／又は伝搬距離の増大を得ることができる。
【００５８】
平行という用語は、一般に、現実のシステムでは厳密には達成可能でないことが多い幾何学的構成であることに留意されたい。したがって、本開示において利用される平行という用語は、本開示において開示される実施形態の説明に用いられるとき、厳密な構成ではなく近似を表す。一実施形態において、実質的に平行は、全ての寸法において真の平行の３０度以内である近似を含むことができる。
【００５９】
一実施形態において、波７０６は、１つ又は複数の波動伝搬モードを示し得る。アーク結合器モードは、結合器７０４の形状及び／又は設計に依存し得る。１つ又は複数のアーク結合器モードの波７０６は、電線７０２に沿って伝搬する１つ又は複数の波動伝搬モードの導波７０８を生成し、影響し、又は影響を及ぼすことができる。しかし、導波７０６に存在する導波モードが導波７０８の導波モードと同じであるか又は異なり得ることに特に留意されたい。このようにして、１つ又は複数の導波モードの導波７０６は、導波７０８に移らない可能性もあり、更なる１つ又は複数の導波モードの導波７０８は、導波７０６に存在していなかった可能性もある。特定の導波モードでのアーク結合器７０４の遮断周波数が電線７０２の遮断周波数又はそれと同じモードの他の伝送媒体の遮断周波数と異なり得ることにも留意されたい。例えば、電線７０２又は他の伝送媒体は、特定の導波モードの遮断周波数のわずかに上で動作することができるが、アーク結合器７０４は、低損失のために、それと同じモードの遮断周波数のかなり上で動作することができ、例えばより大きい結合及び送電を誘導するために、それと同じモードの遮断周波数のわずかに下で動作することができ、又はそのモードのアーク結合器の遮断周波数に関連して何らかの他の点で動作することができる。
【００６０】
一実施形態において、電線７０２上の波動伝搬モードは、アーク結合器モードと同様であり得、その理由は、波７０６及び７０８が両方ともアーク結合器７０４及び電線７０２のそれぞれの外部の周囲を伝搬するためである。幾つかの実施形態において、波７０６は電線７０２に結合する際、アーク結合器７０４と電線７０２との間の結合に起因して、モードは形態を変えることができ、又は新しいモードを作成若しくは生成することができる。例えば、アーク結合器７０４及び電線７０２のサイズ、材料、及び／又はインピーダンスの違いにより、アーク結合器モードに存在しない追加のモードを作成し、及び／又はアーク結合器モードの幾つかを抑制することができる。波動伝搬モードは、小さい電場及び／又は磁場のみが伝搬方向において延在し、導波が電線に沿って伝搬する間、電場及び磁場が径方向外側に延在する基本横電磁モード（疑似ＴＥＭ００）を含むことができる。この導波モードは、電磁場のうちの少数がアーク結合器７０４又は電線７０２内に存在するドーナツ形であり得る。
【００６１】
波７０６及び７０８は、場が径方向外側に延在する基本ＴＥＭモードを含むと共に、他の非基本（例えば、非対称、高次等）モードも含むことができる。特定の波動伝搬モードを上述したが、利用される周波数、アーク結合器７０４の設計、電線７０２の寸法及び組成及びその表面特性、存在する場合にはその絶縁体、周囲環境の電磁特性等に基づいて、横断電気（ＴＥ）及び横断磁気（ＴＭ）モード等の他の波動伝搬モードも同様に可能である。周波数、電線７０２の電気的特性及び物理的特性、並びに生成される特定の波動伝搬モードに応じて、導波７０８が、酸化非絶縁電線、非酸化非絶縁電線、絶縁電線の導電表面に沿って及び／又は絶縁電線の絶縁表面に沿って進行し得ることに留意されたい。
【００６２】
一実施形態において、アーク結合器７０４の直径は電線７０２の直径よりも小さい。用いられるミリメートル帯域波長では、アーク結合器７０４は、波７０６を構成する単一の導波路モードをサポートする。この単一の導波路モードは、導波７０８として電線７０２に結合するときに変わることができる。アーク結合器７０４がより大きい場合、２つ以上の導波路モードをサポートすることができるが、これらの追加の導波路モードは、効率的に電線７０２に結合しない可能性があり、その結果、結合損失が高くなり得る。しかし、幾つかの代替の実施形態において、例えば、より高い結合損失が望ましい場合又は結合損失を他に低減する他の技法（例えば、先細りを用いたインピーダンス整合等）と併せて使用される場合、アーク結合器７０４の直径は、電線７０２の直径以上であり得る。
【００６３】
一実施形態において、波７０６及び７０８の波長は、アーク結合器７０４及び電線７０２の外周と同等又はより小さいサイズである。一例において、電線７０２が直径０．５ｃｍ及び対応する外周約１．５ｃｍである場合、送信の波長は約１．５ｃｍ以下であり、７０ＧＨｚ以上の周波数に対応する。別の実施形態において、送信及び搬送波信号の適する周波数は、３０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲であり、おそらく約３０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚ、一例では約３８ＧＨｚである。一実施形態において、アーク結合器７０４及び電線７０２の外周が、送信の波長とサイズが同等又はより大きい場合、波７０６及び７０８は、本明細書において説明される種々の通信システムをサポートするのに十分な距離にわたり伝搬する基本及び／又は非基本（対称及び／又は非対称）モードを含む複数の波動伝搬モードを示し得る。したがって、波７０６及び７０８は、２つ以上のタイプの電場及び磁場構成を含むことができる。一実施形態において、導波７０８が電線７０２を下に伝搬するにつれて、電場及び磁場構成は、電線７０２の端部から端部まで同じままである。他の実施形態において、導波７０８が伝送損失又は散乱に起因して干渉（歪み若しくは障害）に直面するか又はエネルギーを失うとき、磁場及び電場構成は、導波７０８が電線７０２を下に伝搬するにつれて変わることができる。
【００６４】
一実施形態において、アーク結合器７０４は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド、又は他のプラスチックで構成することができる。他の実施形態において、他の誘電材料が可能である。電線７０２の電線表面は、裸の金属表面を有する金属であり得るか、又はプラスチック、誘電体、絶縁体、若しくは他の被覆、外被若しくはシースを用いて絶縁することができる。一実施形態において、誘電体又は他の非導電／絶縁導波路は、裸／金属電線又は絶縁電線と対にすることができる。他の実施形態において、金属及び／又は導電性導波路は、裸／金属電線又は絶縁電線と対にすることができる。一実施形態において、電線７０２の裸の金属表面の酸化層（例えば、酸素／空気への裸の金属表面の露出から生じる）も、幾つかの絶縁体又はシースにより提供されるものと同様の絶縁特性又は誘電特性を提供することができる。
【００６５】
波７０６、７０８、及び７１０のグラフィック表示は、単に、波７０６が例えば単層伝送線路として動作する電線７０２に導波７０８を誘導又は他に送出する原理を示すために提示されることに留意されたい。波７１０は、導波７０８の生成後、アーク結合器７０４に残る波７０６の部分を表す。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、特定の１つ又は複数の波動伝搬モード、アーク結合器７０４の設計、電線７０２の寸法及び組成、並びに表面特性、任意選択的な絶縁、周囲環境の電磁特性等に応じて変わることができる。
【００６６】
アーク結合器７０４は、波７１０から残留放射又はエネルギーを吸収することができるアーク結合器７０４の端部において終端回路又はダンパー７１４を含み得ることに留意されたい。終端回路又はダンパー７１４は、送信機回路７１２に向かって反射する波７１０からの残留放射又はエネルギーを回避及び／又は最小化することができる。一実施形態において、終端回路又はダンパー７１４は、終端抵抗及び／又はインピーダンス整合を実行して反射を減衰させる他のコンポーネントを含むことができる。幾つかの実施形態において、結合効率が十分に高く、及び／又は波７１０が十分に小さい場合、終端回路又はダンパー７１４を使用する必要がないことがある。簡単にするために、これらの送信機７１２及び終端回路又はダンパー７１４は、他の図に示されていないことがあるが、それらの実施形態において、おそらく送信機及び終端回路又はダンパーを用いることができる。
【００６７】
更に、単一の導波７０８を生成する単一のアーク結合器７０４が提示されるが、電線７０２に沿った異なる点及び／又は電線の周囲の異なる方位に配置される複数のアーク結合器７０４を利用して、同じ又は異なる周波数、同じ又は異なる位相、同じ又は異なる波動伝搬モードにおける複数の導波７０８を生成し受信することができる。
【００６８】
図８では、アーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図８００を示す。示される実施形態において、結合器７０４の少なくとも１つの部分は、電線７０２又は他の伝送媒体（伝送媒体１２５等）の近くに配置して、アーク結合器７０４と電線７０２又は他の伝送媒体との間の結合を促進し、本明細書において説明されるように導波８０８として導波８０６の一部分を抽出することができる。アーク結合器７０４は、湾曲アーク結合器７０４の一部分が電線７０２に対して接線方向に、且つ平行又は実質的に平行であるように配置することができる。電線に平行するアーク結合器７０４の部分は、曲線の頂点又は曲線の接線が電線７０２に平行する任意の点であり得る。アーク結合器７０４がこのように位置決め又は配置される場合、電線７０２に沿って進行する波８０６は、少なくとも部分的にアーク結合器７０４に結合し、導波８０８としてアーク結合器７０４に沿って受信側デバイス（明示的に示されず）に伝搬する。アーク結合器に結合されない波８０６の部分は、電線７０２又は他の伝送媒体に沿って波８１０として伝搬する。
【００６９】
一実施形態において、波８０６は、１つ又は複数の波動伝搬モードを示し得る。アーク結合器モードは、結合器７０４の形状及び／又は設計に依存し得る。１つ又は複数のモードの導波８０６は、アーク結合器７０４に沿って伝搬する１つ又は複数の導波モードの導波８０８を生成し、影響し、又は影響を及ぼすことができる。しかし、導波８０６に存在する導波モードが導波８０８の導波モードと同じであるか又は異なり得ることに特に留意されたい。このようにして、１つ又は複数の導波モードの導波８０６は、導波８０８に移らない可能性もあり、更なる１つ又は複数の導波モードの導波８０８は、導波８０６に存在していなかった可能性もある。
【００７０】
ここで、図９Ａを参照すると、スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図９００が示されている。特に、スタブ結合器９０４を含む結合デバイスは、図１に関連して提示される送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスで使用されるために提示されている。スタブ結合器９０４は、誘電材料、他の低損失絶縁体（例えば、テフロン、ポリエチレン等）、導電（例えば、金属、非金属等）材料、又は上記材料の任意の組み合わせで作ることができる。示されるように、スタブ結合器９０４は、導波路として動作し、スタブ結合器９０４の導波路表面の周囲を導波として伝搬する波９０６を有する。示される実施形態において、スタブ結合器９０４の少なくとも１つの部分は、電線７０２又は他の伝送媒体（伝送媒体１２５等）の近くに配置して、本明細書において説明されるようにスタブ結合器９０４と電線７０２又は他の伝送媒体との間の結合を促進し、電線に導波９０８を送出することができる。
【００７１】
一実施形態において、スタブ結合器９０４は湾曲し、スタブ結合器９０４の端部は、電線７０２に繋ぐか、固定するか、又は他に機械的に結合することができる。スタブ結合器９０４の端部が電線７０２に固定される場合、スタブ結合器９０４の端部は電線７０２に平行又は実質的に平行である。代替的に、端部を越える誘電導波路の別の部分は、固定又は結合される部分が電線７０２に平行又は実質的に平行するように電線７０２に固定又は結合することができる。固定具９１０は、ナイロンケーブル紐又はスタブ結合器９０４と別個であるか、又はスタブ結合器９０４の一体のコンポーネントとして構築される他のタイプの非導電／誘電材料であり得る。スタブ結合器９０４は、電線７０２を囲まずに電線７０２に隣接することができる。
【００７２】
図７に関連して説明したアーク結合器７０４のように、スタブ結合器９０４は、端部が電線７０２に平行する状態で配置される場合、スタブ結合器９０４に沿って進行する導波９０６は、電線７０２に結合し、電線７０２の電線表面の周囲を導波９０８として伝搬する。例示的な実施形態において、導波９０８は、表面波又は他の電磁波として特徴付けることができる。
【００７３】
波９０６及び９０８のグラフィック表示は、単に、波９０６が例えば単線伝送線路として動作する電線７０２に導波９０８を誘導又は他に送出する原理を示すために提示されることに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、結合器の形状及び／又は設計、電線に対する誘電導波路の相対位置、利用される周波数、スタブ結合器９０４の設計、電線７０２の寸法及び組成、並びにその表面特性、電線７０２の任意選択的な絶縁、周囲環境の電磁特性等のうちの１つ又は複数に応じて変わることができる。
【００７４】
一実施形態において、スタブ結合器９０４の端部は、電線７０２に向かって先細り形を有し、結合効率を上げることができる。実際に、スタブ結合器９０４の端部の先細り形は、本開示の例示的な実施形態によれば、電線７０２へのインピーダンス整合を提供し、反射を低減することができる。例えば、スタブ結合器９０４の端部は徐々に先細り、図９Ａに示されるように波９０６及び９０８間に所望のレベルの結合を取得することができる。
【００７５】
一実施形態において、固定具９１０とスタブ結合器９０４の端部との間に短い長さのスタブ結合器９０４があるように固定具９１０を配置することができる。最大結合効率は、この実施形態において、固定具９１０を越えるスタブ結合器９０４の端部の長さが、伝送中の周波数を問わず伝送中の周波数の波長の少なくとも数倍であるときに実現される。
【００７６】
ここで、図９Ｂを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による電磁分布の一例の非限定的な実施形態を示す図９５０が示されている。特に、一例において、誘電材料で構築されるスタブ結合器内に示される結合器９５２を含む送信デバイスの場合での電磁分布が二次元で提示される。結合器９５２は、電線７０２又は他の伝送媒体の外面に沿って導波として伝搬するために電磁波を結合する。
【００７７】
結合器９５２は、対称導波モードを介して電磁波をｘ０における接合部に導波する。結合器９５２に沿って伝搬する電磁波のエネルギーの幾らかは結合器９５２の外部にあるが、この電磁波のエネルギーの大部分は結合器９５２内に含まれる。ｘ０における接合部は、伝送媒体の下部に対応する方位角において電磁波を電線７０２又は他の伝送媒体に結合する。この結合は、方向９５６において少なくとも１つの導波モードを介して電線７０２又は他の伝送媒体の外面に沿って伝搬するように導波される電磁波を誘導する。導波される電磁波のエネルギーの大部分は、電線７０２又は他の伝送媒体の外面の外部にあり、又はしかし外面の近傍にある。示される例において、ｘ０における接合部は、対称モード及び電線７０２又は他の伝送媒体の表面をごく近くを通る、図３に関連して提示された一次モード等の少なくとも１つの非対称表面モードの両方を介して伝搬する電磁波を形成する。
【００７８】
導波のグラフィック表示は、単に導波の結合及び伝搬の例を示すために提示されることに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、結合器９５２の設計及び／又は構成、電線７０２又は他の伝送媒体の寸法及び組成、並びにその表面特性、存在する場合には絶縁、周囲環境の電磁特性等に応じて変わることができる。
【００７９】
ここで、図１０Ａを参照すると、示されているのは、本明細書において説明される種々の態様による結合器及び送受信機システムの一例の非限定的な実施形態のブロック図１０００である。システムは、送信デバイス１０１又は１０２の一例である。特に、通信インターフェース１００８は通信インターフェース２０５の一例であり、スタブ結合器１００２は結合器２２０の一例であり、送信機／受信機デバイス１００６、ダイプレクサ１０１６、電力増幅器１０１４、低雑音増幅器１０１８、周波数混合器１０１０及び１０２０、及び局部発振器１０１２は、まとめて送受信機２１０の一例をなす。
【００８０】
動作において、送信機／受信機デバイス１００６は、波を送出し（例えば、導波１００４をスタブ結合器１００２に）受信する。導波１００４は、通信インターフェース１００８により、ホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物、又は他のデバイスから受信され且つそれに送信される信号を送るのに使用することができる。通信インターフェース１００８は、システム１０００の一体部分であり得る。代替的に、通信インターフェース１００８は、システム１０００に繋ぐことができる。通信インターフェース１００８は、赤外線通信協会（ＩｒＤＡ）プロトコル又は他の視線光学プロトコル等の赤外線プロトコルを含め、任意の種々のワイヤレスシグナリングプロトコル（例えば、ＬＴＥ、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．ｘｘ等）を利用するホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物、又は他のデバイスとインターフェースするワイヤレスインターフェースを含むことができる。通信インターフェース１００８は、光ファイバ回線、同軸ケーブル、撚り対線、カテゴリ５（ＣＡＴ−５）ケーブル等の有線インターフェース又はイーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコル、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル、若しくは他の有線プロトコル若しくは光学プロトコル等のプロトコルを介してホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物、若しくは他のデバイスと通信する他の適する有線若しくは光学媒体を含むこともできる。システム１０００がリピーターとして機能する実施形態において、通信インターフェース１００８は必要ないことがある。
【００８１】
通信インターフェース１００８の出力信号（例えば、Ｔｘ）は、周波数混合器１０１０において局部発振器１０１２により生成される搬送波（例えば、ミリメートル波搬送波）と組み合わせることができる。周波数混合器１０１０は、ヘテロダイン技法又は他の周波数シフト技法を用いて、通信インターフェース１００８からの出力信号を周波数シフトすることができる。例えば、通信インターフェース１００８に及び通信インターフェース１００８から送信される信号は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ワイヤレスプロトコル若しくは他のワイヤレス３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ若しくはより高次の音声及びデータプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ、ＷＩＭＡＸ、超広帯域若しくはＩＥＥＥ８０２．１１ワイヤレスプロトコル；イーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコル、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル等の有線プロトコル、又は他の有線若しくは無線プロトコルに従ってフォーマットされた直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号等の被変調信号であり得る。例示的な実施形態において、この周波数変換はアナログ領域において行うことができ、結果として、周波数シフトは、基地局、モバイルデバイス、又は建物内デバイスが使用する通信プロトコルのタイプに関係なく行うことができる。新たな通信技術が開発されるにつれて、通信インターフェース１００８は、アップグレード（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェアを用いた更新）又は交換することができ、周波数シフト及び伝送装置はそのままであり、アップグレードを簡単にすることができる。次に、搬送波は電力増幅器（「ＰＡ」）１０１４に送信することができ、ダイプレクサ１０１６を経由して送信機受信機デバイス１００６を介して送信することができる。
【００８２】
送信機／受信機デバイス１００６から受信され、通信インターフェース１００８に向けられる信号は、ダイプレクサ１０１６を介して他の信号から分離することができる。次に、受信信号は、増幅するために低雑音増幅器（「ＬＮＡ」）１０１８に送信することができる。周波数混合器１０２０は、局部発振器１０１２からの支援を受けて受信信号（幾つかの実施形態において、ミリメートル波帯又は約３８ＧＨｚにある）を本来の周波数まで下方にシフトすることができる。次に、通信インターフェース１００８は、入力ポート（Ｒｘ）において、その伝送を受信することができる。
【００８３】
一実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６は、円筒形若しくは非円筒形の金属（例えば、一実施形態において中空であり得るが、必ずしも縮尺どおりに描かれていない）、又は他の導電性若しくは非導電性導波路を含むことができ、スタブ結合器１００２の端部を導波路若しくは送信機／受信機デバイス１００６内に又は導波路若しくは送信機／受信機デバイス１００６に近接して配置することができ、それにより、送信機／受信機デバイス１００６が伝送を生成するとき、導波がスタブ結合器１００２に結合し、導波１００４としてスタブ結合器１００２の導波路表面の周囲を伝搬するようにすることができる。幾つかの実施形態において、導波１００４は、部分的にスタブ結合器１００２の外面上を、部分的にスタブ結合器１００２の内部を伝搬することができる。他の実施形態において、導波１００４は、スタブ結合器１００２の外面上を実質的に又は完全に伝搬することができる。更に別の実施形態において、導波１００４は、スタブ結合器１００２の内部を実質的に又は完全に伝搬することができる。この後者の実施形態において、導波１００４は、図７の電線７０２等の伝送媒体に結合するために、スタブ結合器１００２の端部（図４に示される先細りの端部等）において放射することができる。同様に、導波１００４が到来しつつある（電線７０２からスタブ結合器１００２に結合される）場合、導波１００４は送信機／受信機デバイス１００６に入り、円筒形導波路又は導電性導波路に結合する。送信機／受信機デバイス１００６は、別個の導波路を含むように示されるが、別個の導波路あり又はなしで、アンテナ、空洞共振器、クライストロン、マグネトロン、進行波管又は他の放射素子を利用して結合器１００２上に導波を誘導することができる。
【００８４】
一実施形態において、スタブ結合器１００２は、いかなる金属又はそれ以外の導電性材料も使用することなく完全に誘電体材料（又は別の適切な絶縁材料）から構成することができる。スタブ結合器１００２は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド、他のプラスチック、又は非導電性であり、そのような材料の外面上の少なくとも一部において電磁波の伝送を容易にするのに適している他の材料から構成することができる。別の実施形態において、スタブ結合器１００２は、導電性／金属製であるコアを含み、外側誘電体表面を有することができる。同様に、スタブ結合器１００２によって誘導された電磁波を伝搬させるために、又はスタブ結合器１００２に電磁波を供給するためにスタブ結合器１００２に結合する伝送媒体は、裸線又は絶縁電線であることに加えて、いかなる金属又はそれ以外の導電性材料も使用することなく完全に誘電体材料（又は別の適切な絶縁材料）から構成することができる。
【００８５】
図１０Ａは、送信機受信機デバイス１００６の開口部がスタブ結合器１００２よりはるかに広いことを示すが、これは一定の縮尺に従っていないこと、及び他の実施形態においてスタブ結合器１００２の幅は、中空の導波路の開口部と同程度であるか、又はわずかに小さいことに留意されたい。また、図示されないが、一実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６内に挿入される結合器１００２の端部は、反射を少なくし、結合効率を高めるために先細りになる。
【００８６】
スタブ結合器１００２に結合する前に、送信機／受信機デバイス１００６によって生成された導波の１つ又は複数の導波路モードは、スタブ結合器１００２に結合し、導波１００４の１つ又は複数の波動伝搬モードを誘導することができる。導波１００４の波動伝搬モードは、中空の金属導波路と誘電体導波路との特性の違いに起因して、中空の金属導波路モードと異なる可能性がある。例えば、導波１００４の波動伝搬モードは、基本横電磁モード（擬似ＴＥＭ００）を含むことができ、そのモードでは、導波がスタブ結合器１００２に沿って伝搬する間、わずかな電場及び／又は磁場のみが伝搬方向に延在し、電場及び磁場はスタブ結合器１００２から径方向外向きに延在する。基本横電磁モード波動伝搬モードは、中空である導波路内部に存在することも存在しないこともできる。したがって、送信機／受信機デバイス１００６によって使用される中空の金属導波路モードは、スタブ結合器１００２の波動伝搬モードに実効的且つ効率的に結合することができる導波路モードである。
【００８７】
送信機／受信機デバイス１００６及びスタブ結合器１００２の他の構成又は組み合わせが可能であることが理解されよう。例えば、図１０Ｂの参照符号１０００’で示されているように、スタブ結合器１００２’は、送信機／受信機デバイス１００６’（対応する回路部は図示せず）の中空の金属導波路の外面に対して接線方向又は平行に（間隙の有無にかかわらず）配置することができる。参照符号１０００’で示されていない別の実施形態において、スタブ結合器１００２’は、送信機／受信機デバイス１００６’の中空の金属導波路の内側に配置することができ、スタブ結合器１００２’の軸を送信機／受信機デバイス１００６’の中空の金属導波路の軸と同軸上に位置合わせすることを要しない。これらの実施形態のいずれにおいても、送信機／受信機デバイス１００６’によって生成された導波は、スタブ結合器１００２’の表面に結合して、基本モード（例えば、対称モード）及び／又は非基本モード（例えば、非対称モード）を含む１つ又は複数の波動伝搬モードの導波１００４’をスタブ結合器１００２’上に誘導することができる。
【００８８】
１つの実施形態において、導波１００４’は、部分的にスタブ結合器１００２’の外面上を伝搬し、部分的にスタブ結合器１００２’の内側を伝搬することができる。別の実施形態において、導波１００４’は、実質的に又は完全にスタブ結合器１００２’の外面上を伝搬することができる。更に別の実施形態において、導波１００４’は、実質的に又は完全にスタブ結合器１００２’の内部を伝搬することができる。この後者の実施形態において、導波１００４’は、図９の電線７０２等の伝送媒体に結合するために、スタブ結合器１００２’の端部（図９に示されている先細りの端部等）において放射することができる。
【００８９】
送信機／受信機デバイス１００６の他の構成が可能であることが更に理解されよう。例えば、図１０Ｂにおいて参照符号１０００’’として示されているように、送信機／受信機デバイス１００６’’（対応する回路部は図示せず）の中空の金属導波路は、スタブ結合器１００２を使用することなく、図４の電線７０２等の伝送媒体の外面に対して接線方向又は平行に（間隙の有無にかかわらず）配置することができる。この実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６’’によって生成される導波は、電線７０２の表面に結合して、基本モード（例えば、対称モード）及び／又は非基本モード（例えば、非対称モード）を含む１つ又は複数の波動伝搬モードの導波９０８を電線７０２上に誘導することができる。別の実施形態において、電線７０２は、送信機／受信機デバイス１００６’’’（対応する回路部は図示せず）の中空の金属導波路の内部に位置決めすることができ、それにより、電線７０２の軸は、スタブ結合器１００２を使用することなく、中空の金属導波路の軸と同軸上に（又は同軸にならないように）位置合わせされるようになっている  −  図１０Ｂの参照符号１０００’’’を参照されたい。この実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６’’’によって生成された導波は、電線７０２の表面に結合して、基本モード（例えば、対称モード）及び／又は非基本モード（例えば、非対称モード）を含む１つ又は複数の波動伝搬モードの導波９０８を電線上に誘導することができる。
【００９０】
１０００’’及び１０００’’’の実施形態において、絶縁外面を有する電線７０２の場合、導波９０８は、部分的に絶縁体の外面上を伝搬し、部分的に絶縁体の内側を伝搬することができる。実施形態において、導波９０８は、実質的に若しくは完全に絶縁体の外面上を伝搬することができ、又は実質的に若しくは完全に絶縁体の内部を伝搬することができる。１０００’’及び１０００’’’の実施形態において、裸の導体である電線７０２の場合、導波９０８は、部分的に導体の外面上を伝搬し、部分的に導体の内部を伝搬することができる。別の実施形態において、導波９０８は、実質的に又は完全に導体の外面上を伝搬することができる。
【００９１】
ここで、図１１を参照すると、二重スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１１００が示されている。特に、二重結合器設計は、図１に関連して提示した送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスで使用するために提示されている。一実施形態において、導波１１０８を受信するために、２つ以上の結合器（スタブ結合器１１０４及び１１０６等）を電線１１０２の周囲に位置決めすることができる。一実施形態において、導波１１０８を受信するには１つの結合器で十分である。その場合、導波１１０８は、結合器１１０４に結合し、導波１１１０として伝搬する。導波１１０８の場構造が特定の導波モード又は種々の外部要因に起因して電線１１０２の周囲で振動又は波動する場合、導波１１０８が結合器１１０６に結合するように結合器１１０６を配置することができる。幾つかの実施形態において、電線１１０２の周囲で振動若しくは回転することがある導波、異なる方位において誘導された導波、又は例えば方位に依存するローブ及び／又はヌル若しくは他の非対称性を有する非基本モード若しくはより高次のモードを有する導波を受信するために、４つ以上の結合器を電線１１０２の一部の周囲に、例えば互いに９０度に又は別の間隔で配置することができる。しかし、例示的な実施形態から逸脱することなく、電線１１０２の一部の周囲に４つより少数又は多数の結合器を配置してもよいことが理解されよう。
【００９２】
結合器１１０６及び１１０４はスタブ結合器として示されるが、アーク結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む本明細書において説明される任意の他の結合器設計も同様に使用可能であることに留意されたい。また、幾つかの例としての実施形態は、電線１１０２の少なくとも一部の周囲に複数の結合器を提示してきたが、この複数の結合器は、複数の結合器サブコンポーネントを有する単一の結合器システムの一部と見なし得ることも理解されよう。例えば、一度の設置で電線の周囲に設置することができる単一のシステムとして、２つ以上の結合器を製造することができ、それにより、結合器は、その単一のシステムに従って予め位置決めされるか、又は互いに対して調整可能（手動で又はモータ若しくは他のアクチュエータ等の制御可能な機構を用いて自動的に）である。
【００９３】
結合器１１０６及び１１０４に結合される受信機は、信号品質を最大化するために、ダイバーシティ合成を用いて、両方の結合器１１０６及び１１０４から受信された信号を合成することができる。他の実施形態において、結合器１１０４及び１１０６のいずれか一方が所定の閾値より高い伝送を受信する場合、受信機は、いずれの信号を使用するかを決定するときに選択ダイバーシティを使用することができる。更に、複数の結合器１１０６及び１１０４による受信が示されているが、同じ構成での結合器１１０６及び１１０４による送信も同様に行うことができる。特に、広範囲の多入力多出力（ＭＩＭＯ）送受信技法が、図１に関連して提示された送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスが複数の送受信機及び複数の結合器を含む伝送に利用可能である。
【００９４】
波１１０８及び１１１０のグラフィック表示は、導波１１０８が結合器１１０４上に波１１１０を誘導するか又は他に送出する原理を例示するために提示されるにすぎないことに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、結合器１１０４の設計、電線１１０２の寸法及び組成、並びにその表面特性、存在する場合には絶縁、周囲環境の電磁特性等に応じて変わることができる。
【００９５】
ここで、図１２を参照すると、リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１２００が示されている。特に、図１に関連して提示した送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスで使用されるためのリピーターデバイス１２１０が提示される。このシステムにおいて、電線１２０２に沿って伝搬する導波１２０５が結合器１２０４により波１２０６として（例えば、導波として）抽出され、次にリピーターデバイス１２１０によって昇圧又は再現されて、波１２１６として（例えば、導波として）結合器１２１４上に送出されるように、２つの結合器１２０４及び１２１４を電線１２０２又は他の伝送媒体の近くに配置することができる。次に、波１２１６は、電線１２０２上に送出され、導波１２１７として電線１２０２に沿って引き続き伝搬することができる。一実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、例えば、電線１２０２が電力線であるか又は他に送電導体を含む場合、電線１２０２との磁場結合を通して、昇圧又は再現に利用される電力の少なくとも一部を受け取ることができる。結合器１２０４及び１２１４はスタブ結合器として示されているが、アーク結合器、アンテナ又はホーン結合器、又は磁気結合器等の本明細書において説明される任意の他のタイプの結合器設計も同様に使用可能であることに留意されたい。
【００９６】
幾つかの実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、波１２０６に関連付けられる伝送を再現することができ、他の実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、データ又は他の信号を波１２０６から抽出して、そのようなデータ又は信号を別のネットワーク及び／又は１つ又は複数の他のデバイスに通信信号１１０又は１１２として供給し、及び／又は通信信号１１０又は１１２を別のネットワーク及び／又は１つ又は複数の他のデバイスから受信する通信インターフェース２０５を含むことができ、受信した通信信号１１０又は１１２を内部に埋め込んだ導波１２１６を送出することができる。リピーター構成において、受信機導波路１２０８は、波１２０６を結合器１２０４から受信することができ、送信機導波路１２１２は、導波１２１７として導波１２１６を結合器１２１４上に送出することができる。受信機導波路１２０８と送信機導波路１２１２との間で、導波１２０６に埋め込まれる信号及び／又は導波１２１６自体を増幅して、信号損失及び導波通信に関連付けられる他の非効率を補正することができるか、又は信号を受信して処理し、それに含まれるデータを抽出し、送信するために再生することができる。一実施形態において、受信機導波路１２０８は、信号からデータを抽出し、データを処理して、例えば、誤り修正符号を利用してデータエラーを修正し、修正されたデータを用いて更新された信号を再生するように構成することができる。次に、送信機導波路１２１２は、更新された信号が埋め込まれた導波１２１６を送信することができる。一実施形態において、導波１２０６に埋め込まれた信号は、伝送から抽出され、処理されて、通信信号１１０又は１１２として通信インターフェース２０５を介して別のネットワーク及び／又は１つ又は複数の他のデバイスに通信することができる。同様に、通信インターフェース２０５が受信した通信信号１１０又は１１２は、送信機導波路１２１２により生成され、結合器１２１４に送出される導波１２１６の伝送に挿入することができる。
【００９７】
図１２は、それぞれ左から入り、右に出る導波伝送１２０６及び１２１６を示すが、これは簡単にするためにすぎず、限定は意図していないことに留意されたい。他の実施形態において、受信機導波路１２０８及び送信機導波路１２１２は、それぞれ送信機及び受信機としての役割も果たすことができ、それにより、リピーターデバイス１２１０を双方向にすることができる。
【００９８】
一実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、電線１２０２又は他の伝送媒体上に断続又は障害物が存在する場所に配置することができる。電線１２０２が電力線である場合、これらの障害物は、変圧器、接続、電柱、及び他のそのような電力線デバイスを含むことができる。リピーターデバイス１２１０は、導波（例えば、表面波）が線路上のこれらの障害物を越え、同時に伝送電力を昇圧することを促進することができる。他の実施形態において、結合器を用いて、リピーターデバイスを使用することなく障害物を越えることができる。その実施形態において、結合器の両端を電線に繋ぐか又は固定して、それにより、導波が障害物によって阻止されることなく進行するための経路を提供することができる。
【００９９】
ここで、図１３を参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、双方向リピーターの一例の非限定的な実施形態のブロック図１３００が示されている。特に、双方向リピーターデバイス１３０６は、図１に関連して提示した送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスで使用されるために提示される。結合器はスタブ結合器として示されているが、アーク結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む本明細書において説明される任意の他の結合器設計も同様に使用可能であることに留意されたい。双方向リピーター１３０６は、２本以上の電線又は他の伝送媒体が存在する場合、ダイバーシティパスを利用することができる。導波伝送は、絶縁電線、非絶縁電線、又は他のタイプの伝送媒体等の異なるタイプの伝送媒体で異なる伝送効率及び結合効率を有し、及び更に要素に露出する場合、天候及び他の大気状況による影響を受け得るため、特定のときに異なる伝送媒体で選択的に伝送することが有利であり得る。種々の実施形態において、種々の伝送媒体は、呼称がある伝送媒体が別の伝送媒体よりも好ましいことを示すか否かに関係なく、一次、二次、三次等と呼ばれることがある。
【０１００】
示される実施形態において、伝送媒体は、絶縁又は非絶縁電線１３０２及び絶縁又は非絶縁電線１３０４（本明細書では、それぞれ電線１３０２及び１３０４と呼ぶ）を含む。リピーターデバイス１３０６は、受信機結合器１３０８を用いて、電線１３０２に沿って進行する導波を受信し、電線１３０４に沿う導波として、送信機導波路１３１０を用いて伝送を再現する。他の実施形態において、リピーターデバイス１３０６は、電線１３０４から電線１３０２に切り替えることができるか、又は同じ経路に沿ってその伝送を再現することができる。リピーターデバイス１３０６は、伝送に影響を及ぼす可能性がある状況を示すセンサーを含むか、又はそのようなセンサー（又は図１６Ａに示されるネットワーク管理システム１６０１）と通信することができる。センサーから受信されるフィードバックに基づいて、リピーターデバイス１３０６は、その伝送を同じ電線に沿って維持するか、その伝送を他の電線に転送するかについての判断を行うことができる。
【０１０１】
ここで、図１４を参照すると、双方向リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１４００が示されている。特に、双方向リピーターシステムは、図１に関連して提示した送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイスで使用されるために提示される。双方向リピーターシステムは、分散アンテナシステム又はバックホールシステム内に配置される他の結合デバイスからの伝送を受信し、送信する導波路結合デバイス１４０２及び１４０４を含む。
【０１０２】
種々の実施形態において、導波路結合デバイス１４０２は、別の導波路結合デバイスから伝送を受信することができ、その伝送は複数の副搬送波を有する。ダイプレクサ１４０６が他の伝送からその伝送を分離し、その伝送を低雑音増幅器（「ＬＮＡ」）１４０８に送ることができる。周波数混合器１４２８は、局部発振器１４１２からの支援を受けてその伝送（幾つかの実施形態において、ミリメートル波帯又は約３８ＧＨｚにある）を、分散アンテナシステムの場合のセルラー帯（約１．９ＧＨｚ）、本来の周波数、又はバックホールシステムの場合の他の周波数等のより低い周波数まで下方にシフトすることができる。抽出器（又はデマルチプレクサ）１４３２が副搬送波上の信号を抽出し、その信号を出力コンポーネント１４２２に送り、電力増幅器１４２４により任意選択的に増幅、バッファリング、又は分離して通信インターフェース２０５に結合することができる。通信インターフェース２０５は、電力増幅器１４２４から受信した信号を更に処理するか、又はそうでなければ、基地局、モバイルデバイス、建物等の他のデバイスに無線又は有線インターフェースを介してそのような信号を送信することができる。この場所で抽出されない信号の場合、抽出機１４３２は、それらを別の周波数混合器１４３６にリダイレクトすることができ、周波数混合器１４３６において、信号は、局部発振器１４１４により生成される搬送波の変調に用いられる。搬送波は、その副搬送波と共に電力増幅器（「ＰＡ」）１４１６に送られ、導波路結合デバイス１４０４によりダイプレクサ１４２０を介して別のシステムに再送される。
【０１０３】
ＬＮＡ１４２６を用いて、通信インターフェース２０５から受信した信号を増幅、バッファリング、又は分離することができ、次に信号をマルチプレクサ１４３４に送信することができ、マルチプレクサ１４３４は、導波路結合デバイス１４０４から受信していた信号とその信号とを融合させる。結合デバイス１４０４から受信した信号は、ダイプレクサ１４２０により分割されており、次にＬＮＡ１４１８を通して渡され、周波数混合器１４３８により周波数を下方にシフトされている。信号は、マルチプレクサ１４３４によって合成されるとき、周波数混合器１４３０によって周波数を上方にシフトされ、次にＰＡ１４１０によって昇圧され、導波路結合デバイス１４０２により別のシステムに送信される。一実施形態において、双方向リピーターシステムは、出力デバイス１４２２を有さない単なるリピーターであり得る。この実施形態において、マルチプレクサ１４３４は利用されず、ＬＮＡ１４１８からの信号は、上述したように混合器１４３０に送られる。幾つかの実施形態において、双方向リピーターシステムは、２つの異なる別々の一方向リピーターを用いて実施し得ることは理解されよう。代替の実施形態において、双方向リピーターシステムはブースターであり得るか、又は他に下方シフト及び上方シフトを行うことなく再送を実行することができる。実際には、例示的な実施形態において、再送は、信号又は導波を受信することと、信号又は導波の再送前に幾つかの信号又は導波処理又は整形、フィルタリング、及び／又は増幅を実行することとに基づくことができる。
【０１０４】
ここで、図１５を参照すると、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１５００が示されている。この図は、図１に関連して提示した導波通信システム等の導波通信システムを用いることができる例示的な環境を示す。
【０１０５】
ネットワーク接続を追加の基地局デバイスに提供するために、通信セル（例えば、マイクロセル及びマクロセル）をコアネットワークのネットワークデバイスにリンクするバックホールネットワークがそれに対応して拡大する。同様に、ネットワーク接続を分散アンテナシステムに提供するために、基地局デバイスを分散アンテナにリンクする拡張通信システムが望ましい。図１５に示される等の導波通信システム１５００は、代替の、増大した、又は追加のネットワーク接続を可能にするために提供することができ、導波路結合システムは、単線伝送線路（例えば、ユーティリティライン）として動作し、導波路として用いることができ、及び／又は電磁波の伝送を誘導するように他に動作する電線等の伝送媒体上で導波（例えば、表面波）通信を送信及び／又は受信するために提供することができる。
【０１０６】
導波通信システム１５００は、中央オフィス１５０１及び／又はマクロセルサイト１５０２に通信可能に結合される１つ又は複数の基地局デバイス（例えば、基地局デバイス１５０４）を含む分散システムの第１のインスタンス１５５０を含むことができる。基地局デバイス１５０４は、有線接続（例えば、ファイバ及び／又はケーブル）又は無線接続（例えば、マイクロ波無線接続）によりマクロセルサイト１５０２及び中央オフィス１５０１に接続することができる。分散システムの第２のインスタンス１５６０を用いて、ワイヤレス音声及びデータサービスをモバイルデバイス１５２２及び住宅及び／又は商用施設１５４２（本明細書において施設１５４２と呼ぶ）に提供することができる。システム１５００は、図１５に示されるように、音声及び／又はデータサービスをモバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に提供する分散システムの追加のインスタンス１５５０及び１５６０を有することができる。
【０１０７】
マクロセルサイト１５０２等のマクロセルは、モバイルネットワーク及び基地局デバイス１５０４への専用接続を有することができ、又は共有することができ、及び／又は他に別の接続を使用することができる。中央オフィス１５０１を用いてメディアコンテンツを配信し、及び／又はインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）サービスをモバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に提供することができる。中央オフィス１５０１は、メディアコンテンツを衛星１５３０の集合（そのうちの１つを図１５に示す）又は他のコンテンツソースから受信し、分散システムの第１のインスタンス１５５０及び第２のインスタンス１５６０を介してそのようなコンテンツをモバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に配信することができる。中央オフィス１５０１は、インターネット１５０３に通信可能に結合することもでき、それによりインターネットデータサービスをモバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に提供する。
【０１０８】
基地局デバイス１５０４は、電柱１５１６に搭載又は取り付けることができる。他の実施形態において、基地局デバイス１５０４は、変圧器の近く及び／又は電力線の近傍の他の場所にあり得る。基地局デバイス１５０４は、モバイルデバイス１５２２及び１５２４のモバイルネットワークへの接続を容易にすることができる。それぞれ電柱１５１８及び１５２０に又はそれらの近傍に搭載されるアンテナ１５１２及び１５１４は、信号を基地局デバイス１５０４から受信し、アンテナ１５１２及び１５１４が基地局デバイス１５０４に又はその近傍に配置される場合よりもはるかに広いエリアにわたり、それらの信号をモバイルデバイス１５２２及び１５２４に送信することができる。
【０１０９】
図１５は、簡単にするために、分散システムの各インスタンス１５５０及び１５６０において、３本の電柱を１つの基地局デバイスと共に表示することに留意されたい。他の実施形態において、電柱１５１６は、より多数の基地局デバイスを有することができ、より多くの電柱が分散アンテナ及び／又は施設１５４２に繋がれる接続を有する。
【０１１０】
図１に関連して提示した送信デバイス１０１又は１０２等の送信デバイス１５０６は、電柱１５１６、１５１８、及び１５２０を接続するユーティリティ又は電力線を介して信号を基地局デバイス１５０４からアンテナ１５１２及び１５１４に送信することができる。信号を送信するために、無線ソース及び／又は送信デバイス１５０６は、基地局デバイス１５０４からの信号をアップコンバートする（例えば、周波数混合を介して）か、又は基地局デバイス１５０４からの信号をマイクロ波帯域信号に他に変換し、送信デバイス１５０６はマイクロ波帯域波を送出し、マイクロ波帯域波は、先の実施形態において説明したように、ユーティリティライン又は他の電線に沿って進行する導波として伝搬する。電柱１５１８において、別の送信デバイス１５０８が、導波を受信し（及び任意選択的に、必要又は所望に応じて導波を増幅することができ、又は導波を受信し、再生成するリピーターとして動作することができ）、ユーティリティライン又は他の電線上の導波として転送する。送信デバイス１５０８は、マイクロ波帯域導波から信号を抽出し、その周波数を下方シフトするか、又は他に元のセルラー帯域周波数（例えば、１．９ＧＨｚ又は他の規定されるセルラー周波数）又は別のセルラー（又は非セルラー）帯域周波数に変換することもできる。アンテナ１５１２は、下方シフトされた信号をモバイルデバイス１５２２にワイヤレス送信することができる。プロセスは、必要又は所望に応じて送信デバイス１５１０、アンテナ１５１４、及びモバイルデバイス１５２４により繰り返すことができる。
【０１１１】
モバイルデバイス１５２２及び１５２４からの伝送は、アンテナ１５１２及び１５１４によりそれぞれ受信することもできる。送信デバイス１５０８及び１５１０は、セルラー帯域信号をマイクロ波帯域に上方シフトするか又は他に変換し、導波（例えば、表面波又は他の電磁波）伝送として、電力線を介して信号を基地局デバイス１５０４に送信することができる。
【０１１２】
中央オフィス１５０１により受信されたメディアコンテンツは、基地局デバイス１５０４を介して分散システムの第２のインスタンス１５６０に供給し、モバイルデバイス１５２２及び施設１５４２に配信することができる。送信デバイス１５１０は、１つ又は複数の有線接続又は無線インターフェースにより施設１５４２に繋ぐことができる。１つ又は複数の有線接続は、限定ではなく、電力線、同軸ケーブル、ファイバケーブル、撚り対線ケーブル、導波伝送媒体、又はメディアコンテンツを配信し、及び／又はインターネットサービスを提供する他の適する有線媒体を含むことができる。例示的な実施形態において、送信デバイス１５１０からの有線接続は、１つ又は複数の対応するサービスエリアインターフェース（ＳＡＩ  −  図示せず）又はペデスタルに配置された１つ又は複数の超高速デジタル加入者線（ＶＤＳＬ）モデムに通信可能に結合することができ、各ＳＡＩ又はペデスタルは、施設１５４２の一部にサービスを提供する。ＶＤＳＬモデムを用いて、施設１５４２に配置されたゲートウェイ（図示せず）にメディアコンテンツを選択的に配信し、及び／又はインターネットサービスを提供することができる。ＳＡＩ又はペデスタルは、電力線、同軸ケーブル、ファイバケーブル、撚り対線ケーブル、導波伝送媒体、又は他の適する有線媒体等の有線媒体を介して施設１５４２に通信可能に結合することもできる。他の例示的な実施形態において、送信デバイス１５１０は、ＳＡＩ又はペデスタル等の中間インターフェースなしで施設１５４２に通信可能に直接結合することができる。
【０１１３】
別の例示的な実施形態において、システム１５００は、ダイバーシティパスを利用することができ、その場合、２つ以上の送電線又は他の電線が電柱１５１６、１５１８及び１５２０間に張り渡され（例えば、電柱１５１６及び１５２０間にある２つ以上の電線等）、基地局／マクロセルサイト１５０２からの冗長伝送が導波として送電線又は他の電線の表面を下流に送信される。送電線又は他の電線は、絶縁又は非絶縁のいずれかであり得、伝送損失を引き起こす環境条件に応じて、結合デバイスは、絶縁又は非絶縁送電線又は他の電線から信号を選択的に受信することができる。その選択は、電線の信号対雑音比の測定値に基づくことができるか、又は特定された気象／環境条件（例えば、水分検出器、気象予報等）に基づくことができる。システム１５００と共にダイバーシティパスを使用することは、代替のルーティング能力、負荷バランシング、負荷取扱量の増加、同時の双方向又は同期通信、スペクトル拡散通信等を可能にすることができる。
【０１１４】
図１５における送信デバイス１５０６、１５０８、及び１５１０の使用が単なる例であり、他の実施形態において、他の使用が可能であることに留意されたい。例えば、送信デバイスは、基地局デバイスにネットワーク接続を提供するバックホール通信システムで使用することができる。送信デバイス１５０６、１５０８、及び１５１０は、絶縁されるか否かに関係なく、電線を介して導波通信を伝送することが望ましい多くの状況において用いることができる。送信デバイス１５０６、１５０８、及び１５１０は、高電圧を搬送することができる電線との接触がないか、又は物理的及び／又は電気的接触が限られることに起因して、他の結合デバイスよりも優れた改善である。送信デバイスは、誘電体が絶縁体として機能し、安価であり、容易であり、及び／又は複雑性が低い設置を可能にするため、電線に電気的に接触しない限り、電線から離れて（例えば、電線から離間して）配置し、及び／又は電線上に配置することができる。しかし、上述されたように、例えば電線が電話網、ケーブルテレビネットワーク、ブロードバンドデータサービス、光ファイバ通信システム又は低電圧を利用するか、若しくは絶縁された伝送線路を有する他のネットワークに対応する構成では、導電性又は非誘電体結合器を利用することができる。
【０１１５】
実施形態において基地局デバイス１５０４及びマクロセルサイト１５０２が例示されるが、他のネットワーク構成も同様に可能であることに更に留意されたい。例えば、アクセスポイント又は他のワイヤレスゲートウェイ等のデバイスを同様に利用して、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク、又は８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、超広帯域プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル若しくは他のワイヤレスプロトコル等の通信プロトコルに従って動作する他のワイヤレスネットワーク等の他のネットワークの通信範囲を広げることができる。
【０１１６】
ここで、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照すると、電力網通信システムを管理するシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示されている。図１６Ａを考慮すると、導波路システム１６０２は、図１５に関連して提示したシステム等の導波通信システムで使用するために提示される。導波路システム１６０２は、センサー１６０４、電力管理システム１６０５、少なくとも１つの通信インターフェース２０５、送受信機２１０、及び結合器２２０を含む送信デバイス１０１又は１０２を含むことができる。
【０１１７】
導波路システム１６０２は、電力線１６１０に結合されて、本開示において説明される実施形態による導波通信を容易にすることができる。例示的な実施形態において、送信デバイス１０１又は１０２は、本開示において説明されるように、電力線１６１０の表面に沿って長手方向に伝搬する電力線１６１０の表面上の電磁波を誘導する結合器２２０を含む。送信デバイス１０１又は１０２は、同じ電力線１６１０上に電磁波を再送し、又は図１２及び図１３に示されるように、電力線１６１０間で電磁波をルーティングするリピーターとして機能することもできる。
【０１１８】
送信デバイス１０１又は１０２は、例えば、元の周波数範囲で動作する信号を結合器に沿って伝搬して、電力線１６１０の表面に沿って伝搬する対応する導波される電磁波を誘導する搬送波周波数で動作するか、搬送波周波数を示すか、又は搬送波周波数に関連付けられた電磁波にアップコンバートするように構成される送受信機２１０を含む。搬送波周波数は、電磁波の帯域幅を定義する上限及び下限遮断周波数を有する中心周波数により表すことができる。電力線１６１０は、導電表面又は絶縁表面を有する電線（例えば、単線又は撚り線）であり得る。送受信機２１０は、結合器２２０から信号を受信し、搬送波周波数で動作する電磁波を元の周波数の信号にダウンコンバートすることもできる。
【０１１９】
アップコンバートのために送信デバイス１０１又は１０２の通信インターフェース２０５により受信された信号は、限定ではなく、通信インターフェース２０５の有線又は無線インターフェースを介して中央オフィス１６１１により供給される信号、通信インターフェース２０５の有線又は無線インターフェースを介して基地局１６１４により供給される信号、通信インターフェース２０５の有線又は無線インターフェースを介して配信するためにモバイルデバイス１６２０により基地局１６１４に送信されるワイヤレス信号、通信インターフェース２０５の有線又は無線インターフェースを介して建物内通信デバイス１６１８により供給される信号、及び／又は通信インターフェース２０５のワイヤレス通信範囲にローミングするモバイルデバイス１６１２により通信インターフェース２０５に供給されるワイヤレス信号を含むことができる。図１２及び図１３に示されるように、導波路システム１６０２がリピーターとして機能する実施形態において、通信インターフェース２０５は、導波路システム１６０２に含まれてもよく又は含まれなくてもよい。
【０１２０】
電力線１６１０の表面に沿って伝搬する電磁波は、データペイロードを含み、ネットワーキング情報（１つ又は複数の宛先導波路システム１６０２を識別するヘッダ情報等）を更に含むデータのパケット又はフレームを含むように変調及びフォーマットすることができる。ネットワーキング情報は、導波路システム１６０２又は中央オフィス１６１１、基地局１６１４、モバイルデバイス１６２０、若しくは建物内デバイス１６１８、若しくはそれらの組み合わせ等の発信デバイスにより提供し得る。更に、変調された電磁波は、信号外乱を軽減するために誤り修正データを含むことができる。宛先導波路システム１６０２は、ネットワーキング情報及び誤り修正データを用いて、宛先導波路システム１６０２に向けられた伝送を検出し、宛先導波路システム１６０２に通信可能に結合された受信通信デバイスに向けられた音声及び／又はデータ信号を含む伝送をダウンコンバートし、誤り修正データを用いて処理することができる。
【０１２１】
ここで、導波路システム１６０２のセンサー１６０４を参照すると、センサー１６０４は、温度センサー１６０４ａ、外乱検出センサー１６０４ｂ、エネルギー損失センサー１６０４ｃ、雑音センサー１６０４ｄ、振動センサー１６０４ｅ、環境（例えば、天候）センサー１６０４ｆ、及び／又はイメージセンサー１６０４ｇの１つ又は複数を含むことができる。温度センサー１６０４ａは、周囲温度、送信デバイス１０１若しくは１０２の温度、電力線１６１０の温度、温度差（例えば、設定点若しくはベースラインと比較した送信デバイス１０１若しくは１０２と１６１０との間等）、又はそれらの任意の組み合わせの測定に用いることができる。１つの実施形態において、温度メトリックは、定期的に収集し、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２２】
外乱検出センサー１６０４ｂは、測定を電力線１６１０に対して実行して、電力線１６１０上の電磁波の伝搬を妨げるおそれがある下流外乱の存在を示し得る信号反射等の外乱を検出することができる。信号反射は、例えば、送信デバイス１０１又は１０２から下流に配置される電力線１６１０内の外乱から送信デバイス１０１又は１０２に全体的又は部分的に反射する、送信デバイス１０１又は１０２により電力線１６１０上に送信される電磁波から生じる歪みを表すことができる。
【０１２３】
信号反射は、電力線１６１０上の障害物により生じることがある。例えば、木の枝は、電力線１６１０上に横たわるか、又はコロナ放電を生じさせるおそれがある電力線１６１０の近傍にあるとき、電磁波反射を生じさせることがある。電磁波反射を生じさせるおそれがある他の障害物としては、限定ではなく、電力線１６１０に絡まった物体（例えば、衣服、靴紐が電力線１６１０に巻き付いた靴等）、電力線１６１０上の腐食堆積物、又は氷の堆積物を挙げることができる。電力網コンポーネントも電力線１６１０の表面上の電磁波の伝搬を妨げるか、又は邪魔することがある。信号反射を生じさせるおそれがある電力網コンポーネントの例示としては、限定ではなく、変圧器及び継がれる電力線を接続するジョイントが挙げられる。鋭角になった電力線１６１０も電磁波反射を生じさせるおそれがある。
【０１２４】
外乱検出センサー１６０４ｂは、電磁波反射の大きさを送信デバイス１０１又は１０２により送信される元の電磁波の大きさと比較して、電力線１６１０内の下流外乱が伝送を減衰させる量を特定する回路を含むことができる。外乱検出センサー１６０４ｂは、スペクトル分析を反射波に対して実行するスペクトル分析器回路を更に含むことができる。スペクトル分析器回路により生成されるスペクトルデータは、パターン認識、専門家システム、曲線フィッティング、整合フィルタリング、又は他の人工知能、分類、若しくは比較技法を介してスペクトルプロファイルと比較されて、例えば、スペクトルデータに最も密に一致するスペクトルプロファイルに基づいて外乱のタイプを識別することができる。スペクトルプロファイルは、外乱検出センサー１６０４ｂのメモリに記憶することができ、又は外乱検出センサー１６０４ｂによりリモートアクセス可能であり得る。プロファイルは、電力線１６１０上で直面する可能性がある異なる外乱をモデリングして、外乱検出センサー１６０４ｂが外乱をローカルに識別できるようにするスペクトルデータを含むことができる。既知である場合、外乱の識別は、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。外乱検出センサー１６０４ｂは、送信デバイス１０１又は１０２を利用して、電磁波をテスト信号として送信し、電磁波反射の往復時間を特定することもできる。外乱検出センサー１６０４ｂにより測定される往復時間を使用して、反射が生じるポイントまで電磁波が進行する距離を計算することができ、それにより、外乱検出センサー１６０４ｂは、送信デバイス１０１又は１０２から電力線１６１０上の下流の外乱までの距離を計算することができる。
【０１２５】
計算された距離は、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。１つの実施形態において、電力線１６１０上の導波路システム１６０２の位置は、ネットワーク管理システム１６０１にとって既知であり得、ネットワーク管理システム１６０１はその位置を用いて、電力網の既知のトポロジーに基づいて電力線１６１０上の外乱の位置を特定することができる。別の実施形態において、導波路システム１６０２は、その位置をネットワーク管理システム１６０１に提供して、電力線１６１０上の外乱の位置の特定を支援することができる。導波路システム１６０２の位置は、導波路システム１６０２により、導波路システム１６０２のメモリに記憶された導波路システム１６０２の予めプログラムされた位置から取得することができ、又は導波路システム１６０２は、導波路システム１６０２に含まれるＧＰＳ受信機（図示せず）を用いてその位置を特定することができる。
【０１２６】
電力管理システム１６０５は、導波路システム１６０２の上述したコンポーネントにエネルギーを提供する。電力管理システム１６０５は、太陽電池から、又は電力線１６１０に結合された変圧器（図示せず）から、又は電力線１６１０若しくは別の付近の電力線への誘導結合によりエネルギーを受け取ることができる。電力管理システム１６０５は、予備電池及び／又は超コンデンサ又は一時的な電力を導波路システム１６０２に提供する他のコンデンサ回路を含むこともできる。エネルギー損失センサー１６０４ｃは、導波路システム１６０２が電力損失状況及び／又は何らかの他の誤作動の発生を有するときを検出するのに使用することができる。例えば、エネルギー損失センサー１６０４ｃは、太陽電池の欠陥、太陽電池を誤作動させる太陽電池への妨げ、電力線１６１０上の電力損失に起因する電力損失があるとき及び／又は予備電池の期限切れ又は超コンデンサでの検出可能な欠陥に起因して予備電力系統が誤作動するときを検出することができる。誤作動及び／又は電力損失が生じる場合、エネルギー損失センサー１６０４ｃは、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に通知することができる。
【０１２７】
雑音センサー１６０４ｄは、電力線１６１０上の電磁波の伝送に悪影響を及ぼすおそれがある電力線１６１０上の雑音を測定するのに使用することができる。雑音センサー１６０４ｄは、予期されない電磁干渉、雑音バースト、又は電力線１６１０の表面上での変調電磁波の受信を妨げるおそれがある他の外乱源を検知することができる。雑音バーストは、例えば、コロナ放電又は他の雑音源により生じる可能性がある。雑音センサー１６０４ｄは、パターン認識、専門家システム、曲線フィッティング、整合フィルタリング、又は他の人工知能、分類、若しくは比較技法を介して、測定された雑音を、雑音プロファイルの内部データベース又は雑音プロファイルを記憶するリモートに配置されたデータベースから導波路システム１６０２により取得される雑音プロファイルと比較することができる。比較から、雑音センサー１６０４ｄは、例えば、測定された雑音への最も密な一致を提供する雑音プロファイルに基づいて雑音源（例えば、コロナ放電等）を識別することができる。雑音センサー１６０４ｄは、ビットエラーレート、パケット損失率、ジッタ、パケット再送要求等の伝送メトリックを測定することにより、雑音が伝送にどのように影響するかを検出することもできる。雑音センサー１６０４ｄは、基地局１６１４を経由して、中でも特に雑音源の識別情報、雑音の発生時刻、及び伝送メトリックをネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２８】
振動センサー１６０４ｅは、電力線１６１０上の２Ｄ又は３Ｄ振動を検出する加速度計及び／又はジャイロスコープを含むことができる。振動は、パターン認識、専門家システム、曲線フィッティング、整合フィルタリング、又は他の人工知能、分類、若しくは比較技法を介して導波路システム１６０２にローカルに記憶するか、又はリモートデータベースから導波路システム１６０２により取得することができる振動プロファイルと比較することができる。振動プロファイルを用いて、例えば、測定された振動への最も密な一致を提供する振動プロファイルに基づいて、例えば、倒木を突風から区別することができる。この分析の結果は、振動センサー１６０４ｅにより基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２９】
環境センサー１６０４ｆは、中でも特に大気圧、周囲温度（温度センサー１６０４ａにより提供することができる）、風速、湿度、風向き、及び降雨を測定する測定器（ｂａｒｏｍｅｔｅｒ）を含むことができる。環境センサー１６０４ｆは、生の情報を収集し、パターン認識、専門家システム、知識ベースのシステム、又は他の人工知能、分類、若しくは他の天候モデリング及び予測技法を介して、これを、導波路システム１６０２のメモリ又はリモートデータベースから取得することができる環境プロファイルと比較することによりこの情報を処理して、気象状況が生じる前にその気象状況を予測することができる。環境センサー１６０４ｆは、生のデータ及びその分析をネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１３０】
イメージセンサー１６０４ｇは、導波路システム１６０２の近傍の画像を捕捉するデジタルカメラ（例えば、電荷結合素子又はＣＣＤイメージャ、赤外線カメラ等）であり得る。イメージセンサー１６０４ｇは、複数の視点（例えば、上面、下面、左面、右面等）から電力線１６１０を検査するようにカメラの移動（例えば、実際の位置又は焦点／ズーム）を制御する電気機械的機構を含むことができる。代替的に、イメージセンサー１６０４ｇは、複数の視点を取得するために電気機械的機構が必要ないように設計することができる。イメージセンサー１６０４ｇにより生成されたイメージングデータの収集及び検索は、ネットワーク管理システム１６０１により制御することができ、又はイメージセンサー１６０４ｇにより自律的に収集し、ネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１３１】
導波路システム１６０２は、電力線１６１０（又は任意の他の形態の電磁波伝送媒体）上の電磁波伝送の伝搬を妨げる可能性がある外乱の検出、予測、及び／又は軽減を目的として、導波路システム１６０２及び／又は電力線１６１０に関連付けられたテレメトリ情報を収集するのに適する可能性がある他のセンサーを利用することができる。
【０１３２】
ここで、図１６Ｂを参照すると、ブロック図１６５０は、本明細書において説明される種々の態様による、電力網１６５３を管理するシステム及びそれに組み込まれるか、又は関連付けられる通信システム１６５５の一例の非限定的な実施形態が示されている。通信システム１６５５は、電力網１６５３の電力線１６１０に結合される複数の導波路システム１６０２を含む。通信システム１６５５内で使用される導波路システム１６０２の少なくとも一部分は、基地局１６１４及び／又はネットワーク管理システム１６０１と直接通信することができる。基地局１６１４又はネットワーク管理システム１６０１に直接接続されない導波路システム１６０２は、基地局１６１４又はネットワーク管理システム１６０１に接続された他の下流導波路システム１６０２を経由して、基地局１６１４又はネットワーク管理システム１６０１のいずれかとの通信セッションに従事することができる。
【０１３３】
ネットワーク管理システム１６０１は、ユーティリティ企業１６５２の機器及び通信サービスプロバイダ１６５４の機器に通信可能に結合されて、電力網１６５３及び通信システム１６５５に関連付けられたステータス情報を各エンティティにそれぞれ提供することができる。ネットワーク管理システム１６０１、ユーティリティ企業１６５２の機器、及び通信サービスプロバイダ１６５４は、ステータス情報を提供し、及び／又は電力網１６５３及び／又は通信システム１６５５の管理に人員を向けるために、ユーティリティ企業人員１６５６により利用される通信デバイス及び／又は通信サービスプロバイダ人員１６５８により利用される通信デバイスにアクセスすることができる。
【０１３４】
図１７Ａは、図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法１７００の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。方法１７００は、ステップ１７０２において開始することができ、導波路システム１６０２は、電力線１６１０の表面に沿って進行する変調された電磁波又は別のタイプの電磁波に埋め込まれるか、若しくはその部分を形成するメッセージを送受信する。メッセージは、音声メッセージ、ストリーミングビデオ、及び／又は通信システム１６５５に通信可能に結合される通信デバイス間で交換される他のデータ／情報であり得る。ステップ１７０４において、導波路システム１６０２のセンサー１６０４は、検知データを収集することができる。一実施形態において、検知データは、ステップ１７０２におけるメッセージの送信及び／又は受信の前、その間、又はその後にステップ１７０４において収集することができる。ステップ１７０６において、導波路システム１６０２（又はセンサー１６０４自体）は、検知データから、導波路システム１６０２から発せられた（例えば、送信された）又は導波路システム１６０２により受信される通信に影響を及ぼす可能性がある通信システム１６５５内の外乱の実際の発生又は予測される発生を特定することができる。導波路システム１６０２（又はセンサー１６０４）は、温度データ、信号反射データ、エネルギー損失データ、雑音データ、振動データ、環境データ、又はそれらの任意の組み合わせを処理してこの特定を行うことができる。導波路システム１６０２（又はセンサー１６０４）は、通信システム１６５５における外乱の原因及び／又はその位置を検出、識別、推定、又は予測することもできる。ステップ１７０８において、外乱が検出／識別されず、また予測／推定されない場合、導波路システム１６０２はステップ１７０２に進むことができ、電力線１６１０の表面に沿って進行する変調された電磁波に組み込まれるか、又はその一部を形成するメッセージを引き続き送受信する。
【０１３５】
ステップ１７０８において、外乱が検出／識別されるか、又は発生が予測／推定される場合、導波路システム１６０２はステップ１７１０に進み、外乱が通信システム１６５５におけるメッセージの送信又は受信に悪影響を及ぼす可能性があるか否か（又は代替的に、悪影響を及ぼす傾向があるか否か、又は悪影響を及ぼす可能性がある程度）を判断する。１つの実施形態において、持続時間閾値及び発生頻度閾値をステップ１７１０において用いて、外乱が通信システム１６５５における通信に悪影響を及ぼすときを特定することができる。単に例示を目的として、持続時間閾値が５００ｍｓに設定され、一方、発生頻度閾値が、１０秒の観測期間中に５回の外乱発生に設定されると仮定する。したがって、５００ｍｓよりも長い持続時間を有する外乱は、持続時間閾値をトリガーする。更に、１０秒の時間間隔中に６回以上発生する外乱は、発生頻度閾値をトリガーする。
【０１３６】
１つの実施形態において、外乱は、持続時間閾値のみを超える場合、通信システム１６５５における信号完全性に悪影響を及ぼすと見なすことができる。別の実施形態において、外乱は、持続時間閾値及び発生頻度閾値の両方を超える場合、通信システム１６５５における信号完全性に悪影響を及ぼすと見なすことができる。したがって、通信システム１６５５における信号完全性に悪影響を及ぼす外乱の分類に関して、後者の実施形態は、前者の実施形態よりも保守的である。例示的な実施形態により、多くの他のアルゴリズム並びに関連するパラメータ及び閾値をステップ１７１０で利用し得ることが理解されよう。
【０１３７】
再び方法１７００を参照すると、ステップ１７１０において、ステップ１７０８において検出された外乱が、悪影響を受ける通信の条件を満たさない（例えば、持続時間閾値も発生頻度閾値も超えない）場合、導波路システム１６０２はステップ１７０２に進み、メッセージの処理を続けることができる。例えば、ステップ１７０８において検出された外乱が、１ｍｓの持続時間及び１０秒の時間期間中に１回の発生を有する場合、いずれの閾値も超えない。したがって、そのような外乱は、通信システム１６５５における信号完全性に対してわずかにのみ影響するものとして見なすことができ、したがって、軽減が必要な外乱としてフラグ付けられない。フラグ付けられないが、外乱の発生、その発生時刻、その発生頻度、スペクトルデータ、及び／又は他の有用情報は、モニタリングを目的として、テレメトリデータとしてネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１３８】
再びステップ１７１０を参照すると、他方では、外乱が、悪影響を受ける通信の条件を満たす（例えば、いずれか一方又は両方の閾値を超える）場合、導波路システム１６０２はステップ１７１２に進み、インシデントをネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。報告は、センサー１６０４により収集された生の検知データ、導波路システム１６０２により既知の場合、外乱の記述、外乱の発生時刻、外乱の発生頻度、外乱に関連付けられた位置、ビットレートエラー、パケット損失率、再送要求、ジッタ、待ち時間等のパラメータ読み取り値等を含むことができる。外乱が導波路システム１６０２の１つ又は複数のセンサーによる予測に基づく場合、報告は、予期される外乱のタイプ及び予測可能な場合、外乱の予測発生時刻、及び予測が導波路システム１６０２のセンサー１６０４により収集された過去検知データに基づく場合、予測される外乱の予測発生頻度を含むことができる。
【０１３９】
ステップ１７１４において、ネットワーク管理システム１６０１は、軽減、迂回、又は修正技法を決定することができ、技法は、外乱の位置を特定することができる場合、トラフィックを再ルーティングして、外乱を迂回するように導波路システム１６０２に指示することを含み得る。１つの実施形態において、外乱を検出する導波路結合デバイス１４０２は、外乱による影響を受ける一次電力線から二次電力線に導波路システム１６０２を接続して、導波路システム１６０２がトラフィックを異なる伝送媒体に再ルーティングし、外乱を回避できるようにするように、図１３及び図１４に示される等のリピーターを指示することができる。導波路システム１６０２がリピーターとして構成される一実施形態において、導波路システム１６０２は、それ自体、一次電力線から二次電力線へのトラフィックの再ルーティングを実行することができる。双方向通信（例えば、全二重又は半二重通信）の場合、リピーターは、導波路システム１６０２による処理のために、トラフィックを二次電力線から再び一次電力線に再ルーティングするように構成し得ることに更に留意されたい。
【０１４０】
別の実施形態において、導波路システム１６０２は、外乱を回避するようにトラフィックを一次電力線から二次電力線に一時的にリダイレクトし、且つ一次電力線に戻るように外乱の上流にある第１のリピーター及び外乱の下流にある第２のリピーターに指示することにより、トラフィックをリダイレクトすることができる。双方向通信（例えば、全二重又は半二重通信）の場合、リピーターは、トラフィックを二次電力線から再び一次電力線に再ルーティングするように構成し得ることに更に留意されたい。
【０１４１】
二次電力線で生じている既存の通信セッションへの割り込みを回避するために、ネットワーク管理システム１６０１は、二次電力線の未使用タイムスロット及び／又は周波数帯域を利用して、データ及び／又は音声トラフィックを一次電力線から離れてリダイレクトし、外乱を迂回するようにリピーターに命令するように導波路システム１６０２に指示することができる。
【０１４２】
ステップ１７１６において、外乱を回避するために、トラフィックが再ルーティングされている間、ネットワーク管理システム１６０１は、ユーティリティ企業１６５２の機器及び／又は通信サービスプロバイダ１６５４の機器に、検出された外乱及び既知である場合にはその位置を通知することができ、これらの機器は、次にユーティリティ企業１６５６の人員及び／又は通信サービスプロバイダ１６５８の人員に通知することができる。いずれかの当事者からの現場の人員は、特定された外乱位置において外乱に対応し、解決することができる。外乱がユーティリティ企業の人員及び／又は通信サービスプロバイダの人員によりなくなるか又は他に軽減されると、そのような人員は、現場の機器（例えば、ネットワーク管理システム１６０１に通信可能に結合されるラップトップコンピューター、スマートフォン等）、及び／又はユーティリティ企業の機器、及び／又は通信サービスプロバイダの機器を利用して、各企業及び／又はネットワーク管理システム１６０１に通知することができる。通知は、外乱がどのように軽減されたか及び通信システム１６５５のトポロジーを変更する可能性がある電力線１６１０への任意の変更の記述を含むことができる。
【０１４３】
外乱が解決されると（判断１７１８において判断されるように）、ネットワーク管理システム１６０１は、導波路システム１６０２により使用された前のルーティング構成を復元するか、又は外乱の軽減に用いられた復元方法により通信システム１６５５の新しいネットワークトポロジーが生成された場合、新しいルーティング構成に従ってトラフィックをルーティングするように、ステップ１７２０において導波路システム１６０２に指示することができる。別の実施形態において、導波路システム１６０２は、テスト信号を電力線１６１０上に送信して、外乱がなくなったときを検出することにより、外乱の軽減をモニタリングするように構成することができる。導波路システム１６０２は、外乱がないことを検出すると、通信システム１６５５のネットワークトポロジーが変更されていないと判断する場合、ネットワーク管理システム１６０１による支援なしでルーティング構成を自律的に復元することができ、又は検出された新しいネットワークトポロジーに適合する新しいルーティング構成を利用することができる。
【０１４４】
図１７Ｂは、図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法１７５０の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。１つの実施形態では、方法１７５０はステップ１７５２において開始することができ、ネットワーク管理システム１６０１は、ユーティリティ企業１６５２の機器又は通信サービスプロバイダ１６５４の機器から保守計画に関連付けられた保守情報を受信する。ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５４において、保守情報から、保守計画中に実行される保守活動を識別することができる。これらの活動から、ネットワーク管理システム１６０１は、保守から生じる外乱（例えば、電力線１６１０の計画された交換、電力線１６１０上の導波路システム１６０２の計画された交換、電力網１６５３内の電力線１６１０の計画された再構成等）を検出することができる。
【０１４５】
別の実施形態において、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５５において、テレメトリ情報を１つ又は複数の導波路システム１６０２から受信することができる。テレメトリ情報は、中でも特にテレメトリ情報を提出する各導波路システム１６０２の識別情報、各導波路システム１６０２のセンサー１６０４により取られた測定値、各導波路システム１６０２のセンサー１６０４により検出されたか、予測されたか、推定されたか、又は実際の外乱に関連する情報、各導波路システム１６０２に関連付けられた位置情報、検出された外乱の推定位置、外乱の識別情報等を含むことができる。ネットワーク管理システム１６０１は、テレメトリ情報から、導波路の動作、電線表面に沿った電磁波の伝送、又は両方に不利である可能性がある外乱のタイプを特定することができる。ネットワーク管理システム１６０１は、複数の導波路システム１６０２からのテレメトリ情報を用いて外乱を分離し識別することもできる。更に、ネットワーク管理システム１６０１は、影響を受けた導波路システム１６０２の近傍にある導波路システム１６０２からテレメトリ情報を要求して、外乱の位置を三角測量で特定し、及び／又は他の導波路システム１６０２から同様のテレメトリ情報を受信することにより外乱の識別を確認することができる。
【０１４６】
更に別の実施形態において、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５６において、非計画活動報告を保守現場人員から受信することができる。非計画保守は、計画されない現場の呼び出しの結果として、又は現場での呼び出し中又は計画された保守活動中に発見された予期されない現場の問題の結果として行うことができる。活動報告は、通信システム１６５５及び／又は電力網１６５３において発見された問題に現場の人員が対処したことから生じる電力網１６５３のトポロジー構成への変更、１つ又は複数の導波路システム１６０２への変更（その交換又は修理等）、外乱がある場合に実行される外乱の軽減等を識別することができる。
【０１４７】
ステップ１７５８において、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５２〜１７５６に従って受信する報告から、保守計画に基づいて外乱が生じるか否か、又はテレメトリデータに基づいて、外乱が生じたか否か若しくは生じると予測されるか否か、又は外乱が現場活動報告で識別される非計画保守に起因して生じたか否かを判断することができる。これらの任意の報告から、ネットワーク管理システム１６０１は、検出又は予測される外乱が、影響を受ける導波路システム１６０２又は通信システム１６５５の他の導波路システム１６０２によるトラフィックの再ルーティングを必要とするか否かを判断することができる。
【０１４８】
ステップ１７５８において外乱が検出又は予測される場合、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６０に進むことができ、ネットワーク管理システム１６０１は、外乱を迂回するようトラフィックを再ルーティングするように１つ又は複数の導波路システム１６０２に指示することができる。外乱が電力網１６５３の永久的なトポロジー変更に起因して永久的である場合、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７７０に進み、ステップ１７６２、１７６４、１７６６、及び１７７２をスキップすることができる。ステップ１７７０において、ネットワーク管理システム１６０１は、新しいトポロジーに適合する新しいルーティング構成を用いるように１つ又は複数の導波路システム１６０２に指示することができる。しかし、外乱が１つ又は複数の導波路システム１６０２により供給されるテレメトリ情報から検出された場合、ネットワーク管理システム１６０１は、ユーティリティ企業１６５６又は通信サービスプロバイダ１６５８の保守人員に外乱の位置、既知である場合には外乱のタイプ、及びそのような人員が外乱を軽減するのに有用である可能性がある関連情報を通知することができる。外乱が保守活動に起因すると予期される場合、ネットワーク管理システム１６０１は、保守計画中の保守活動により生じる外乱を回避するよう所与の計画（保守計画と一貫する）でトラフィックルートを再構成するように１つ又は複数の導波路システム１６０２に指示することができる。
【０１４９】
再びステップ１７６０に戻り、ステップ１７６０が完了すると、プロセスはステップ１７６２に続くことができる。ステップ１７６２において、ネットワーク管理システム１６０１は、外乱が現場の人員により軽減されたときをモニタリングすることができる。外乱の軽減は、現場の機器（例えば、ラップトップコンピューター又はハンドヘルドコンピューター／デバイス）を利用して通信ネットワーク（例えば、セルラー通信システム）を介して、現場の人員によりネットワーク管理システム１６０１に提出された現場の報告を分析することにより、ステップ１７６２において検出することができる。外乱が軽減されたことを現場の人員が報告した場合、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６４に進み、現場の報告から、外乱の軽減にトポロジー変更が必要であったか否かを判断することができる。トポロジー変更は、電力線１６１０の再ルーティング、異なる電力線１６１０を利用するような導波路システム１６０２の再構成、他に代替のリンクを利用して外乱を迂回すること等を含むことができる。トポロジー変更が行われた場合、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７７０において、１つ又は複数の導波路システム１６０２に、新しいトポロジーに適合した新しいルーティング構成を用いるように指示することができる。
【０１５０】
しかし、トポロジー変更が現場の人員により報告されなかった場合、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６６に進むことができ、ネットワーク管理システム１６０１は、テスト信号を送信して、外乱検出前に用いられていたルーティング構成をテストするように１つ又は複数の導波路システム１６０２に指示することができる。テスト信号は、外乱近傍の影響を受けた導波路システム１６０２に送信することができる。テスト信号を用いて、信号外乱（例えば、電磁波反射）が任意の導波路システム１６０２により検出されるか否かを判断することができる。テスト信号により、前のルーティング構成がもはや前に検出された外乱を受けていないことが確認される場合、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７７２において、影響を受けた導波路システム１６０２に前のルーティング構成を復元するように指示することができる。しかし、１つ又は複数の導波路結合デバイス１４０２により分析され、ネットワーク管理システム１６０１に報告されたテスト信号により、その外乱又は新しい外乱が存在することが示される場合、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６８に進み、この情報を現場の人員に報告して、現場の問題に更に対処する。ネットワーク管理システム１６０１は、この状況において、ステップ１７６２における外乱の軽減のモニタリングを続けることができる。
【０１５１】
上記実施形態において、導波路システム１６０２は、電力網１６５３の変更及び／又は外乱の軽減に自己適合するように構成することができる。すなわち、１つ又は複数の影響を受けた導波路システム１６０２は、外乱の軽減を自己モニタリングし、ネットワーク管理システム１６０１による指示の送信を必要とせずにトラフィックルートを再構成するように構成することができる。この実施形態において、自己構成可能な１つ又は複数の導波路システム１６０２は、ネットワーク管理システム１６０１に導波路システム１６０２のルーティングの選択を通知することができ、それにより、ネットワーク管理システム１６０１は、通信システム１６５５の通信トポロジーのマクロレベルビューを維持することができる。
【０１５２】
説明を簡単にするために、各プロセスは図１７Ａ及び図１７Ｂの一連のブロックとしてそれぞれ示され説明されるが、請求項に記載される主題がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックが、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で、及び／又は他のブロックと同様に行われてもよいことが理解及び認識される。更に、示される全てのブロックが、本明細書において説明される方法の実施に必要とされないことがあり得る。
【０１５３】
ここで、図１８Ａを参照すると、導波される電磁波を伝搬する伝送媒体１８００の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示されている。特に、図１に関連して提示された伝送媒体１２５の更なる例が提示される。一実施形態において、伝送媒体１８００は、伝送媒体１８００の上に堆積する第１の誘電材料１８０２及び第２の誘電材料１８０４を含むことができる。一実施形態において、第１の誘電材料１８０２は誘電体コア（本明細書において誘電体コア１８０２と呼ばれる）を含むことができ、第２の誘電材料１８０４は、全体的又は部分的に誘電体コアを囲む誘電性発泡体等のクラッディング又はシェル（本明細書において誘電性発泡体１８０４と呼ばれる）を含むことができる。一実施形態において、誘電体コア１８０２及び誘電性発泡体１８０４は、互いと同軸上に位置合わせすることができる（しかし、そうである必要はない）。一実施形態において、誘電体コア１８０２と誘電性発泡体１８０４との組み合わせは、誘電体コア１８０２及び誘電性発泡体１８０４の材料を破損せずに少なくとも４５度だけ屈曲又は湾曲することができる。一実施形態において、誘電性発泡体１８０４の外面は、外被（本明細書において外被１８０６と呼ばれる）として機能することができる第３の誘電材料１８０６により全体的又は部分的に更に囲まれることができる。外被１８０６は、電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす可能性がある環境（例えば、水、土等）への誘電体コア１８０２及び誘電性発泡体１８０４の露出を回避することができる。
【０１５４】
誘電体コア１８０２は、例えば、高密度ポリエチレン材料、高密度ポリウレタン材料、又は他の適する誘電材料を含むことができる。誘電性発泡体１８０４は、例えば、発泡ポリエチレン材料又は他の適する誘電材料等の発泡プラスチック材料を含むことができる。外被１８０６は、例えば、ポリエチレン材料又は同等の材料を含むことができる。一実施形態において、誘電性発泡体１８０４の誘電率は、誘電体コア１８０２の誘電率よりも低い（又は実質的に低い）ことができる。例えば、誘電体コア１８０２の誘電率は約２．３であり得、一方、誘電性発泡体１８０４の誘電率は約１．１５であり得る（空気の誘電率よりもわずかに高い）。
【０１５５】
誘電体コア１８０２は、伝送１８００上で導波される電磁波を送出するように構成することができる送出器又は本明細書において説明される他の結合デバイスから電磁波の形態の信号を受信するのに使用することができる。１つの実施形態において、伝送媒体１８００は、スタブアンテナ（図示せず）等の放射デバイスから電磁波を受信することができる、例えば、円形導波路１８０９として構築される中空導波路１８０８に結合することができる。したがって、中空導波路１８０８は、誘電体コア１８０２に導波される電磁波を誘導することができる。この構成において、導波される電磁波は、誘電体コア１８０２により導波又は誘電体コア１８０２に結合され、誘電体コア１８０２に沿って長手方向に伝搬する。送出器の電子回路を調整することにより、導波される電磁波の場強度プロファイル１８１０が外被１８０６の外側にわずかに延在する（又は全く延在しない）ような電磁波の動作周波数を選択することができる。
【０１５６】
導波される電磁波の場強度の大半（全てでない場合）を誘電体コア１８０２、誘電性発泡体１８０４及び／又は外被１８０６の部分内に維持することにより、伝送媒体１８００は、内部を伝搬する電磁波の伝搬に悪影響を及ぼさずに厳しい環境で用いることができる。例えば、伝送媒体１８００は、伝送媒体１８００を伝搬する導波される電磁波に悪影響を及ぼさずに（又は実質的に及ぼさずに）、土中に埋設することができる。同様に、伝送媒体１８００は、伝送媒体１８００を伝搬する導波される電磁波に悪影響を及ぼさずに（又は実質的に及ぼさずに）、水に露出（例えば、雨又は水中に配置）することができる。一実施形態において、上記実施形態における導波される電磁波の伝搬損失は、動作周波数６０ＧＨｚにおいて１ｍ当たり１ｄＢ〜２ｄＢ以上であり得る。導波される電磁波の動作周波数及び／又は伝送媒体１８００に用いられる材料に応じて他の伝搬損失が可能であり得る。更に、伝送媒体１８００の構築に用いられる材料に応じて、伝送媒体１８００は、幾つかの実施形態において、誘電体コア１８０２及び誘電性発泡体１８０４を通って伝搬する導波される電磁波に悪影響を及ぼさずに（又は実質的に及ぼさずに）横に屈曲することができる。
【０１５７】
図１８Ｂは、図１８Ａの伝送媒体１８００と異なるが、依然として図１に関連して提示した伝送媒体１２５の更なる例を提供する伝送媒体１８２０を示す。伝送媒体１８２０は、図１８Ａの伝送媒体１８００の同様の要素に同様の参照符号を示す。伝送媒体１８００とは対照的に、伝送媒体１８２０は、導電性コア１８２２を全体的又は部分的に囲む絶縁層１８２３を有する導電性コア１８２２を含む。絶縁層１８２３と導電性コア１８２２との組み合わせは、本明細書において絶縁導体１８２５と呼ばれる。図１８Ｂの図において、絶縁層１８２３は、上述した材料から構築することができる誘電性発泡体１８０４及び外被１８０６により全体的又は部分的に覆われる。一実施形態において、絶縁層１８２３は、誘電性発泡体１８０４の誘電率（例えば、１．１５）よりも高い誘電率（例えば、２．３）を有するポリエチレン等の誘電材料を含むことができる。一実施形態において、伝送媒体１８２０のコンポーネントは、同軸上に位置合わせすることができる（しかし、そうである必要はない）。一実施形態において、絶縁層１８２３と別個であり得る（しかし、そうである必要はない）金属板１８０９を有する中空導波路１８０８を用いて、絶縁層１８２３の外面上を実質的に伝搬する導波される電磁波を送出することができるが、本明細書において説明されるような他の結合デバイスも同様に利用することができる。一実施形態において、導波される電磁波は、絶縁層１８２３に沿って長手方向に電磁波を導波するのに十分に、絶縁層１８２３により導波又は絶縁層１８２３に結合することができる。送出器の動作パラメータを調整することにより、中空導波路１８０８により送出される導波される電磁波の動作周波数は、誘電性発泡体１８０４内に実質的に閉じ込められた導波される電磁波を生成する電場強度プロファイル１８２４を生成することができ、それにより、導波される電磁波が、伝送媒体１８２０を介する導波される電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす環境（例えば、水、土等）に露出されないようにする。
【０１５８】
図１８Ｃは、図１８Ａ及び図１８Ｂの伝送媒体１８００及び１８２０と異なるが、依然として図１に関連して提示した伝送媒体１２５の更なる例を提供する伝送媒体１８３０を示す。伝送媒体１８３０は、図１８Ａ及び図１８Ｂの伝送媒体１８００及び１８２０の同様の要素にそれぞれ同様の参照符号を示す。伝送媒体１８００及び１８２０とは対照的に、伝送媒体１８３０は、上述した材料から構築することができる誘電性発泡体１８０４及び外被１８０６により全体的又は部分的に囲まれる裸の（又は非絶縁）導体１８３２を含む。一実施形態において、伝送媒体１８３０のコンポーネントは、同軸上に位置合わせすることができる（しかし、そうである必要はない）。一実施形態において、裸の導体１８３２に結合される金属板１８０９を有する中空導波路１８０８を用いて、裸の導体１８３２の外面上を実質的に伝搬する導波される電磁波を送出することができるが、本明細書において説明されるような他の結合デバイスも同様に利用することができる。一実施形態において、導波される電磁波は、裸の導体１８３２に沿って長手方向に導波される電磁波を導波するのに十分に、裸の導体１８３２により導波又は裸の導体１８３２に結合することができる。送出器の動作パラメータを調整することにより、中空導波路１８０８により送出される導波される電磁波の動作周波数は、誘電性発泡体１８０４内に実質的に閉じ込められた導波される電磁波を生成する電場強度プロファイル１８３４を生成することができ、それにより、導波される電磁波が、伝送媒体１８３０を介する電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす環境（例えば、水、土等）に露出されないようにする。
【０１５９】
図１８Ａ、図１８Ｂ、及び図１８Ｃの伝送媒体１８００、１８２０、及び１８３０とそれぞれ併用される中空送出器１８０８を他の送出器又は結合デバイスで置換可能であることに留意されたい。更に、任意の上記実施形態での電磁波の伝搬モードは、基本モード、非基本（又は非対称）モード、又はそれらの組み合わせであり得る。
【０１６０】
図１８Ｄは、本明細書において説明される種々の態様による、伝送媒体束１８３６の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。伝送媒体束１８３６は、可撓性スリーブ１８３９により定位置に保持される複数のケーブル１８３８を含むことができる。複数のケーブル１８３８は、図１８Ａのケーブル１８００の複数のインスタンス、図１８Ｂのケーブル１８２０の複数のインスタンス、図１８Ｃのケーブル１８３０の複数のインスタンス、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。スリーブ１８３９は、土、水、又は他の外部材料が複数のケーブル１８３８に接触しないようにする誘電材料を含むことができる。一実施形態において、それぞれ図１０Ａに示されるものと同様の送受信機又は本明細書において説明される他の結合デバイスを利用する複数の送出器は、各ケーブルに導波される電磁波を選択的に誘導するように構成することができ、導波される電磁波は、それぞれ異なるデータ（例えば、束、音声、ビデオ、メッセージング、コンテンツ等）を搬送する。一実施形態において、各送出器又は他の結合デバイスの動作パラメータを調整することにより、導波される電磁波のそれぞれの電場強度プロファイルは、完全に又は実質的に、対応するケーブル１８３８の層内に閉じ込められ、ケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。
【０１６１】
導波される各電磁波の電場強度プロファイルが対応するケーブル１８３８内に完全に閉じ込められないか、又は実質的に閉じ込められない状況において、電磁信号のクロストークは、図１８Ｅに示される２つのケーブルに関連する信号プロットにより示されるように、ケーブル１８３８間に発生する可能性がある。図１８Ｅにおけるプロットは、導波される電磁波が第１のケーブル上で誘導される場合、第１のケーブルの発せられる電場及び磁場が第２のケーブル上に信号を誘導し、クロストークを生じさせ得ることを示す。幾つかの軽減選択肢を用いて図１８Ｄのケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。一実施形態において、図１８Ｆに示すように、炭素等の電磁場を吸収することができる吸収材料１８４０をケーブル１８３８に適用して、種々の偏極状態で導波される電磁波のそれぞれを偏極してケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。別の実施形態（図示せず）において、炭素ビードをケーブル１８３８間の間隙に追加してクロストークを下げることができる。
【０１６２】
更に別の実施形態（図示せず）において、ケーブル１８３８の直径を異なるように構成して、ケーブル１８３８間の導波される電磁波の伝搬速度を変え、ケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。一実施形態（図示せず）において、各ケーブル１８３８の形状を非対称（例えば、楕円形）にして、各ケーブル１８３８の導波される電磁場を互いから離れるように向けてクロストークを下げることができる。一実施形態（図示せず）において、誘電性発泡体等の充填材料をケーブル１８３８間に追加して、ケーブル間のクロストークを下げるのに十分にケーブル１８３８を離間することができる。一実施形態（図示せず）において、長手炭素ストリップ又はスワールを各ケーブル１８３８の外被１８０６の外面に適用して、外被１８０６の外部の導波される電磁波の放射を低減し、それによりケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。更に別の実施形態において、各送出器は、直交周波数、変調又はモード等の異なる周波数、変調、波動伝搬モードを有する導波される電磁波を送出してケーブル１８３８間のクロストークを下げるように構成することができる。
【０１６３】
更に別の実施形態（図示せず）において、ケーブル１８３８の対をらせん状に撚り合わせて、対間及び対の近傍にある他のケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。幾つかの実施形態において、特定のケーブル１８３８を撚り合わせることができ、一方、他のケーブル１８３８は撚り合わせず、ケーブル１８３８間のクロストークを下げることができる。更に、撚り合わせられたケーブル１８３８の各対は、異なるピッチ（すなわち、１ｍ当たりの撚り合わせ数等の異なる撚り合わせ率）を有して、対間及び対の近傍にある他のケーブル１８３８間のクロストークを更に下げることができる。別の実施形態（図示せず）において、送出器又は他の結合デバイスは、外被１８０６を越えてケーブル間の間隙内に延在する電磁場を有する導波される電磁波をケーブル１８３８内に誘導してケーブル１８３８間のクロストークを下げるように構成することができる。ケーブル１８３８間のクロストークを軽減する上記実施形態の任意の１つを組み合わせてケーブル１８３８間のクロストークを更に下げ得ることが提案される。
【０１６４】
図１８Ｇ及び図１８Ｈは、本明細書において説明される種々の態様による、内部導波路を有する伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、伝送媒体１８４１はコア１８４２を含み得る。１つの実施形態において、コア１８４２は誘電体コア１８４２（例えば、ポリエチレン）であり得る。別の実施形態において、コア１８４２は絶縁導体又は非絶縁導体であり得る。コア１８４２は、誘電体コア又は導電性コアの絶縁層の誘電率よりも低い誘電率を有する誘電性発泡体（例えば、発泡ポリエチレン材料）を含むシェル１８４４により囲むことができる。誘電率の相違により、電磁波をコア１８４２に結合し導波することができる。外被１８４４はシェル外被１８４５で覆うことができる。シェル外被１８４５は、剛性材料（例えば、高密度プラスチック）又は高張力材料（例えば、合成繊維）で作ることができる。一実施形態において、シェル外被１８４５を用いて、シェル１８４４及びコア１８４２が不利な環境（例えば、水、湿気、土等）に露出しないようにすることができる。一実施形態において、シェル外被１８４５は、コア１８４２の外面がシェル外被１８４５の内面から離間され、それにより、シェル外被１８５４とコア１８４２との間に長手方向間隙が生じるのに十分な剛性を有することができる。長手方向間隙は、シェル１８４４の誘電性発泡体で充填することができる。
【０１６５】
伝送媒体１８４１は、複数の外輪導体１８４６を更に含むことができる。外輪導体１８４６は、シェル外被１８４５の周囲に織られ、それにより、シェル外被１８４５を全体又は部分的に覆う導電性材料のストランドであり得る。外輪導体１８４６は、ソース（例えば、変圧器、発電機等）から電力信号を受信する本開示において説明される実施形態と同様に、帰還電気路を有する電力線の機能を果たすことができる。１つの実施形態において、外輪導体１８４６はケーブル外被１８４７で覆い、外輪導体１８４６が水、土、又は他の環境要因に露出しないようにすることができる。ケーブル外被１８４７は、ポリエチレン等の絶縁材料で作ることができる。コア１８４２は、電磁波伝搬の中心導波路として用いることができる。上述した円形導波路等の中空の導波路送出器１８０８を用いて、図１８Ａ、図１８Ｂ、及び図１８Ｃの実施形態について説明したものと同様に、コア１８４２により導波される電磁波を誘導する信号を送出することができる。電磁波は、外輪導体１８４６の電気帰還路又は任意の他の電気帰還路を利用せずに、コア１８４２により導波することができる。送出器１８０８の電子回路を調整することにより、電磁波の動作周波数は、導波される電磁波の場強度プロファイルがシェル外被１８４５外部にわずかに延びる（又は全く延びない）ように選択することができる。
【０１６６】
別の実施形態において、伝送媒体１８４３は、シェル外被１８４５’で囲まれた中空コア１８４２’を含み得る。シェル外被１８４５’は、内部導電性表面又は中空コア１８４２’を電磁波の導管として用いることを可能にする他の表面材料を有することができる。シェル外被１８４５’は、電力信号の伝導について上述した外輪導体１８４６で少なくとも部分的に覆うことができる。一実施形態において、ケーブル外被１８４７を外輪導体１８４６の外面に配置して、外輪導体１８４６が水、土、又は他の環境要因に露出しないようにすることができる。導波路送出器１８０８を用いて、中空コア１８４２’及びシェル外被１８４５’の導電性内面により導波される電磁波を送出することができる。一実施形態（図示せず）において、中空コア１８４２’は、上述したような誘電性発泡体を更に含むことができる。
【０１６７】
伝送媒体１８４１は、電気帰還路を利用して外輪導体１８４６上で電力を伝導し、コア１８４２、シェル１８４４、及びシェル外被１８４５の組み合わせを含む内部導波路により通信サービスを提供する多目的ケーブルを表すことができる。内部導波路は、コア１８４２により導波される電磁波の送信又は受信に用いることができる（電気帰還路を利用せずに）。同様に、伝送媒体１８４３は、電気帰還路を利用して外輪導体１８４６上で電力を伝導し、中空コア１８４２’及びシェル外被１８４５’の組み合わせを含む内部導波路により通信サービスを提供する多目的ケーブルを表すことができる。内部導波路は、中空コア１８４２’及びシェル外被１８４５’によって導波される電磁波の送信又は受信に用いることができる（電気帰還路を利用せずに）。
【０１６８】
外輪導体１８４６により囲まれる複数の内部導波路を用いるように、図１８Ｇ及び図１８Ｈの実施形態を構成し得ることが提案される。内部導波路は、上述したクロストーク軽減技法（例えば、導波路の撚り対、異なる構造的寸法の導波路、シェル内での偏極子の使用、異なる波動モードの使用等）を用いるように構成することができる。
【０１６９】
例示のみを目的として、伝送媒体１８００、１８２０、１８３０、１８３６、１８４１、及び１８４３は、本明細書において、ケーブル１８５０が本開示において説明される伝送媒体の任意の１つを又はそれらの複数のインスタンスの束を表すことができるという理解の下に、ケーブル１８５０と呼ばれる。例示のみを目的として、伝送媒体１８００、１８２０、１８３０、１８３６、１８４１、及び１８４３の誘電体コア１８０２、絶縁導体１８２５、及び裸導体１８３２、コア１８４２、又は中空コア１８４２’は、本明細書においてケーブル１８５０が伝送媒体１８００、１８２０、１８３０、１８３６、１８４１、及び／又は１８４３のそれぞれの誘電体コア１８０２、絶縁導体１８２５、裸の導体１８３２、コア１８４２、又は中空コア１８４２’を利用することができるという理解の下に、それぞれ伝送媒体１８５２と呼ばれる。
【０１７０】
ここで、図１８Ｉ及び図１８Ｊを参照すると、ケーブル１８５０により用いることができるコネクタ構成の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。１つの実施形態において、ケーブル１８５０は、図１８Ｉに示されるように、メス接続構成又オス接続構成で構成することができる。図１８Ｉの右側のオス構成は、伝送コア１８５２の一部を露出させるように誘電性発泡体１８０４（及び外被１８０６がある場合には外被１８０６）を剥ぐことにより達成することができる。図１８Ｉの左側のメス構成は、誘電性発泡体１８０４（及び外被１８０６がある場合には外被１８０６）を維持しながら、伝送コア１８５２の部分を除去することにより達成することができる。図１８Ｈに関連して説明されるように、伝送コア１８５２が中空である一実施形態において、伝送コア１８５２のオス部分は、図１８Ｉの左側にあるメス構成内に摺動して、中空コアを一緒に位置合わせすることができる剛性外面を有する中空コアを表すことができる。図１８Ｇ及び図１８Ｈの実施形態において、ケーブル１８５０のオス部分及びメス部分を接続するように外輪導体１８４６を変更可能であることに更に留意されたい。
【０１７１】
上記実施形態に基づいて、オスコネクタ構成及びメスコネクタ構成を有する２つのケーブル１８５０を一体に結合することができる。接着性内部ライニング又は収縮包装材料（図示せず）を有するスリーブをケーブル１８５０間の接合部のエリアに適用して、接合部を固定位置に維持し、露出（例えば、水、土等への）を避けることができる。ケーブル１８５０が結合される場合、１つのケーブルの伝送コア１８５２は、他方のケーブルの伝送コア１８５２のごく近くにあることになる。いずれかの方向から進行するケーブル１８５０の伝送コア１８５２のいずれかにより伝搬される導波される電磁波は、伝送コア１８５２が接触するか否かに関係なく、伝送コア１８５２が同軸上で位置合わせられるか否かに関係なく、及び／又は伝送コア１８５２間に間隙があるか否かに関係なく、互いに非同一の伝送コア１８５２間を渡ることができる。
【０１７２】
別の実施形態において、メスコネクタ構成を両端部に有するスプライスデバイス１８６０を用いて、図１８Ｊに示されるように、オスコネクタ構成を有するケーブル１８５０と結合することができる。図１８Ｊに示されていない代替の一実施形態において、スプライスデバイス１８６０は、メスコネクタ構成を有するケーブル１８５０に結合することができるオスコネクタ構成を両端部に有するように構成することができる。図１８Ｊに示されていない別の実施形態において、スプライスデバイス１８６０は、メスコネクタ構成及びオスコネクタ構成をそれぞれ有するケーブル１８５０に結合することができるオスコネクタ構成及びメスコネクタ構成を対向する端部に有するように構成することができる。中空コアを有する伝送コア１８５２の場合、スプライスデバイス１８６０の端部が両方ともオスであるか、それとも両方ともメスであるか、それともそれらの組み合わせであるかに関係なく、図１８Ｉにおいて説明されるオス構成及びメス構成をスプライスデバイス１８６０に適用可能であることに更に留意されたい。
【０１７３】
図１８Ｉ及び図１８Ｊに示されるケーブルを接続する上記実施形態は、結束伝送媒体１８３６のケーブル１８３８のそれぞれ１つのインスタンスに適用することができる。同様に、図１８及び図１８Ｊに示される上記実施形態は、複数の内部導波路を有するケーブル１８４１又は１８４３の内部導波路のそれぞれ１つのインスタンスに適用することができる。
【０１７４】
ここで、図１８Ｋを参照すると、導波される電磁波を伝搬する伝送媒体１８００’、１８００’’、１８００’’’、及び１８００’’’’の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。一実施形態において、伝送媒体１８００’は、コア１８０１と、セクションに分割され、図１８Ｋに示されるように外被１８０６で覆われた誘電性発泡体１８０４’とを含むことができる。コア１８０１は、図１８Ａの誘電体コア１８０２、図１８Ｂの絶縁導体１８２５、又は図１８Ｃの裸の導体１８３２により表すことができる。誘電性発泡体１８０４’の各セクションは、間隙（例えば、空気、気体、真空、又は低誘電率を有する物質）により隔てることができる。一実施形態において、誘電性発泡体１８０４’のセクション間の間隙分離は、図１８Ｋに示されるように準ランダムであり得、これは、電磁波がコア１８０１に沿って長手方向に伝搬する際、誘電性発泡体１８０４’の各セクションにおいて生じる電磁波の反射を低減するに当たり有用であり得る。誘電性発泡体１８０４’のセクションは、例えば、コア１８０１を一定位置に支持する内部開口部を有する誘電性発泡体で作られたワッシャーとして構築することができる。例示のみを目的として、本明細書において、ワッシャーをワッシャー１８０４’と呼ぶ。一実施形態において、各ワッシャー１８０４’の内部開口部は、コア１８０１の軸と同軸上で位置合わせすることができる。別の実施形態において、各ワッシャー１８０４’の内部開口部は、コア１８０１の軸からずれることができる。別の実施形態（図示せず）において、各ワッシャー１８０４’は、ワッシャー１８０４’の厚さの相違により示されるように、可変長手方向厚さを有することができる。
【０１７５】
代替の一実施形態において、伝送媒体１８００’’は、コア１８０１と、図１８Ｋに示されるように外被１８０６により覆われ、らせん状にコアの周囲に巻かれる誘電性発泡体１８０４’’のストリップとを含むことができる。図１８Ｋに示される図面から明白でないことがあり得るが、一実施形態において、誘電性発泡体１８０４’’のストリップは、誘電性発泡体１８０４’’のストリップの異なるセクションに対して可変ピッチ（すなわち、異なる捻れ率）でコア１８０１の周囲に巻き付けることができる。可変ピッチの利用は、誘電性発泡体１８０４’のストリップで覆われていないコア１８０１のエリア間で生じる電磁波の反射又は他の外乱の低減に役立つことができる。誘電性発泡体１８０４’’のストリップの厚さ（直径）が、図１８Ｋに示されるコア１８０１の直径よりもはるかに大きい値である（例えば、２倍以上）であり得ることに更に留意されたい。
【０１７６】
代替の一実施形態において、伝送媒体１８００’’’（断面図において示される）は、誘電性発泡体１８０４及び外被１８０６で覆われた非円形コア１８０１’を含むことができる。一実施形態において、非円形コア１８０１’は、図１８Ｋに示されるように楕円形構造又は他の適する非円形構造を有することができる。別の実施形態において、非円形コア１８０１’は非対称構造を有することができる。非円形コア１８０１’は、非円形コア１８０１’上に誘導される電磁波の場を偏極するのに用いることができる。非円形コア１８０１’の構造は、電磁波が非円形コア１８０１’に沿って伝搬する際、電磁波の偏極を保つのに役立つことができる。
【０１７７】
代替の一実施形態において、伝送媒体１８００’’’’（断面図において示される）は、複数のコア１８０１’’を含むことができる（２つのみのコアが示されるが、より多くのコアが可能である）。複数のコア１８０１’’は、誘電性発泡体１８０４及び外被１８０６で覆うことができる。複数のコア１８０１’’は、複数のコア１８０１’’上に誘導される電磁波の場を偏極するのに用いることができる。複数のコア１８０１’の構造は、導波される電磁波が複数のコア１８０１’’に沿って伝搬する際、導波される電磁波の偏極を保つことができる。
【０１７８】
図１８Ｋの実施形態が、図１８Ｇ〜図１８Ｈの実施形態を変更するのに用い得ることが理解されよう。例えば、コア１８４２又はコア１８４２’は、間に間隙又は誘電性発泡体１８０４’’の１つ若しくは複数のストリップを用いてセクション化シェル１８０４’を利用するように構成することができる。同様に、コア１８４２又はコア１８４２’は、対称又は非対称断面構造を有することができる非円形コア１８０１’を有するように構成することができる。更に、コア１８４２又はコア１８４２’は、単一の内部導波路において複数のコア１８０１’’を用いるか、又は複数の内部導波路が用いられる場合、異なる数のコアを用いるように構成することができる。したがって、図１８Ｋに示されるいずれの実施形態も、単独で又は図１８Ｇ〜図１８Ｈの実施形態と組み合わせて適用することができる。
【０１７９】
ここで、図１８Ｌを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、クロストークを軽減する結束伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、結束伝送媒体１８３６’は、可変コア構造１８０３を含むことができる。コア１８０３の構造を変えることにより、伝送媒体１８３６’の各コアにおいて誘導される導波される電磁波の場は、ケーブル１８３８間のクロストークを低減するのに十分に異なり得る。別の実施形態において、結束伝送媒体１８３６’’は、ケーブル１８３８  １本当たりにつき可変数のコア１８０３’を含むことができる。ケーブル１８３８  １本当たりのコア１８０３’の数を変更することにより、伝送媒体１８３６’’の１つ又は複数のコアにおいて誘導される導波される電磁波の場は、ケーブル１８３８間のクロストークを低減するのに十分に異なり得る。別の実施形態において、コア１８０３又は１８０３’は異なる材料のものであり得る。例えば、コア１８０３又は１８０３’は、誘電体コア１８０２、絶縁導体コア１８２５、裸導体コア１８３２、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。
【０１８０】
図１８Ａ〜図１８Ｄ及び図１８Ｆ〜図１８Ｈに示される実施形態は、図１８Ｋ及び図１８Ｌの実施形態の幾つかにより及び／又はそれと組み合わせて変更し得ることに留意されたい。図１８Ｋ及び図１８Ｌに示される実施形態の１つ又は複数を組み合わせることができる（例えば、コア１８０１’、１８０１’’、１８０３、又は１８０３’と共にセクション化誘電性発泡体１８０４’又は誘電性発泡体１８０４’’のらせん状ストリップを用いて）ことに更に留意されたい。幾つかの実施形態において、図１８Ｋの伝送媒体１８００’、１８００’’、１８００’’’、及び／又は１８００’’’’において伝搬する導波される電磁波は、図１８Ａ〜図１８Ｃの伝送媒体１８００、１８２０、及び１８３０において伝搬する導波される電磁波よりも少ない伝搬損失を示すことができる。更に、図１８Ｋ及び図１８Ｌに示される実施形態は、図１８Ｉ及び図１８Ｊに示される接続実施形態を用いるように構成することができる。
【０１８１】
ここで、図１８Ｍを参照すると、アンテナ１８５５として用いる、伝送媒体束１８３６から露出される先細り形のスタブの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示されている。各アンテナ１８５５は、ワイヤレス通信デバイスに向けられるワイヤレス信号を放射し、又は伝送媒体（例えば、電力線）の表面上に電磁波伝搬を誘導する指向性アンテナとして機能することができる。一実施形態において、アンテナ１８５５により放射されるワイヤレス信号は、各アンテナ１８５５により生成されるワイヤレス信号の位相及び／又は他の特性を構成することにより操縦されるビームであり得る。一実施形態において、アンテナ１８５５は、パイ皿形アンテナ（ｐｉｅ−ｐａｎ  ａｎｔｅｎｎａ）組立体内に個々に配置して、ワイヤレス信号を種々の方向に向けることができる。
【０１８２】
本開示において利用される「コア」、「クラッディング」、「シェル」、及び「発泡体」という用語は、電磁波がコアに沿って長手方向に伝搬しながら、電磁波をコアに結合したままにできるようにする任意のタイプの材料（又は材料の組み合わせ）を含み得ることに更に留意されたい。例えば、上述した誘電性発泡体１８０４’’のストリップは、誘電体コア１８０２に巻かれる通常の誘電材料（例えば、ポリエチレン）のストリップ（本明細書において、単に例示を目的として「ラップ」と呼ばれる）で置換することができる。この構成において、ラップの平均密度は、ラップのセクション間の空気スペースの結果として小さい密度であり得る。したがって、ラップの実効誘電率は、誘電体コア１８０２の誘電率よりも低い値であり得、それにより、導波される電磁波をコアに結合したままにすることができる。したがって、コア及びコアの周囲のラップに用いられる材料に関連する本開示のいずれの実施形態も、コアに沿って伝搬しながら、コアに結合された電磁波を維持する結果を達成する他の誘電材料を用いて構造的に構成及び／又は変更することができる。更に、本開示の任意の実施形態において説明されるようなコアは、全体的又は部分的に不透明材料（例えば、ポリエチレン）を含むことができる。したがって、コアに導波され結合する電磁波は、非光学周波数範囲（例えば、可視光の最低周波数未満）を有する。
【０１８３】
図１８Ｎ、図１８Ｏ、図１８Ｐ、図１８Ｑ、図１８Ｒ、図１８Ｓ、及び図１８Ｔは、本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、図１８Ｎは、放射電場（Ｅ場）１８６１を有する電磁波を発する複数のスロット１８６３（例えば、開口部又はアパーチャ）を有する導波路デバイス１８６５の正面図を示す。一実施形態において、対称に位置するスロット１８６３の対（例えば、導波路１８６５の北及び南のスロット）の放射Ｅ場１８６１は、互いから離れるように向けることができる（すなわち、ケーブル１８６２を中心として半径方向逆向きの極）。スロット１８６３は、矩形を有するものとして示されているが、他の多角形、扇形及び弓形、楕円形、及び他の形状等の他の形状も同様に可能である。例示のみを目的として、北という用語は、図に示されるように、相対的な方向を指す。他の方向（例えば、南、東、西、及び北西等）への本開示における全ての参照は、北向きの図に相対する。一実施形態において、例えば、北及び南のスロット１８６３において逆向きのＥ場を達成するために、北及び南のスロット１８６３は、これらのスロットに供給される電磁波信号の概ね１波長である外周距離を互いの間に有するように配置することができる。導波路１８６５は、導波路１８６５の中心に円筒形キャビティを有し、ケーブル１８６２の配置を可能にすることができる。１つの実施形態において、ケーブル１８６２は絶縁導体を含むことができる。別の実施形態において、ケーブル１８６２は非絶縁導体を含むことができる。更に他の実施形態において、ケーブル１８６２は、上述したケーブル１８５０の伝送コア１８５２の任意の実施形態を含むことができる。
【０１８４】
１つの実施形態において、ケーブル１８６２は、導波路１８６５の円筒形キャビティ内に摺動することができる。別の実施形態において、導波路１８６５は組立体機構（図示せず）を利用することができる。組立体機構（例えば、ヒンジ又は１つ又は複数の位置において導波路１８６５を開く方法を提供する他の適する機構）を用いて、導波路１８６５をケーブル１８６２の外面に配置するか、又は他の方法で別個の個片を一緒に組み立てて、示されるように導波路１８６５を形成できるようにすることができる。これら及び他の適する実施形態によれば、導波路１８６５は、襟のようにケーブル１８６２に巻かれるように構成することができる。
【０１８５】
図１８Ｏは、導波路１８６５の一実施形態の側面図を示す。導波路１８６５は、本開示において上述したように（例えば、図１及び図１０Ａを参照されたい）、送信機回路により生成される電磁波１８６６を受信する中空矩形導波路部分１８６７を有するように構成することができる。電磁波１８６６は、中空矩形導波路部分１８６７により導波路１８６５の中空カラー１８６９内に分布させることができる。矩形導波路部分１８６７及び中空カラー１８６９は、電磁波をこれらの組立体の中空チャンバ内に維持するのに適する材料（例えば、炭素繊維材料）で構築することができる。導波路部分１８６７は中空矩形構成で示され説明されるが、他の形状及び／又は他の非中空構成も利用し得ることに留意されたい。特に、導波路部分１８６７は、正方形又は他の多角形断面、ケーブル１８６２の外面に適合するように切頂される弓形又は扇形断面、円形又は楕円形断面又は断面形状を有することができる。加えて、導波路部分１８６７は、中実誘電体材料として構成されるか、又は他の方法で中実誘電体材料を含むことができる。
【０１８６】
上述したように、中空カラー１８６９は、対称に位置するスロット１８６３及び１８６３’の対において、逆のＥ場１８６１を有する電磁波を各スロット１８６３から発するように構成することができる。一実施形態において、スロット１８６３及び１８６３’の組み合わせにより発せられる電磁波は、したがって、ケーブル１８６２に結合されて、他の波動モード  −  非基本波動モード等  −  が存在しない状態で、基本波動モードに従って伝搬する電磁波１８６８を誘導することができる。この構成において、電磁波１８６８は、ケーブル１８６２に沿ってケーブル１８６２に結合される他の下流導波路システムに長手方向に伝搬することができる。
【０１８７】
図１８Ｏの中空矩形導波路部分１８６７はスロット１８６３（導波路１８６５の北位置における）により近いため、スロット１８６３が、スロット１８６３’（南位置における）により発せられる電磁波よりも強い大きさを有する電磁波を発し得ることに留意されたい。これらのスロット間の大きさの違いを低減するために、スロット１８６３’は、スロット１８６３よりも大きく作ることができる。異なるスロットサイズを利用して、スロット間の信号の大きさを平衡させる技法は、図１８Ｎ、図１８Ｏ、図１８Ｑ、図１８Ｓ、図１８Ｕ、及び図１８Ｖに関連する本開示の任意の実施形態に適用することができる  −  そのうちの幾つかについて以下で説明する。
【０１８８】
別の実施形態において、図１８Ｐは、信号入力１８７２（例えば、通信信号を提供する同軸ケーブル）にそれぞれ結合されるモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）１８７０等の回路を利用するように構成することができる導波路１８６５’を示す。信号入力１８７２は、電気信号をＭＭＩＣ１８７０に提供するように構成される、本開示において上述したような送信機回路（例えば、図１及び図１０Ａの参照符号１０１、１０００を参照されたい）により生成することができる。各ＭＭＩＣ１８７０は信号１８７２を受信するように構成することができ、ＭＭＩＣ１８７０は、信号１８７２を変調し、放射要素（例えば、アンテナ）を用いて、放射Ｅ場１８６１を有する電磁波を放射することができる。１つの実施形態において、ＭＭＩＣ１８７０は、同じ信号１８７２を受信するが、逆の向きのＥ場１８６１を有する電磁波を送信するように構成することができる。これは、他のＭＭＩＣ１８７０により送信される電磁波と１８０度位相がずれた電磁波を送信するように、ＭＭＩＣ１８７０の１つを構成することにより達成することができる。一実施形態において、ＭＭＩＣ１８７０により発せられる電磁波の組み合わせは一緒になって、ケーブル１８６２に結合されて、他の波動モード  −  非基本波動モード等  −  が存在しない状態で、基本波動モードに従って伝搬する電磁波１８６８を誘導することができる。この構成において、電磁波１８６８は、ケーブル１８６２に沿ってケーブル１８６２に結合される他の下流導波路システムに長手方向に伝搬することができる。
【０１８９】
先細り形ホーン１８８０は、図１８Ｏ及び図１８Ｐの実施形態に追加されて、図１８Ｑ及び図１８Ｒにおいて説明したように、ケーブル１８６２上での電磁波１８６８の誘導を補助することができる。ケーブル１８６２が非絶縁導体である一実施形態において、ケーブル１８６２上に誘導された電磁波は、大きい半径方向寸法（例えば、１ｍ）を有することができる。より小さい先細り形ホーン１８８０を使用できるように、絶縁層１８７９を図１８Ｑ及び図１８Ｒにおいてハッシュ線を用いて示されるように、キャビティ又はその近傍におけるケーブル１８６２の部分に適用することができる。絶縁層１８７９は、導波路１８６５から離れて面する先細り形端部を有することができる。追加された絶縁により、絶縁に密に結合されるように、電磁波１８６８をまず導波路１８６５（又は１８６５’）により送出することができ、それにより、電磁波１８６８の半径方向寸法が低減する（例えば、数ｃｍ）。電磁波１８６８が導波路１８６５（１８６５’）から離れて伝搬し、絶縁層１８７９の先細り形端部に達すると、電磁波１８６８の半径方向寸法は増大し始め、最終的に、仮に電磁波１８６８が絶縁層なしの非絶縁導体上で誘導された場合に有したであろう半径方向寸法を達成する。図１８Ｑ及び図１８Ｒの図において、先細り形端部は、先細り形ホーン１８８０の端部において開始される。他の実施形態において、絶縁層１８７９の先細り形端部は、先細り形ホーン１８８０の端部の前又は後で開始することができる。先細り形ホーンは、金属製であってもよく、他の導電材料で構築されてもよく、又は誘電体層で被覆若しくは覆われるか、若しくは導電材料がドープされて、金属製ホーンと同様の反射特性を提供するプラスチック若しくは他の非導電材料で構築されてもよい。
【０１９０】
一実施形態において、ケーブル１８６２は、上述したケーブル１８５０の任意の実施形態を含むことができる。この実施形態において、導波路１８６５及び１８６５’は、図１８Ｓ及び図１８Ｔに示されるように、ケーブル１８５０の伝送コア１８５２に結合することができる。導波路１８６５及び１８６５’は、上述したように、全体的又は部分的にケーブル１８５０の内層内を伝搬する電磁波１８６８を伝送コア１８５２上に誘導することができる。
【０１９１】
図１８Ｑ、図１８Ｒ、図１８Ｓ、及び図１８Ｔの上記実施形態において、電磁波１８６８が双方向であり得ることに留意されたい。例えば、異なる動作周波数の電磁波１８６８を導波路１８６５及び１８６５’のそれぞれのスロット１８６３又はＭＭＩＣ１８７０により受信することができる。受信されると、電磁波は、受信機回路（例えば、図１及び図１０Ａの参照符号１０１、１０００を参照されたい）により伝達されて、処理される通信信号を生成することができる。
【０１９２】
示されていないが、導波路１８６５及び１８６５’は、電磁波１８６８を長手方向上流又は下流に向けることができるように構成し得ることに更に留意されたい。例えば、導波路１８６５又は１８６５’の第１のインスタンスに結合される第１の先細り形ホーン１８８０は、ケーブル１８６２上を西に向けることができ、一方、導波路１８６５及び１８６５’の第２のインスタンスに結合される第２の先細り形ホーン１８８０は、ケーブル１８６２上を東に向けることができる。導波路１８６５又は１８６５’の第１及び第２のインスタンスは、リピーター構成において、第１の導波路１８６５又は１８６５’により受信される信号を第２の導波路１８６５又は１８６５’に提供して、ケーブル１８６２上を東の方向に再送信することができるように結合することができる。ここで述べたリピーター構成は、ケーブル１８６２上を東から西の方向に適用することもできる。
【０１９３】
図１８Ｎ、図１８Ｏ、図１８Ｑ、及び図１８Ｓの導波路１８６５は、非基本又は非対称波動モードのみを有する電磁場を生成するように構成することもできる。図１８Ｕは、非基本波動モードのみを有する電磁場を生成するように構成することができる導波路１８６５の一実施形態を示す。正中線１８９０は、導波路１８６５の前板の裏面（図示せず）上の電流が極性を変えるスロット間の分離を表す。例えば、半径方向外側（すなわち、ケーブル１８６２の中心点から離れる方を指す）であるＥ場に対応する前板の裏面上の電流は、幾つかの実施形態において、正中線１８９０の外側に配置されるスロット（例えば、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂ）に関連することができる。半径方向内側（すなわち、ケーブル１８６２の中心点を指す）であるＥ場に対応する前板の裏面上の電流は、幾つかの実施形態において、正中線１８９０の内側に配置されるスロットに関連することができる。電流の方向は、パラメータの中でも特に、中空矩形導波路部分１８６７（図１８Ｏを参照されたい）に供給される電磁波１８６６の動作周波数に依存することができる。
【０１９４】
例示を目的として、中空矩形導波路部分１８６７に供給される電磁波１８６６が、スロット１８６３Ａと１８６３Ｂとの間の外周距離が電磁波１８６６の１つの完全な波長であるような動作周波数を有すると仮定する。この場合、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂにより発せられる電磁波のＥ場は、半径方向外側を指す（すなわち、逆の向きを有する）。スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂにより発せられる電磁波が結合される場合、結果的なケーブル１８６２上の電磁波は、基本波動モードに従って伝搬する。逆に、スロットの１つ（例えば、スロット１８６３Ｂ）を正中線１８９０内部（すなわち、スロット１８６３Ｃ）に位置替えすることにより、スロット１８６３Ｃは、スロット１８６３Ａにより生成される電磁波のＥ場と概ね１８０度位相がずれたＥ場を有する電磁波を生成する。その結果、スロット対１８６３Ａ及び１８６３Ｃにより生成される電磁波のＥ場向きは実質的に位置合わせされる。したがって、スロット対１８６３Ａ及び１８６３Ｃにより発せられる電磁波の結合は、非基本波動モードに従って伝搬する、ケーブル１８６２に結合された電磁波を生成する。
【０１９５】
再構成可能なスロット構成を達成するために、導波路１８６５は、図１８Ｖに示される実施形態に従って構成することができる。構成（Ａ）は、複数の対称に位置するスロットを有する導波路１８６５を示す。構成（Ａ）の各スロット１８６３は、材料（例えば、炭素繊維又は金属）でスロットを塞ぐことにより選択的にディセーブルして、電磁波の放射を避けることができる。塞がされた（すなわち、ディセーブルされた）スロット１８６３は黒で示され、一方、イネーブルされた（すなわち、塞がれていない）スロット１８６３は白で示される。示されていないが、遮断材料は、導波路１８６５の前板の背後（又は前）に配置することができる。機構（図示せず）を遮断材料に結合することができ、それにより、遮断材料は、カバーを用いて窓を開閉することとよく類似して特定のスロット１８６３内外に摺動することができる。機構は、導波路１８６５の回路により制御可能なリニアモータに結合されて、個々のスロット１８６３を選択的にイネーブル又はディセーブルすることができる。各スロット１８６３においてそのような機構を用いて、導波路１８６５は、図１８Ｖの実施形態に示されるように、様々な構成のイネーブル又はディセーブルされたスロット１８６３を選択するように構成することができる。スロットを覆う又は開く他の方法又は技法（例えば、導波路１８６５の背後又は前の回転可能ディスクの利用）を本開示の実施形態に適用することもできる。
【０１９６】
１つの実施形態において、導波路システム１８６５は、構成（Ｂ）に示されるように、正中線１８９０外部の特定のスロット１８６３をイネーブルし、正中線１８９０内部の特定のスロット１８６３をディセーブルして、基本波動を生成するように構成することができる。例えば、正中線１８９０外部のスロット１８６３（すなわち、導波路システム１８６５の北位置及び南市における）間の外周距離が完全な１波長であると仮定する。したがって、これらのスロットは、上述したように、特定の瞬間において、半径方向外側を指す電場（Ｅ場）を有する。逆に、正中線１８９０内部のスロット（すなわち、導波路システム１８６５の西位置及び東位置における）は、正中線外部のスロット１８６３のいずれかに対して１／２波長の外周距離を有する。正中線１８９０内部のスロットは、１／２波長だけ離間されるため、そのようなスロットは、半径方向外側を指すＥ場を有する電磁波を生成する。仮に、正中線１８９０内部の西及び東のスロットの代わりに、正中線１８９０外部の西及び東のスロット１８６３がイネーブルされた場合、これらのスロットにより発せられるＥ場は半径方向内側を指し、これは、北及び南の電場と結合される場合、非基本波動モード伝搬を生成する。したがって、図１８Ｖに示されるような構成（Ｂ）は、半径方向外側を指すＥ場を有する電磁波を北及び南のスロット１８６３において生成し、これも半径方向外側を指すＥ場を有する電磁波を西及び東のスロット１８６３において生成するのに用いることができ、これらの電磁波は、結合されると、基本波動モードを有する電磁波をケーブル１８６２上に誘導する。
【０１９７】
別の実施形態において、導波路システム１８６５は、構成（Ｃ）に示されるように、正中線１８９０外部の北、南、西、及び東のスロット１８６３を全てイネーブルし、他の全てのスロット１８６３をディセーブルするように構成することができる。対向するスロット（例えば、北及び南又は西及び東）の対間の外周距離が１つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、構成（Ｃ）を用いて、半径方向外側を指す幾つかのＥ場及び半径方向内側を指す他の場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。更に別の実施形態において、導波路システム１８６５は、構成（Ｄ）に示されるように、正中線１８９０外部の北西スロット１８６３をイネーブルし、正中線１８９０内部の南東スロット１８６３をイネーブルし、他の全てのスロット１８６３をディセーブルするように構成することができる。そのようなスロット対間の外周距離が、１つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、そのような構成を用いて、北西方向に位置合わせされたＥ場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。
【０１９８】
別の実施形態において、導波路システム１８６５は、南西方向に位置合わせされたＥ場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができる。これは、構成（Ｄ）において用いられるものと異なる構成を利用することにより達成することができる。構成（Ｅ）は、構成（Ｅ）に示されるように、正中線１８９０外部の南西スロット１８６３をイネーブルし、正中線１８９０内部の北西スロット１８６３をイネーブルし、他の全てのスロット１８６３をディセーブルすることにより達成することができる。そのようなスロットの対間の外周距離が１つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、そのような構成を用いて、南西方向において位置合わせされたＥ場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。したがって、構成（Ｅ）は、構成（Ｄ）の非基本波動モードに直交する非基本波動モードを生成する。
【０１９９】
更に別の実施形態において、導波路システム１８６５は、半径方向内側を指すＥ場を有する基本波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができる。これは、構成（Ｆ）に示されるように、正中線１８９０内部の北スロット１８６３をイネーブルし、正中線１８９０内部の南スロット１８６３をイネーブルし、正中線１８９０外部の東スロットをイネーブルし、正中線１８９０外部の西スロット１８６３をイネーブルし、他の全てのスロット１８６３をディセーブルすることにより達成することができる。北スロットと南スロットとの間の外周距離が１つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、そのような構成を用いて、半径方向内側のＥ場を有する基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。構成（Ｂ）及び（Ｆ）において選択されたスロットは異なるが、構成（Ｂ）及び（Ｆ）により生成される基本波動モードは同じである。
【０２００】
更に別の実施形態において、Ｅ場をスロット間で操作し、中空矩形導波路部分１８６７に供給される電磁波１８６６の動作周波数を変更することにより、基本又は非基本波動モードを生成することができる。例えば、図１８Ｕの図において、電磁波１８６６の特定の動作周波数で、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂ間の外周距離が電磁波１８６６の１つの完全な波長であると仮定する。この場合、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂにより発せられる電磁波のＥ場は、示されるように、半径方向外側を指し、組み合わせて用いられて、基本波動モードを有する電磁波をケーブル１８６２上に誘導することができる。逆に、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｃにより発せられる電磁波のＥ場は、示されるように、半径方向において位置合わせされ（すなわち、北を指し）、組み合わせて用いられて、非基本波動モードを有する電磁波をケーブル１８６２上に誘導することができる。
【０２０１】
ここで、中空矩形導波路部分１８６７に供給される電磁波１８６６の動作周波数が、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂ間の外周距離が電磁波１８６６の１／２波長であるように変更されると考える。この場合、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｂにより発せられる電磁波のＥ場は、半径方向において位置合わせされる（すなわち、同じ方向を指す）。すなわち、スロット１８６３Ｂにより発せられる電磁波のＥ場は、スロット１８６３Ａにより発せられる電磁波のＥ場と同じ方向を指す。そのような電磁波を組み合わせて用いて、非基本波動モードを有する電磁波をケーブル１８６２上に誘導することができる。逆に、スロット１８６３Ａ及び１８６３Ｃにより発せられる電磁波のＥ場は、半径方向外側に向かい（すなわち、ケーブル１８６２から離れる）、且つ組み合わせて用いて、基本波動モードを有する電磁波をケーブル１８６２上に誘導することができる。
【０２０２】
別の実施形態において、図１８Ｐ、図１８Ｒ、及び図１８Ｔの導波路１８６５’は、非基本波動モードのみを有する電磁波を生成するように構成することもできる。これは、図１８Ｗに示されるように、より多くのＭＭＩＣ１８７０を追加することにより達成することができる。各ＭＭＩＣ１８７０は、同じ信号入力１８７２を受信するように構成することができる。しかし、ＭＭＩＣ１８７０は、各ＭＭＩＣ１８７０内の制御可能位相シフト回路を用いて、異なる位相を有する電磁波を発するように選択的に構成することができる。例えば、北及び南のＭＭＩＣ１８７０は、１８０度の位相差を有する電磁波を発するように構成することができ、それにより、北又は南のいずれかの方向においてＥ場を位置合わせすることができる。ＭＭＩＣ１８７０の対の任意の組み合わせ（例えば、西及び東のＭＭＩＣ１８７０、北西及び南東のＭＭＩＣ１８７０、北東及び南西のＭＭＩＣ１８７０）に、対向するか又は位置合わせされたＥ場を構成することができる。したがって、導波路１８６５’は、１つ若しくは複数の非基本波動モード、１つ若しくは複数の基本波動モードを有する電磁波、又はそれらの任意の組み合わせを有する電磁波を生成するように構成することができる。
【０２０３】
非基本波動モードを有する電磁波を生成するために、スロット１８６３を対で選択する必要がないことが提案される。例えば、非基本波動モードを有する電磁波は、図１８Ｖの構成（Ａ）に示される複数のスロットからの単一のスロットをイネーブルし、他の全てのスロットをディセーブルすることにより生成することができる。同様に、図１８Ｗにおいて示されるＭＭＩＣ１８７０の単一のＭＭＩＣ１８７０は、非基本波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができ、一方、他の全てのＭＭＩＣ１８７０は用いられず、すなわち、ディセーブルされる。同様に、導波路スロット１８６３又はＭＭＩＣ１８７０の他の非ヌルの適切な部分集合をイネーブルすることにより、他の波動モード及び波動モードの組み合わせを誘導することができる。
【０２０４】
図１８Ｕ及び図１８Ｖに示されるＥ場矢印が単なる例示であり、Ｅ場の静的な図を表すことが更に提案される。実際には、電磁波は、ある瞬間には外側を指し、別の瞬間には内側を指す振動するＥ場を有することができる。例えば、一方向（例えば、北）において位置合わせされるＥ場を有する非基本波動モードの場合、そのような波は、別の瞬間において、逆方向（例えば、南）を指すＥ場を有することができる。同様に、半径方向であるＥ場を有する基本波動モードは、ある瞬間において、半径方向においてケーブル１８６２から離れる方を指し、別の瞬間において、半径方向においてケーブル１８６２を指すＥ場を有することができる。図１８Ｕ〜図１８Ｗの実施形態が、１つ若しくは複数の非基本波動モードを有する電磁波、１つ若しくは複数の基本波動モード（例えば、ＴＭ００及びＨＥ１１モード）を有する電磁波、又はそれらの任意の組み合わせを生成するように構成可能であることに更に留意されたい。そのような構成は、本開示において説明される任意の実施形態と組み合わせて用いられ得ることに更に留意されたい。図１８Ｕ〜図１８Ｗの実施形態を組み合わせることができる（例えば、ＭＭＩＣと組み合わせ用いられるスロット）ことにも留意されたい。
【０２０５】
幾つかの実施形態において、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路システム１８６５及び１８６５’は、ある波動モードが他方よりも優位な基本波動モードと非基本波動モードとの組み合わせを生成し得ることに更に留意されたい。例えば、１つの実施形態において、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路システム１８６５及び１８６５’により生成される電磁波は、非基本波動モードを有する弱信号成分及び基本波動モードを有する実質的に強い信号成分を有することができる。したがって、この実施形態において、電磁波は実質的に基本波動モードを有する。別の実施形態において、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路システム１８６５及び１８６５’により生成される電磁波は、基本波動モードを有する弱信号成分及び非基本波動モードを有する実質的に強い信号成分を有することができる。したがって、この実施形態において、電磁波は実質的に非基本波動モードを有する。更に、伝送媒体の長さに沿って些細な距離のみ伝搬する非優位波動モードを生成することができる。
【０２０６】
図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路システム１８６５及び１８６５’が、結合された電磁波の１つ又は複数の生成される波動モードと異なり得る波動モードを有する電磁波のインスタンスを生成するように構成可能であることにも留意されたい。図１８Ｗの導波路システム１８６５’の各ＭＭＩＣ１８７０が、別のＭＭＩＣ１８７０により生成される電磁波の別のインスタンスの波動特性と異なる波動特性を有する電磁波のインスタンスを生成するように構成可能であることに更に留意されたい。あるＭＭＩＣ１８７０は、例えば、別のＭＭＩＣ１８７０により生成される別の電磁波の異なるインスタンスの空間方位及び位相、周波数、大きさ、電場方位、及び／又は磁場方位と異なる空間方位及び位相、周波数、大きさ、電場方位、及び／又は磁場方位を有する電磁波のインスタンスを生成することができる。したがって、導波路システム１８６５’は、結合されたとき、１つ又は複数の所望の波動モードを有する結果的な電磁波を達成する異なる波動特性及び空間特性を有する電磁波のインスタンスを生成するように構成することができる。
【０２０７】
これらの例示から、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路システム１８６５及び１８６５’が、１つ又は複数の選択可能な波動モードを有する電磁波を生成するように構成可能であることが提案される。１つの実施形態において、例えば、導波路システム１８６５及び１８６５’は、１つ又は複数の波動モードを選択し、１つ又は複数の構成可能な波及び空間特性を有する電磁波のインスタンスを結合するプロセスから選択され生成される１つ又は複数の波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができる。一実施形態において、例えば、パラメトリック情報をルックアップテーブルに記憶することができる。ルックアップテーブル中の各エントリは、選択可能な波動モードを表すことができる。選択可能な波動モードは、単一の波動モード又は複数の波動モードの組み合わせを表すことができる。複数の波動モードの組み合わせは、１つ又は優位な波動モードを有することができる。パラメトリック情報は、所望の波動モードを有する結果的な電磁波を生成する電磁波のインスタンスを生成する構成情報を提供することができる。
【０２０８】
例えば、１つ又は複数の波動モードが選択されると、ルックアップテーブルの選択された１つ又は複数の波動モードに関連するエントリからのパラメトリック情報を用いて、所望の波動モードを有する電磁波を達成するために、１つ又は複数のＭＭＩＣ１８７０のいずれを利用し、及び／又はそれらの対応する構成を識別することができる。パラメトリック情報は、所望の波動モードを有する電磁波の生成に必要とされることがあるＭＭＩＣ１８７０の空間方位に基づいて、１つ又は複数のＭＭＩＣ１８７０の選択を識別することができる。パラメトリック情報は、選択されたＭＭＩＣ１８７０のそれぞれで同じあってもよく、又は同じでなくてもよい特定の位相、周波数、大きさ、電場方位、及び／又は磁場方位を有するように１つ又は複数のＭＭＩＣ１８７０のそれぞれを構成するために、情報を提供することもできる。選択可能な波動モード及び対応するパラメトリック情報を有するルックアップテーブルは、スロット付き導波路システム１８６５を構成するように構成することができる。
【０２０９】
幾つかの実施形態において、導波される電磁波は、対応する波動モードが、伝送媒体上を微小な距離より長い距離（ｎｏｎ−ｔｒｉｖｉａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅｓ）だけ伝搬し、望ましいこともあれば望ましくないこともある他の波動モードよりもはるかに大きい大きさ（例えば、２０ｄＢだけ高い大きさ）の場強度を有する場合、所望の波動モードを有すると見なすことができる。そのような所望の１つ又は複数の波動モードは、優位波動モードと呼ぶことができ、他の波動モードは非優位波動モードと呼ばれる。同様に、基本導波モードを実質的に有さないと言える導波される電磁波は、基本波動モードを有さないか、又は非優位基本波動モードを有する。非基本波動モードを実質的に有さないと言える導波される電磁波は、非基本導波モードを有さないか、又は非優位非基本導波モードのみを有する。幾つかの実施形態において、単一の導波モードのみ又は選択された導波モードを有すると言える導波される電磁波は、１つのみの対応する優位導波モードを有することができる。
【０２１０】
図１８Ｕ〜図１８Ｗの実施形態が本開示の他の実施形態に適用可能であることに更に留意されたい。例えば、図１８Ｕ〜図１８Ｗの実施形態は、図１８Ｎ〜図１８Ｔに示される実施形態への代替の実施形態として用いることができ、又は図１８Ｎ〜図１８Ｔに示される実施形態と組み合わせて用いることができる。
【０２１１】
ここで、図１９Ａ及び図１９Ｂを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナ並びに対応する利得及び場強度プロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。図１９Ａは、円錐形構造を有する誘電体ホーンアンテナ１９０１を示す。誘電体ホーンアンテナ１９０１は、給電線１９０２の対向する端部においてフィードポイント１９０２’’を有する給電線１９０２の一端部１９０２’に結合される。誘電体ホーンアンテナ１９０１及び給電線１９０２（並びに本開示において以下に説明される誘電体アンテナの他の実施形態）は、ポリエチレン材料、ポリウレタン材料、又は他の適する誘電体材料（例えば、合成樹脂、他のプラスチック等）等の誘電体材料で構築することができる。誘電体ホーンアンテナ１９０１及び給電線１９０２（並びに本開示において以下に説明される誘電体アンテナの他の実施形態）は、任意の導電材料が実質的に又は全体的にないように構成することができる。
【０２１２】
例えば、誘電体ホーンアンテナ１９０１及び給電線１９０２の外面１９０７は、外面面積の少なくとも９５％が非導電性である場合、非導電性又は実質的に非導電性であり得、誘電体ホーンアンテナ１９０１及び給電線１９０２の構築に用いられる誘電体材料は、導電性であり得る不純物を実質的に含まない（例えば、１ｐｐｔ未満等）か、又は導電性を付与しないようなものであり得る。しかし、他の実施形態において、１つ又は複数のネジ、リベット、又は部品を互いに結合するのに用いられる他の結合要素を用いて給電線１９０２のフィードポイント１９０２’’に結合するのに用いられる金属製コネクタ部品及び／又は誘電体アンテナの放射パターンを大きく変更しない１つ又は複数の構造的要素等の限られた数の導電性部品を用いることができる。
【０２１３】
フィードポイント１９０２’’は、図１８Ｉ及び図１８Ｊにおいて例示により上述された等のコア１８５２に結合するように構成することができる。一実施形態において、フィードポイント１９０２’’は、図１８Ｊのスプライスデバイス１８６０等のジョイント（図１９Ａに示されず）を利用してコア１８５２に結合することができる。フィードポイント１９０２’’をコア１８５２に結合する他の実施形態を用いることもできる。一実施形態において、ジョイントは、フィードポイント１９０２’’にコア１８５２の終点に接触させるように構成することができる。別の実施形態において、ジョイントは、フィードポイント１９０２’’とコア１８５２の端部との間に間隙を作成することができる。更に別の実施形態において、ジョイントは、フィードポイント１９０２’’及びコア１８５２を同軸上に位置合わせするか、又は部分的に位置合わせしなくてもよい。上記実施形態の任意の組み合わせにも関わらず、電磁波は、全体的又は少なくとも部分的にフィードポイント１９０２’’とコア１８５２との間を伝搬することができる。
【０２１４】
ケーブル１８５０は、図１８Ｓに示される導波路システム１８６５又は図１８Ｔに示される導波路システム１８６５’に結合することができる。例示のみを目的として、図１８Ｔの導波路システム１８６５’を参照する。しかし、図１８Ｓの導波路システム１８６５又は他の導波路システムも以下の考察により利用し得ることが理解される。導波路システム１８６５’は、波動モード（例えば、上述したような非基本波動モード、基本波動モード、ハイブリッド波動モード、又はそれらの組み合わせ）を選択し、非光学動作周波数（例えば、６０ＧＨｚ）を有する電磁波のインスタンスを送信するように構成することができる。電磁波は、図１８Ｔに示されるように、ケーブル１８５０のインターフェースに向けることができる。
【０２１５】
導波路システム１８６５’により生成される電磁波のインスタンスは、コア１８５２からフィードポイント１９０２’’に伝搬する、選択された波動モードを有する結合電磁波を誘導することができる。結合電磁波は、部分的にコア１８５２の内部及び部分的にコア１８５２の外面上を伝搬することができる。結合電磁波は、コア１８５２とフィードポイント１９０２’’との接合部を通って伝搬すると、引き続き、部分的に給電線１９０２の内部及び部分的に給電線１９０２の外面上を伝搬することができる。幾つかの実施形態において、コア１８５２及び給電線１９０２の外面を伝搬する結合電磁波の部分は小さい。これらの実施形態において、結合電磁波は、誘電体アンテナ１９０１に向かって長手方向に伝搬しながら、コア１８５２及び給電線１９０２により導波され、密に結合されると言うことができる。
【０２１６】
結合電磁波は、誘電体アンテナ１９０１の基端部（給電線１９０２と誘電体アンテナ１９０１との間の接合部１９０２’における）に達すると、誘電体アンテナ１９０１の基端部に入り、誘電体アンテナ１９０１の軸に沿って長手方向に伝搬する（ハッシュ線として示される）。結合電磁波がアパーチャ１９０３に達するときまでに、結合電磁波は、図１９Ｂに示される側面図及び正面図により示されるものと同様の強度パターンを有する。図１９Ｂの電場強度パターンは、結合電磁波の電場がアパーチャ１９０３の中心領域において最強であり、外側領域においてより弱いことを示す。一実施形態において、誘電体アンテナ１９０１内を伝搬する電磁波の波動モードがハイブリッド波動モード（例えば、ＨＥ１１）である場合、外面１９０７における電磁波の漏れは、低減されるか、又は幾つかの場合にはなくなる。誘電体アンテナ１９０１は物理的開口部を有さない中実の誘電体材料で構築されるが、自由空間ワイヤレス信号が放射又は受信される誘電体アンテナ１９０１の前面又は動作面は、幾つかの従来技術によるシステムでは、アパーチャという用語が、自由空間ワイヤレス信号を放射又は受信するアンテナの開口部を記述するのに用いられることがあるにも関わらず、誘電体アンテナ１９０１のアパーチャ１９０３を指すことに更に留意されたい。ハイブリッド波動モードをケーブル１８５０上に送出する方法について以下で考察する。
【０２１７】
一実施形態において、図１９Ｂに示される遠距離場アンテナ利得パターンは、公称周波数から結合電磁波の動作周波数を低減することにより広げることができる。同様に、利得パターンは、公称周波数から結合電磁波の動作周波数を増大させることにより狭めることができる。したがって、アパーチャ１９０３により発せられるワイヤレス信号のビームの幅は、結合電磁波の動作周波数を増大又は低減するように導波路システム１８６５’を構成することにより制御することができる。
【０２１８】
図１９Ａの誘電体アンテナ１９０１は、同様のアンテナ又は従来のアンテナ設計のいずれかにより送信される自由空間ワイヤレス信号等のワイヤレス信号を受信するのに用いることもできる。アパーチャ１９０３において誘電体アンテナ１９０１により受信されるワイヤレス信号は、給電線１９０２に向かって伝搬する電磁波を誘電体アンテナ１９０１内に誘導する。電磁波は、引き続き給電線１９０２からフィードポイント１９０２’’とコア１８５２の終点との間の接合部に伝搬し、それにより、図１８Ｔに示されるように、ケーブル１８５０に結合された導波路システム１８６５’に搬送される。この構成において、導波路システム１８６５’は、誘電体アンテナ１９０１を利用して双方向通信を実行することができる。幾つかの実施形態において、ケーブル１８５０（破線で示される）のコア１８５２がフィードポイント１９０２’’と同一線上にあるように構成されて、図１９Ａに示される湾曲を避け得ることに更に留意されたい。幾つかの実施形態において、同一線上の構成は、ケーブル１８５０の湾曲に起因する電磁伝搬の変更を低減することができる。
【０２１９】
ここで、図１９Ｃ及び図１９Ｄを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、レンズ１９１２に結合又はレンズ１９１２と一体的に構築された誘電体アンテナ１９０１並びに対応する利得及び場強度プロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。１つの実施形態において、レンズ１９１２は、誘電体アンテナ１９０１の第２の誘電率と実質的に同様であるか又は実質的に等しい第１の誘電率を有する誘電体材料を含むことができる。他の実施形態において、レンズ１９１２は、誘電体アンテナ１９０１の第２の誘電率と異なる第１の誘電率を有する誘電体材料を含むことができる。これらのいずれかの実施形態において、レンズ１９１２の形状は、誘電体アンテナ１９０１における異なるポイントにおいて伝搬する種々の電磁波の遅延を等化するように選ばれ又は形成することができる。１つの実施形態において、レンズ１９１２は、図１９Ｃの上の図に示されるように、誘電体アンテナ１９０１の一体部分であり得、特に、レンズ及び誘電体アンテナ１９０１は、単一の誘電体材料から成形、機械加工、又は他の方法で形成することができる。代替的に、レンズ１９１２は、図１９Ｃの下の図に示されるように、誘電体アンテナ１９０１の組み立て構成要素であり得、接着材料、外縁部におけるブラケット、又は他の適する取り付け技法により取り付けることができる。レンズ１９１２は、誘電体アンテナ１９０１における電磁波の伝搬を調整するように構成される、図１９Ｃに示されるような凸構造を有することができる。円形レンズ及び円錐形誘電体アンテナ構成が示されるが、他の形状は、ピラミッド形、楕円形、及び他の幾何学的形状を含み、同様に実施することができる。
【０２２０】
特に、レンズ１９１２の曲率は、誘電体アンテナ１９０１のアパーチャ１９０３により生成される近接場ワイヤレス信号間の位相差を低減するように選択することができる。レンズ１９１２は、伝搬中の電磁波に位置依存遅延を適用することによりこれを達成する。レンズ１９１２の曲率により、遅延は、電磁波がアパーチャ１９０３から発せられる場所に応じて異なる、例えば、誘電体アンテナ１９０１の中心軸１９０５により伝搬する電磁波、中心軸１９０５から半径方向において離れて伝搬する電磁波よりも、レンズ１９０１を通してより大きい遅延を受ける。例えば、アパーチャ１９０３の外縁部に向かって伝搬する電磁波がレンズを通して受ける遅延は最小であるか、又は遅延を受けない。伝搬遅延は、電磁波が中心軸１９０５に近くなるにつれて増大する。したがって、レンズ１９１２の曲率は、近接場ワイヤレス信号が実質的に同じ位相を有するように構成することができる。近接場ワイヤレス信号の位相間の差を低減することにより、誘電体アンテナ１９０１により生成される遠距離場信号の幅は狭くなり、それにより、図１９Ｄに示される遠距離場強度プロットにより示されるような主ローブの幅内の遠距離場ワイヤレス信号の強度は増大し、高い利得を有する比較的狭いビームパターンを生成する。
【０２２１】
ここで、図１９Ｅ及び図１９Ｆを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、リッジ（又は段差）１９１４を有するレンズ１９１２に結合される誘電体アンテナ１９０１並びに対応する利得及び場強度プロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。これらの図において、レンズ１９１２は、図１９Ｅの側面図及び斜視図に示される同心リッジ１９１４を含み得る。各リッジ１９１４は、ライザー１９１６及びトレッド１９１８を含み得る。トレッド１９１８のサイズは、アパーチャ１９０３の曲率に応じて変わる。例えば、アパーチャ１９０３の中心におけるトレッド１９１８は、アパーチャ１９０３の外縁部におけるトレッドよりも大きいサイズであり得る。アパーチャ１９０３に達する電磁波の反射を低減するために、各ライザー１９１６は、波長選択要因を表す深さを有するように構成することができる。例えば、ライザー１９１６は、誘電体アンテナ１９０１内を伝搬する電磁波の１／４波長の深さを有するように構成することができる。そのような構成は、電磁波をあるライザー１９１６から反射させて、隣接するライザー１９１６から反射される電磁波に対して１８０度の位相差を持たせる。したがって、隣接するライザー１９１６から反射される位相ずれした電磁波は実質的に相殺され、それにより、それによって生じた歪み及び反射を低減する。特定のライザー／トレッド構成が示されるが、異なる数のライザー、異なるライザー形状等を有する他の構成も同様に実施することができる。幾つかの実施形態において、図１９Ｅに示される同心リッジを有するレンズ１９１２が受ける電磁波反射は、図１９Ｃに示される平滑な凸面を有するレンズ１９１２よりも少ない。図１９Ｆは、図１９Ｅの誘電体アンテナ１９０１の結果生じる遠距離場利得プロットを示す。
【０２２２】
ここで、図１９Ｇを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、楕円形構造を有する誘電体アンテナ１９０１の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。図１９Ｇは、誘電体アンテナ１９０１の側面図、上面図、及び正面図を示す。楕円形は、参照符号１９２２により示されるように誘電体アンテナ１９０１の高さを低減し、参照符号１９２４により示されるように誘電体アンテナ１９０１を長尺化させることにより達成される。結果的な楕円形１９２６は、図１９Ｇにより示される正面図において示されている。楕円形は、機械加工を介して、成形ツール又は他の適する構築技法を用いて形成することができる。
【０２２３】
ここで、図１９Ｈを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、図１９Ｇの誘電体アンテナ１９０１により発せられる近接場信号１９２８及び遠距離場信号１９３０の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。近接場ビームパターン１９２８の断面は、誘電体アンテナ１９０１のアパーチャ１９０３の楕円形を模倣する。遠距離場ビームパターン１９３０の断面は、近接場信号１９２８の楕円形から生じる回転オフセット（約９０度）を有する。オフセットは、フーリエ変換を近接場信号１９２８に適用することにより特定することができる。近接場ビームパターン１９２８の断面及び遠距離場ビームパターン１９３０の断面は、回転の効果を示すために、略同じサイズのものとして示されるが、遠距離場ビームパターン１９３０の実際のサイズは、誘電体アンテナ１９０１からの距離に伴って増大することができる。
【０２２４】
遠距離場信号１９３０の長尺形状及びその方位は、遠距離場信号１９３０を受信するように構成される遠隔配置受信機に関連して誘電体アンテナ１９０１を位置合わせする際、有用であることを証明することができる。受信機は、本開示により説明される等の導波路システムに結合される１つ又は複数の誘電体アンテナを含み得る。長尺状遠距離場信号１９３０は、遠隔配置受信機が遠距離場信号１９３０を検出する確率を上げることができる。加えて、長尺状遠距離場信号１９３０は、誘電体アンテナ１９０１が、図１９Ｍに示される等のジンバル組立体又は「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＷＩＴＨ  ＡＣＴＵＡＴＥＤ  ＧＩＭＢＡＬ  ＭＯＵＮＴ」という名称の代理人整理番号２０１５−０６０３＿７７８５−１２１０を有する、同時係属中の出願及び２０１５年１０月２日に出願された米国特許出願第１４／８７３，２４１号明細書に記載される駆動式ジンバルマウントを含むがこれに限定されない他の駆動式アンテナマウントに結合される状況において有用であり得、これらの内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。特に、長尺状遠距離場信号１９３０は、そのようなジンバルマウントが、受信機の方向において誘電体アンテナ１９０１を位置合わせする２度のみの自由度（例えば、ヨー及びピッチは調整可能であるが、ロールは固定される）を有する状況において有用であり得る。
【０２２５】
示されていないが、図１９Ｇ及び図１９Ｈの誘電体アンテナ１９０１が、図１９Ｃ及び図１９Ｅに示される等の一体型又は取り付け可能なレンズ１９１２を有し、近接場信号の位相差を低減することにより遠距離場信号１９３０の強度を上げ得ることが理解されよう。
【０２２６】
ここで、図１９Ｉを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、遠距離場ワイヤレス信号を調整する誘電体アンテナ１９０１の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。幾つかの実施形態において、誘電体アンテナ１９０１により生成される遠距離場ワイヤレス信号の幅は、誘電体アンテナ１９０１のアパーチャ１９０３の表面積に合うことができる誘電体アンテナ１９０１内を伝搬する電磁波の波長数に反比例すると言うことができる。したがって、電磁波の波長が増大するにつれて、遠距離場ワイヤレス信号の幅はそれに比例して増大する（及びその強度は低減する）。換言すると、電磁波の周波数が低減する場合、遠距離場ワイヤレス信号の幅はそれに比例して増大する。したがって、受信機の方向において、例えば、図１９Ｍに示されるジンバル組立体又は他の駆動式アンテナマウントを用いて誘電体アンテナ１９０１を位置合わせするプロセスを強化するために、給電線１９０２により誘電体アンテナ１９０１に供給される電磁波の周波数は、遠距離場ワイヤレス信号が、受信機が遠距離場ワイヤレス信号の部分を検出する確率を上げるのに十分に広いように低減することができる。
【０２２７】
幾つかの実施形態において、受信機は、遠距離場ワイヤレス信号に対して測定を実行するように構成することができる。これらの測定から、受信機は、遠距離場ワイヤレス信号を生成する誘電体アンテナ１９０１に結合される導波路システムを向けることができる。受信機は、全指向性ワイヤレス信号又はその間に繋がれるインターフェースにより、導波路システムに命令を提供することができる。受信機により提供される命令は、誘電体アンテナ１９０１に結合されるジンバル組立体内のアクチュエータを制御する導波路システムに、誘電体アンテナ１９０１の方向を調整させて、受信機への位置合わせを改善させることができる。遠距離場ワイヤレス信号の品質が上がるにつれて、受信機は、電磁波の周波数を上げるように導波路システムに指示することもでき、それにより、遠距離場ワイヤレス信号の幅は低減し、それに対応してその強度は増大する。
【０２２８】
代替の一実施形態において、図１９Ｉに示される斜視図及び正面図により示されるように、炭素材料又は導電材料から構築される吸収シート１９３２及び／又は他の吸収材を誘電体アンテナ１９０１に埋め込むことができる。電磁波の電場が吸収シート１９３２に平行する場合、電磁波は吸収される。しかし、吸収シート１９３２が存在しないクリアランス領域１９３４では、電磁波をアパーチャ１９０３に伝搬し、それにより、概ねクリアランス領域１９３４の幅を有する近接場ワイヤレス信号を発する。クリアランス領域１９３２の表面積に対する波長数を低減することにより、近接場ワイヤレス信号の幅は低減し、一方、遠距離場ワイヤレス信号の幅は増大する。この特性は、上述した位置合わせプロセス中に有用であり得る。
【０２２９】
例えば、位置合わせプロセスの開始時、電磁波により発せられる電場の極性は、吸収シート１９３２と平行するように構成することができる。遠隔配置受信機が、誘電体アンテナ１９０１に結合された導波路システムに、ジンバル組立体のアクチュエータ又は他の駆動式マウントを用いて誘電体アンテナ１９０１を向けるように命令する場合、遠隔配置受信機は、受信機により実行される信号測定が改善するにつれて、吸収シート１９３２に対する電磁波の電場の位置合わせを増分的に調整するようにも導波路システムに命令することができる。位置合わせが改善するにつれて、最終的に導波路システムは、吸収シート１９３２に直交するように電場を調整する。この時点において、吸収シート１９３２近くの電磁波はもはや吸収されず、全て又は実質的に全ての電磁波はアパーチャ１９０３に伝搬する。近接場ワイヤレス信号は、ここで、アパーチャ１９０３の全て又は実質的に全てを覆うため、遠距離場信号は、受信機に向けられる際、より狭い幅及びより高い強度を有する。
【０２３０】
遠距離場ワイヤレス信号を受信するように構成される受信機（上述したような）が、導波システムにより利用される誘電体アンテナ１９０１に向けられたワイヤレス信号を送信することができる送信機を利用するようにも構成され得ることが理解されよう。例示を目的として、そのような受信機は、遠距離場ワイヤレス信号を受信し、導波路システムに向けられたワイヤレス信号を送信することができる遠隔システムと呼ばれる。この実施形態において、導波路システムは、誘電体アンテナ１９０１により受信するワイヤレス信号を分析し、遠隔システムにより生成されたワイヤレス信号の品質が、遠隔システムによる遠距離場ワイヤレス信号の受信を改善するように遠距離場信号パターンへの更なる調整を正当化するか否か及び／又はジンバル（図１９Ｍを参照されたい）又は他の駆動式マウントによる誘電体アンテナの更なる方位位置合わせが必要であるか否かを判断するように構成することができる。導波路システムによるワイヤレス信号の受信品質が改善するにつれて、導波路システムは、電磁波の動作周波数を増大させることができ、それにより、遠距離場ワイヤレス信号の幅は低減し、それに対応してその強度は増大する。他の動作モードにおいて、ジンバル又は他の駆動式マウントを定期的に調整して、最適な位置合わせを維持することができる。
【０２３１】
図１９Ｉの上記実施形態は組み合わせることもできる。例えば、導波路システムは、遠隔システムにより生成されるワイヤレス信号の分析と、遠隔システムにより受信される遠距離場信号の品質を示す遠隔システムにより提供されるメッセージ又は命令との組み合わせに基づいて、遠距離場信号パターンへの調整及び／又はアンテナ方位調整を実行することができる。
【０２３２】
ここで、図１９Ｊを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナ１９０１に結合することができるフランジ１９４２等のカラーの一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。フランジは、金属（例えば、アルミニウム）、誘電体材料（例えば、ポリエチレン及び／又は発泡体）、又は他の適する材料で構築することができる。フランジ１９４２を利用して、図１９Ｋに示されるように、フィードポイント１９０２’’（及び幾つかの実施形態において給電線１９０２も）を導波路システム１９４８（例えば、円形導波路）に位置合わせすることができる。これを達成するために、フランジ１９４２は、フィードポイント１９０２’’と係合する中心穴１９４６を含み得る。１つの実施形態において、穴１９４６はネジ切りを有することができ、給電線１９０２は平滑面を有することができる。この実施形態において、フランジ１９４６は、フィードポイント１９０２’’の一部を穴１９４６に挿入し、フランジ１９４６を回転させて、雄ネジ切り機として機能して、給電線１９０２の軟らかい外面上に相補的なネジ切りを形成することにより、フィードポイント１９０２’’（ポリエチレン等の誘電体材料で構築される）に係合することができる。
【０２３３】
給電線１９０２がフランジ１９４６により又はその中にネジ切りされると、フィードポイント１９０２’’及びフランジ１９４６から延びる給電線１９０２の部分は、それに従ってフランジ１９４２を回転させることにより短く又は長くすることができる。他の実施形態において、給電線１９０２は、フランジ１９４６と係合する相手方ネジを用いて予めネジ切りされて、フランジ１９４６に係合する容易さを改善することができる。更に他の実施形態において、給電線１９０２は平滑面を有することができ、フランジ１９４２の穴１９４６はネジ切りを有さないことができる。この実施形態において、穴１９４６は、給電線１９０２の直径と同様の直径を有して、給電線１９０２の係合を摩擦力により定位置に維持させる等を行うことができる。
【０２３４】
位置合わせを目的として、フランジ１９４２は、２つ以上の位置合わせ穴１９４７が付随するネジ切り穴１９４４を更に含むことができ、これらを用いて、導波路システム１９４８の相補的な位置合わせピン１９４９と位置合わせすることができ、それにより、導波路システム１９４８の穴１９４４’をフランジ１９４２のネジ切り穴１９４４（図１９Ｋ及び図１９Ｌを参照されたい）に位置合わせすることを補助する。フランジ１９４２が導波路システム１９４８に位置合わせされると、フランジ１９４２及び導波路システム１９４８は、ネジ切りネジ１９５０を用いて互いに固定することができ、図１９Ｌに示される完成された組立体を生成する。ネジ切り設計において、給電線１９０２のフィードポイント１９０２’’は、電磁波が交換される導波路システム１９４８のポート１９４５に関連して内側又は外側に調整することができる。調整により、フィードポイント１９０２’’とポート１９４５との間の間隙１９４３を増大又は低減することができる。調整は、導波路システム１９４８と給電線１９０２のフィードポイント１９０２’’との結合境界面の調整に用いることができる。図１９Ｌは、また、給電線１９０２を、管状外被１９５２により保持される同軸上に位置合わせされた誘電性発泡体セクション１９５１と位置合わせするのに用い得ることを示す。図１９Ｌにおける図は、図１８Ｋに示される伝送媒体１８００’’と同様である。組み立てプロセスを完了するために、フランジ１９４２は、図１９Ｌに示されるように、導波路システム１９４８に結合することができる。
【０２３５】
ここで、図１９Ｎを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナ１９０１’の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。図１９Ｎは、対応するアパーチャ１９０３’をそれぞれ有するピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイを示す。ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイの各アンテナは、複数のケーブル１８５０の対応する各コア１８５２に結合する対応するフィードポイント１９０２’’を有する給電線１９０２を有することができる。各ケーブル１８５０は、図１８Ｔに示される等の異なる（又は同じ）導波路システム１８６５’に結合することができる。ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイは、複数の空間方位を有するワイヤレス信号を送信するのに用いることができる。３６０度をカバーするピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイは、アンテナに結合される１つ又は複数の導波路システム１８６５’が、他の通信デバイス又は同様のタイプのアンテナとの全指向性通信を実行できるようにすることができる。
【０２３６】
図１９Ａの誘電体アレイ１９０１について上述した電磁波の双方向伝搬特性は、コア１８５２から、給電線１９０２によりピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアパーチャ１９０３’に導波されるフィードポイント１９０２’’に及び逆方向に伝搬する電磁波に対しても適用可能である。同様に、ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイは、実質的又は全体的に、上述したような導電性外面及び内部導電材料を有さないことができる。例えば、幾つかの実施形態において、ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイ及び対応するフィードポイント１９０２’は、ポリエチレン若しくはポリウレタン材料等の誘電体のみの材料又はアンテナの放射パターンを実質的に変更しない微量のみの導電材料を用いて構築することができる。
【０２３７】
ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイの各アンテナは、図１９Ｂにおける誘電体アンテナ１９０１について示されるものと同様の利得及び電場強度マップを有し得ることに更に留意されたい。ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ１９０１’のアレイの各アンテナは、図１９Ａの誘電体アンテナ１９０１について上述したようにワイヤレス信号を受信するのに用いることもできる。幾つかの実施形態において、ピラミッド形誘電体ホーンアンテナの単一のインスタンスを用いることができる。同様に、図１９Ａの誘電体アンテナ１９０１の複数のインスタンスを図１９Ｎに示されるものと同様のアレイ構成において用いることができる。
【０２３８】
ここで、図１９Ｏを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、ワイヤレス信号を操作するように構成可能な誘電体アンテナ１９０１のアレイ１９７６の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。誘電体アンテナ１９０１のアレイ１９７６は、円錐形アンテナ１９０１又はピラミッド形誘電体アンテナ１９０１’であり得る。ビーム操作を実行するために、誘電体アンテナ１９０１のアレイ１９７６に結合される導波路システムは、増幅器１９７３及び位相シフタ１９７４を含む回路１９７２を利用するように構成することができ、増幅器１９７３及び位相シフタ１９７４の各対は、アレイ１９７６内の誘電体アンテナ１９０１の１つに結合される。導波路システムは、誘電体アンテナ１９０１に供給される信号の位相遅延を増分的に上げることにより、左から右に（西から東に）遠距離場ワイヤレス信号を操作することができる。
【０２３９】
例えば、導波路システムは、位相遅延を有さないカラム１（「Ｃ１」）の誘電体アンテナに第１の信号を提供することができる。導波路システムは第２の信号をカラム２（「Ｃ２」）に更に提供することができ、第２の信号は第１の位相遅延を有する第１の信号を含む。導波路システムは、第３の信号をカラム３（「Ｃ３」）の誘電体アンテナに更に提供することができ、第３の信号は第２の位相遅延を有する第２の信号を含む。最後に、導波路システムは第４の信号をカラム４（「Ｃ４」）の誘電体アンテナに提供することができ、第４の信号は第３の位相遅延を有する第３の信号を含む。これらの位相シフト信号は、アレイにより生成される遠距離場ワイヤレス信号を左から右にシフトさせる。同様に、遠距離場信号は、右から左に（東から西に）（「Ｃ４」からＣ１に）、北から南に（「Ｒ１」から「Ｒ４」に）、南から北に（「Ｒ４」から「Ｒ１」に）、及び南西から北東に（「Ｃ１−Ｒ４」から「Ｃ４−Ｒ１」に）操作することができる。
【０２４０】
同様の技法を利用して、以下のアンテナシーケンスにより送信される信号の位相を増分的に増大させるように導波路システムを構成することにより、南西から北東等の他の方向におけるビーム操作を実行することもできる：「Ｃ１−Ｒ４」、「Ｃ１−Ｒ３／Ｃ２−Ｒ４」、「Ｃ１−Ｒ２／Ｃ２−Ｒ３／Ｃ３−Ｒ４」、「Ｃ１−Ｒ１／Ｃ２−Ｒ２／Ｃ３−Ｒ３／Ｃ４−Ｒ４」、「Ｃ２−Ｒ１／Ｃ３−Ｒ２／Ｃ４−Ｒ３」、「Ｃ３−Ｒ１／Ｃ４−Ｒ２」、「Ｃ４−Ｒ１」。同様に、ビーム操作は、北東から南西に、北西から南東に、南東から北西に、及び三次元空間における他の方向において実行することができる。ビーム操作は、とりわけ、誘電体アンテナ１９０１のアレイ１９７６を遠隔受信機と位置合わせのため及び／又はモバイル通信デバイスへの信号の指向性のために用いることができる。幾つかの実施形態において、誘電体アンテナ１９７６のフェーズドアレイ１９７６は、図１９Ｍのジンバル組立体又は他の駆動式マウントの使用を避けるために用いることもできる。上記は、位相遅延により制御されるビーム操作を説明したが、同様に、利得及び位相調整は、同様にフェーズドアレイ１９７６の誘電体アンテナ１９０１に適用して、所望のビームパターンの形成において追加の制御及び多様性を提供することができる。
【０２４１】
ここで、図２０Ａ及び図２０Ｂを参照すると、電柱により支持される電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いられる図１８Ａのケーブル１８５０の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。１つの実施形態において、図２０Ａに示されるように、ケーブル１８５０は、一端部において、例えば、図１８Ａ〜図１８Ｃに示される中空導波路１８０８を利用して、ケーブル１８５０の１つ又は複数の内層内に導波される電磁波を送出するマイクロ波装置に結合することができる。マイクロ波装置は、図１０Ａに示される等のマイクロ波送受信機を利用して、信号を送信し、又はケーブル１８５０から信号を受信することができる。ケーブル１８５０の１つ又は複数の内層内に誘導される導波される電磁波は、ホーンアンテナ内部に配置されるケーブル１８５０の露出スタブ（図２０Ａにおいて点線として示される）に伝搬して、ホーンアンテナを介して電磁波を放射することができる。したがって、ホーンアンテナからの放射信号は、中電圧（ＭＶ）電力線等の電力線上を長手方向に伝搬する導波される電磁波を誘導することができる。１つの実施形態において、マイクロ波装置は、ＡＣ電力を低電圧（例えば、２２０Ｖ）電力線から受信することができる。代替的に、ホーンアンテナは、図２０Ｂに示されるようにスタブアンテナと置換して、ＭＶ電力線等の電力線上を長手方向に伝搬する導波される電磁波を誘導し、又は他の１つ又は複数のアンテナシステムにワイヤレス信号を送信することができる。
【０２４２】
代替の一実施形態において、図２０Ａに示される中空ホーンアンテナは、図１９Ａの誘電体アンテナ１９０１又は図１９Ｎのピラミッド形ホーンアンテナ１９０１’等の中実誘電体アンテナで置換することができる。この実施形態において、ホーンアンテナは、図２０Ｃに示される双方向ホーンアンテナ２０４０等の別のホーンアンテナに向けられたワイヤレス信号を放射することができる。この実施形態において、各ホーンアンテナ２０４０は、図２０Ｃに示されるように、ワイヤレス信号を別のホーンアンテナ２０４０に送信し、又は他のホーンアンテナ２０４０からワイヤレス信号を受信することができる。そのような構成は、アンテナ間で双方向ワイヤレス通信を実行するのに用いることができる。示されていないが、ホーンアンテナ２０４０には、ホーンアンテナ２０４０の方向を操作する電子機械デバイスを構成することができる。
【０２４３】
代替の実施形態において、第１のケーブル１８５０Ａ’及び第２のケーブル１８５０Ｂ’は、図２０Ａ及び図２０Ｂに示されるように、マイクロ波装置及び変圧器２０５２にそれぞれ結合することができる。第１のケーブル１８５０Ａ’及び第２のケーブル１８５０Ｂ’は、例えば、図１８Ｂ及び図１８Ｃのケーブル１８２０又はケーブル１８３０によりそれぞれ表すことができ、各ケーブルは導電コアを有する。第１のケーブル１８５０Ａ’の導電コアの第１の端部をマイクロ波装置に結合して、内部に送出された導波される電磁波を伝搬することができる。第１のケーブル１８５０Ａ’の導電コアの第２の端部は、変圧器２０５２の導電コイルの第１の端部に結合されて、第１のケーブル１８５０Ａ’内を伝搬する導波される電磁波を受信し、変圧器２０５２の導電コイルの第２の端部により、関連する信号を第２のケーブル１８５０Ｂ’の第１の端部に供給することができる。第２のケーブル１８５０Ｂ’の第２の端部は、図２０Ａのホーンアンテナに結合するか、又は図２０Ｂのスタブアンテナとして露出されて、ＭＶ電力線上を長手方向に伝搬する導波される電磁波を誘導することができる。
【０２４４】
ケーブル１８５０、１８５０Ａ’、及び１８５０Ｂ’がそれぞれ伝送媒体１８００、１８２０、及び／又は１８３０の複数のインスタンスを含む一実施形態において、図１８Ｋに示される等のアンテナ１８５５のポリロッド構造を形成することができる。各アンテナ１８５５は、例えば、図２０Ａに示されるようにホーンアンテナ組立体又はパイ皿形（ｐｉｅ−ｐａｎ）アンテナ組立体（図示せず）に結合されて、複数のワイヤレス信号を放射することができる。代替的に、アンテナ１８５５は、図２０Ｂにおいてスタブアンテナとして用いることができる。図２０Ａ及び図２０Ｂのマイクロ波装置は、導波される電磁波を調整して、アンテナ１８５５により発せられるワイヤレス信号をビーム操作するように構成することができる。アンテナ１８５５の１つ又は複数は、電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いることもできる。
【０２４５】
ここで、図２０Ｃを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワーク２０００の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。１つの実施形態において、例えば、図１６Ａの導波路システム１６０２は、図２０Ｃのネットワークインターフェースデバイス（ＮＩＤ）２０１０及び２０２０等のＮＩＤに組み込むことができる。導波路システム１６０２の機能を有するＮＩＤを用いて、顧客構内２００２（企業又は住宅）とペデスタル２００４（サービスエリアインターフェース又はＳＡＩと呼ばれることもある）との間の伝送機能を強化することができる。
【０２４６】
１つの実施形態において、中央オフィス２０３０は、１つ又は複数のファイバケーブル２０２６をペデスタル２００４に供給することができる。ファイバケーブル２０２６は、高速全二重データサービス（例えば、１〜１００Ｇｂｐｓ以上）をペデスタル２００４内に配置されるミニＤＳＬＡＭ２０２４に提供することができる。データサービスは、音声、インターネットトラフィック、及びメディアコンテンツサービス（例えば、ストリーミングビデオサービス、ブロードキャストＴＶ）等の輸送に用いることができる。従来技術によるシステムにおいて、ミニＤＳＬＡＭ２０２４は、通常、撚り対線電話回線（例えば、外側絶縁シースで囲まれた、２４ゲージ絶縁中実電線等の撚り対線ケーブルのシールドなしの束を含むカテゴリ５ｅ又はカテゴリ５ｅシールドなし撚り対線（ＵＴＰ）ケーブルに含まれる撚り対線）に接続し、撚り対線電話回線は顧客構内２００２に直接接続する。そのようなシステムにおいて、ＤＳＬデータレートは、要因の中でも特に、部分的に顧客構内２００２へのレガシー撚り対線ケーブル対の長さに起因して、１００Ｍｂｐｓ以下に先細る。
【０２４７】
しかし、図２０Ｃの実施形態は従来技術によるＤＳＬシステムと異なる。図２０Ｃの図において、ミニＤＳＬＡＭ２０２４は、例えば、ケーブル１８５０（全体的又は部分的に、単独で又は組み合わせて図１８Ａ〜図１８Ｄ及び図１８Ｆ〜図１８Ｌに関連して説明した任意のケーブル実施形態を表すことができる）を介してＮＩＤ２０２０に接続するように構成することができる。顧客構内２００２とペデスタル２００４との間にケーブル１８５０を利用することにより、ＮＩＤ２０１０及び２０２０は、上りリンク通信及び下りリンク通信で導波される電磁波を送信及び受信することができる。上述した実施形態に基づいて、ケーブル１８５０は、いずれかの方向におけるそのような波の電場プロファイルが少なくとも部分的又は全体的にケーブル１８５０の内層内に閉じ込められる限り、下りリンク路又は上りリンク路のいずれかにおける電磁波伝搬に悪影響を及ぼさずに、雨に露出することができ、又は埋設することができる。本例示において、下りリンク通信は、ペデスタル２００４から顧客構内２００２への通信路を表し、一方、上りリンク通信は、顧客構内２００２からペデスタル２００４への通信路を表す。ケーブル１８５０が図１８Ｇ及び図１８Ｈの実施形態の１つを含む一実施形態において、ケーブル１８５０は、電力をＮＩＤ２０１０及び２０２０並びに顧客構内２００２及びペデスタル２００４の他の機器に供給する目的を果たすこともできる。
【０２４８】
顧客構内２００２において、ＤＳＬ信号は、ＤＳＬモデム２００６（内蔵ルーターを有することができ、ＷｉＦｉ等のワイヤレスサービスを顧客構内２００２内に示されるユーザ機器に提供することができる）を起点とすることができる。ＤＳＬ信号は、撚り対線電話２００８によりＮＩＤ２０１０に供給することができる。ＮＩＤ２０１０は、一体化導波路１６０２を利用して、ケーブル１８５０内で、上りリンク路上でペデスタル２００４に向けられた導波される電磁波２０１４を送出することができる。下りリンク路において、ミニＤＳＬＡＭ２０２４により生成されたＤＳＬ信号は、撚り対線電話回線２０２２を通ってＮＩＤ２０２０に流れることができる。ＮＩＤ２０２０に一体化された導波路システム１６０２は、ＤＳＬ信号又はその一部を電気信号から、下りリンク路上でケーブル１８５０内を伝搬する導波される電磁波２０１４に変換することができる。全二重通信を提供するために、上りリンク上の導波される電磁波２０１４は、下りリンク上の導波される電磁波２０１４と異なる搬送波周波数及び／又は異なる変調手法で動作して、干渉を低減又は回避するように構成することができる。更に、上りリンク路及び下りリンク路上で、導波される電磁波２０１４は、上述したように、ケーブル１８５０のコアセクションにより導波され、そのような波は、導波される電磁波を全体的又は部分的にケーブル１８５０の内層に閉じ込める場強度プロファイルを有するように構成することができる。導波される電磁波２０１４は、ケーブル１８５０外部に示されるが、これらの波の図は例示のみを目的とする。このため、導波される電磁波２０１４は「ハッシュマーク」を用いて描かれて、ケーブル１８５０の内層により導波されることを示す。
【０２４９】
下りリンク路上で、ＮＩＤ２０１０の一体化導波路システム１６０２は、ＮＩＤ２０２０により生成された導波される電磁波２０１４を受信し、それらを再び、ＤＳＬモデム２００６の要件に準拠するＤＳＬ信号に変換する。次に、ＤＳＬ信号は、処理のために、電話回線２００８の１組の撚り対線を介してＤＳＬモデム２００６に供給される。同様に、上りリンク路上で、ＮＩＤ２０２０の一体化導波路システム１６０２は、ＮＩＤ２０１０により生成された導波される電磁波２０１４を受信し、それらを再び、ミニＤＳＬＡＭ２０２４の要件に準拠するＤＳＬ信号に変換する。次に、ＤＳＬ信号は、処理のために、電話回線２０２２の１組の撚り対線を介してミニＤＳＬＡＭ２０２４に供給される。電話回線２００８及び２０２２の長さは短いため、ＤＳＬモデム２００８及びミニＤＳＬＡＭ２０２４は、非常に高速（例えば、１Ｇｂｐｓ〜６０Ｇｂｐｓ以上）で、上りリンク及び下りリンク上でそれらの間でＤＳＬ信号を送信及び受信することができる。したがって、上りリンク路及び下りリンク路は、大半の状況において、撚り対線電話回線を介する従来のＤＳＬ通信のデータレート限界を超えることができる。
【０２５０】
下りリンク路は、通常、上りリンク路よりも高いデータレートをサポートするため、通常、ＤＳＬデバイスは、非対称データレートに向けて構成される。しかし、ケーブル１８５０は、下りリンク路及び上りリンク路の両方ではるかに高速を提供することができる。ファームウェア更新を用いて、図２０Ｃに示される等のレガシーＤＳＬモデム２００６に上りリンク路及び下りリンク路の両方でより高速に構成することができる。同様のファームウェア更新をミニＤＳＬＡＭ２０２４に対して行って、上りリンク路及び下りリンク路でより高い速度を利用することができる。ＤＳＬモデム２００６及びミニＤＳＬＡＭ２０２４へのインターフェースは、従来の撚り対線電話回線のままであるため、ＤＳＬ信号から導波される電磁波２０１４への変換及びこの逆の変換を実行するために、ファームウェアの変更並びにＮＩＤ２０１０及び２０２０の追加の他に、レガシーＤＳＬモデム又はレガシーミニＤＳＬＡＭへのハードウェア変更は必要ない。ＮＩＤの使用により、レガシーモデム２００６及びミニＤＳＬＡＭ２０２４の再利用が可能であり、且つそれにより設置コスト及びシステムアップグレードを大幅に低減することができる。新しい建物の場合、ミニＤＳＬＡＭ及びＤＳＬモデムの更新バージョンに一体化導波路システムと構成して、上述した機能を実行することができ、それにより、一体化導波路システムを有するＮＩＤ２０１０及び２０２０の必要がなくなる。この実施形態において、モデム２００６の更新バージョン及びミニＤＳＬＡＭ２０２４の更新バージョンはケーブル１８５０に直接接続され、双方向の導波される電磁波伝送を介して通信し、それにより、撚り対線電話回線２００８及び２０２２を用いてＤＳＬ信号を送信又は受信する必要性をなくす。
【０２５１】
ペデスタル２００４と顧客構内２００２との間でのケーブル１８５０の使用が、ロジスティックに非実用的又はコストがかかる一実施形態において、ＮＩＤ２０１０は、代わりに、電柱１１８上の導波路１０８を起点とし、顧客構内２００２のＮＩＤ２０１０に達する前に土中に埋設することができるケーブル１８５０’（本開示のケーブル１８５０と同様）に結合するように構成することができる。ケーブル１８５０’は、ＮＩＤ２０１０と導波路１０８との間で導波路電磁波２０１４’を受信及び送信するのに用いることができる。導波路１０８は、導波路１０６を介して接続することができ、導波路１０６は基地局１０４に結合することができる。基地局１０４は、ファイバ２０２６’を介して中央オフィス２０３０への接続により、データ通信サービスを顧客構内２００２に提供することができる。同様に、中央オフィス２０２６からペデスタル２００４へのアクセスがファイバリンクを介して実用的ではなく、基地局１０４への接続がファイバリンク２０２６’を介して可能な状況において、代替の経路を用いて、電柱１１６を起点とするケーブル１８５０’’（本開示のケーブル１８５０と同様）を介してペデスタル２００４のＮＩＤ２０２０に接続することができる。ケーブル１８５０’’は、ＮＩＤ２０２０に達する前に埋設することもできる。
【０２５２】
ここで、図２０Ｄ〜図２０Ｆを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、図２０Ｃの通信ネットワーク２０００（又は他の適する通信ネットワーク）において用いることができるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。幾つかの実施形態において、アンテナマウント２０５２は、図２０Ｄに示されるようなアンテナマウント２０５２において一体化される１つ又は複数の導波路システム（図示せず）にエネルギーを供給する誘電性電源により、中電圧電力線に結合することができる。アンテナマウント２０５２は、図２０Ｆに示される上面図及び側面図により示される等の誘電体アンテナ１９０１のアレイ（例えば、１６のアンテナ）を含むことができる。図２０Ｆに示される誘電体アンテナ１９０１は、誘電体アンテナ１９０１の群と従来のボールペンとの図の比較により示されるように、小さい寸法であり得る。他の実施形態において、電柱搭載アンテナ２０５４を図２０Ｄに示されるように用いることができる。更に他の実施形態において、アンテナマウント２０５６は、図２０Ｅに示されるように、アーム組立体を用いて電柱に取り付けることができる。他の実施形態において、図２０Ｅに示されるアンテナマウント２０５８は、本開示において説明されるようなケーブル等のケーブル１８５０に結合される電柱の上部に配置することができる。
【０２５３】
図２０Ｄ及び図２０Ｅの任意のアンテナマウントにおける誘電体アンテナ１９０１のアレイは、図１〜図２０により本開示において説明されるような１つ又は複数の導波路システムを含むことができる。導波路システムは、誘電体アンテナ１９０１のアレイを用いてビーム操作を実行する（ワイヤレス信号を送信又は受信するため）ように構成することができる。代替的に、各誘電体アンテナ１９０１は、ワイヤレス信号を受信及び送信する別個のセクタとして利用することができる。他の実施形態において、図２０Ｄ及び図２０Ｅのアンテナマウントに一体化される１つ又は複数の導波路システムは、広範囲の多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信及び受信技法において誘電体アンテナ１９０１の組み合わせを利用するように構成することができる。図２０Ｄ及び図２０Ｅのアンテナマウントに一体化される１つ又は複数の導波路システムは、図２０Ｄ及び図２０Ｅの任意のアンテナマウントにおける誘電体アンテナ１９０１の任意の組み合わせを用いて、ＳＩＳＯ、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、ＳＩＳＯ、及び信号ダイバーシティ（例えば、周波数、時間、空間、偏極、又は他の形態の信号ダイバーシティ技法）等の通信技法を適用するように構成することもできる。更に他の実施形態において、図２０Ｄ及び図２０Ｅのアンテナマウントには、図２０Ｆに示されるアンテナアレイの２つ以上の積層を構成することができる。
【０２５４】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、下りリンク通信及び上りリンク通信の実施形態を記載している。図２１Ａの方法２１００はステップ２１０２で開始することができ、電気信号（例えば、ＤＳＬ信号）がＤＳＬＡＭ（例えば、ペデスタル２００４のミニＤＳＬＡＭ２０２４又は中央オフィス２０３０から）により生成され、電気信号は、ステップ２１０４において、ＮＩＤ２０２０により導波される電磁波２０１４に変換され、ケーブル１８５０等の伝送媒体上を伝搬して、顧客構内２００２に下りリンクサービスを提供する。ステップ２１０８において、顧客構内２００２のＮＩＤ２０１０は、導波される電磁波２０１４を再び電気信号（例えば、ＤＳＬ信号）に変換し、電気信号は、ステップ２１１０において、電話回線２００８を介してＤＳＬモデム２００６等の顧客構内機器（ＣＰＥ）に供給される。その代わりに又はそれと組み合わせて、電力及び／又は導波される電磁波２０１４’は、代替又は追加の下りリンク（及び／又は上りリンク）路として、電力系統（図１８Ｇ又は図１８Ｈに示されるような内部導波路を有する）の電力線１８５０’からＮＩＤ２０１０に供給することができる。
【０２５５】
図２１Ｂの方法２１２０のステップ２１２２において、ＤＳＬモデム２００６は、電話回線２００８を介して電気信号（例えば、ＤＳＬ信号）をＮＩＤ２０１０に供給することができ、電気信号は、ステップ２１２４において、ＤＳＬ信号を、ケーブル１８５０によりＮＩＤ２０２０に向けられる導波される電磁波に変換する。ステップ２１２８において、ペデスタル２００４（又は中央オフィス２０３０）のＮＩＤ２０２０は、導波される電磁波２０１４を再び電気信号（例えば、ＤＳＬ信号）に変換し、電気信号は、ステップ２１２９において、ＤＳＬＡＭ（例えば、ミニＤＳＬＡＭ２０２４）に供給される。この代わりに又はこれと組み合わせて、電力及び導波される電磁波２０１４’は、代替又は追加の上りリンク（及び／又は下りリンク）路として、電力系統（図１８Ｇ又は図１８Ｈに示されるような内部導波路を有する）の電力線１８５０’からＮＩＤ２０２０に供給することができる。
【０２５６】
ここで、図２１Ｃを参照すると、伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法２１３０の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。ステップ２１３２において、図１８Ｎ〜図１８Ｔの導波路１８６５及び１８６５’は、第１の通信信号（例えば、基地局等の通信デバイスにより供給される）から第１の電磁波を生成し、ステップ２１３４において、伝送媒体の境界面において基本波動モード「のみ」を有する第１の電磁波を誘導するように構成することができる。一実施形態において、境界面は、図１８Ｑ及び図１８Ｒに示されるように、伝送媒体の外面であり得る。別の実施形態において、境界面は、図１８Ｓ及び図１８Ｔに示されるように、伝送媒体の内層であり得る。ステップ２１３６において、図１８Ｎ〜図１８Ｔの導波路１８６５及び１８６５’は、図２１Ｃにおいて記述される同じ又は異なる伝送媒体の境界面において、第２の電磁波を受信するように構成することができる。一実施形態において、第２の電磁波は基本波動モード「のみ」を有することができる。他の実施形態において、第２の電磁波は、基本波動モード及び非基本波動モード等の波動モードの組み合わせを有することができる。ステップ２１３８において、第２の通信信号を第２の電磁波から生成して、例えば、同じ又は異なる通信デバイスにより処理することができる。図２１Ｃ及び図２１Ｄの実施形態は、本開示において説明される任意の実施形態に適用することができる。
【０２５７】
ここで、図２１Ｄを参照すると、伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法２１４０の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。ステップ２１４２において、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路１８６５及び１８６５’は、第１の通信信号（例えば、通信デバイスにより供給される）から第１の電磁波を生成し、ステップ２１４４において、伝送媒体の境界面において非基本波動モード「のみ」を有する第２の電磁波を誘導するように構成することができる。一実施形態において、境界面は、図１８Ｑ及び図１８Ｒに示されるように、伝送媒体の外面であり得る。別の実施形態において、境界面は、図１８Ｓ及び図１８Ｔに示されるように、伝送媒体の内層であり得る。ステップ２１４６において、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路１８６５及び１８６５’は、図２１Ｅにおいて記述される同じ又は異なる伝送媒体の境界面において電磁波を受信するように構成することができる。一実施形態において、電磁波は非基本波動モード「のみ」を有することができる。他の実施形態において、電磁波は、基本波動モード及び非基本波動モード等の波動モードの組み合わせを有することができる。ステップ２１４８において、第２の通信信号を電磁波から生成して、例えば、同じ又は異なる通信デバイスにより処理することができる。図２１Ｅ及び図２１Ｆの実施形態は、本開示において説明される任意の実施形態に適用することができる。
【０２５８】
図２１Ｅは、図１９Ａ及び図１９Ｎに示される等の誘電体アンテナから信号を放射する方法２１５０の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。方法２１５０はステップ２１５２で開始することができ、図１８Ｔの導波路システム１８６５’等の送信機は、第１の通信信号を含む第１の電磁波を生成する。したがって、ステップ２１５３において、第１の電磁波は、本開示において説明される任意の誘電体アンテナのフィードポイントに結合されるケーブル１８５０のコア１８５２上に第２の電磁波を誘導する。第２の電磁波は、ステップ２１５４において、フィードポイントにおいて受信され、ステップ２１５５において、誘電体アンテナの基端部に伝搬する。ステップ２１５６において、第２の電磁波は、誘電体アンテナの基端部からアンテナのアパーチャに引き続き伝搬し、それにより、図１９Ａ〜図１９Ｎに関連して上述したように、ステップ２１５７において、ワイヤレス信号を放射させる。
【０２５９】
図２１Ｆは、図１９Ａ又は図１９Ｎの誘電体アンテナ等の誘電体アンテナにおいてワイヤレス信号を受信する方法２１６０の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。方法２１６０はステップ２１６１において開始することができ、誘電体アンテナのアパーチャはワイヤレス信号を受信する。ステップ２１６２において、ワイヤレス信号は、アパーチャから誘電体アンテナのフィードポイントに伝搬する電磁波を誘導する。電磁波は、ステップ２１６３において、フィードポイントにおいて受信されると、ステップ２１６４において、フィードポイントに結合されるケーブルのコアに伝搬する。ステップ２１６５において、図１８Ｔの導波路システム１８６５’等の受信機は、電磁波を受信し、ステップ２１６６において、そこから第２の通信信号を生成する。
【０２６０】
方法２１５０及び２１６０を用いて、図２０Ｃに示される誘電体アンテナ２０４０等の他の誘電体アンテナと双方向ワイヤレス通信し、及び／又はポータブル通信デバイス（例えば、セル電話、タブレット、ラップトップ）及び建物（例えば、住宅）に配置されるワイヤレス通信デバイス等の他の通信デバイスとの双方向ワイヤレス通信を実行するように、図１９Ａ、図１９Ｃ、図１９Ｅ、図１９Ｇ〜図１９Ｉ、及び図１９Ｌ〜図１９Ｏの誘電体アンテナを構成することができる。図２０Ａに示される等のマイクロ波装置に、図２０Ｃに示されるように複数の誘電体アンテナ２０４０に結合する１つ又は複数のケーブル１８５０を構成することができる。幾つかの実施形態において、図２０Ｃに示される誘電体アンテナ２０４０に、更に多くの誘電体アンテナ（例えば、１９Ｃ、１９Ｅ、１９Ｇ〜１９Ｉ、及び１９Ｌ〜１９Ｏ）を構成して、そのようなアンテナによるワイヤレス通信の領域を更に拡張することができる。
【０２６１】
方法２１５０及び２１６０は、増分的位相遅延をアンテナの部分に適用して、発せられる遠距離場ワイヤレス信号を操作することにより、図１９Ｏの誘電体アンテナ１９０１のフェーズドアレイ１９７６と併用するように更に構成することができる。方法２１５０及び２１６０は、図１９Ｍに示されるジンバル（制御可能なアクチュエータを有することができる）を利用して、誘電体アンテナ１９０１により生成される遠距離場ワイヤレス信号及び／又は誘電体アンテナ１９０１の方位を調整し、遠隔システム（導波路システムに結合される別の誘電体アンテナ１９０１等）による遠距離場ワイヤレス信号の受信を改善するように構成することもできる。更に、方法２１５０及び２１６０は、命令、メッセージ、又はワイヤレス信号を遠隔システムから受信して、その誘電体アンテナ１９０１によりそのような信号を受信する導波路システムが遠距離場信号の調整を実行できるように構成することができる。
【０２６２】
説明を簡単にするために、各プロセスは図２１Ａ〜図２１Ｆにおいて一連のブロックとして示され説明されるが、特許請求される主題が、ブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で及び／又は他のブロックと同時に行い得ることを理解及び認識されたい。更に、本明細書において説明される方法を実施するために、示されているブロックの全てが必要でないことがある。
【０２６３】
図２１Ｇは、例えば、図１６Ａ及び図１６Ｂのシステム等の通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出し軽減する方法２１７０の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。方法２１７０はステップ２１７２で開始することができ、図１６Ａ及び図１６Ｂの導波路システム１６０２等のネットワーク要素は、電力線１６１０等の伝送媒体の外面上の導波される電磁波の劣化をモニタリングするよう構成することができる。信号の劣化は、導波される電磁波の信号の大きさが特定の大きさ閾値未満に下がること、信号対雑音比（ＳＮＲ）が特定のＳＮＲ閾値未満に下がること、サービス品質（ＱｏＳ）が１つ若しくは複数の閾値未満に下がること、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が特定のＢＥＲ閾値を超えること、パケット損失率（ＰＬＲ）が特定のＰＬＲ閾値を超えること、反射電磁波と転送電磁波との比率が特定の閾値を超えること、波動モードの予期しない変化若しくは変更、１つ若しくは複数の物体が導波される電磁波の伝搬損失若しくは散乱を生じさせていることを示す、導波される電磁波のスペクトル変化（例えば、伝送媒体の外面上への水の蓄積、伝送媒体の継ぎ目、折れた木の枝等）、又はそれらの任意の組み合わせを含むがこれに限定されない任意の数の要因に従って検出することができる。図１６Ａの外乱センサー１６０４ｂ等の検知デバイスは、上記信号測定の１つ又は複数を実行し、それにより、電磁波が信号低下を受けているか否かを判断するように構成することができる。上記測定の実行に適する他の検知デバイスも本開示により意図される。
【０２６４】
ステップ２１７４において、信号低下が検出される場合、ネットワーク要素はステップ２１７６に進むことができ、１つ又は複数のいずれの物体が低下を生じさせている可能性があるかを特定し、検出されると、検出された１つ又は複数の物体を図１６Ａ及び図１６Ｂのネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。物体検出は、スペクトル分析又は他の形態の信号分析、環境分析（例えば、気圧計の読み取り値、雨の検出等）、又は伝送媒体により導波される電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす可能性がある異物を検出する他の適する技法により達成することができる。例えば、ネットワーク要素は、ネットワーク要素により受信される電磁波から導出されるスペクトルデータを生成するように構成することができる。次に、ネットワーク要素は、スペクトルデータをメモリに記憶された複数のスペクトルプロファイルと比較することができる。複数のスペクトルプロファイルは、ネットワーク要素のメモリに予め記憶することができ、障害物が伝送媒体の外面に存在する場合、伝搬損失又は信号低下を生じさせている可能性があるそのような障害物を特徴付ける又は識別するのに用いることができる。
【０２６５】
例えば、水の薄い層及び／又は水滴等の伝送媒体の外面上への水の蓄積は、そのような障害物をモデリングするスペクトルデータを含むスペクトルプロファイルにより識別可能であり得る、伝送媒体により導波される電磁波に信号低下を生じさせる可能性がある。スペクトルプロファイルは、水（例えば、シミュレートされた降雨）を受けた伝送媒体の外面を介して電磁波を受信するとき、テスト機器（例えば、スペクトル分析機能を有する導波路システム）により生成されるスペクトルデータを収集し分析することにより、制御された環境（実験所又は他の適する試験環境等）において生成することができる。水等の障害物は、他の障害物（例えば、伝送媒体の継ぎ目）と異なるスペクトルシグネチャを生成することができる。一意のスペクトルシグネチャを用いて、とりわけ特定の障害物を識別することができる。この技法を用いる場合、伝送媒体に落下した木の枝及び継ぎ目等の他の障害物を特徴付けるスペクトルプロファイルを生成することができる。スペクトルプロファイルに加えて、ＳＮＲ、ＢＥＲ、及びＰＬＲ等の異なる尺度の閾値を生成することができる。これらの閾値は、データの輸送に導波される電磁波を利用する通信ネットワークに望ましい性能測定値に従って、サービスプロバイダにより選択することができる。障害物によっては、他の方法により検出することができるものもある。例えば、降雨はネットワーク要素に結合される雨検出器により検出することができ、落下した木の枝は、ネットワーク要素に結合される振動検出器により検出することができ、以下同様である。
【０２６６】
ネットワーク要素が、電磁波の低下を生じさせている可能性がある物体を検出する機器にアクセスを有さない場合、ネットワーク要素はステップ２１７６をスキップし、ステップ２１７８に進むことができ、１つ又は複数の近傍のネットワーク要素（例えば、ネットワーク要素の近傍にある１つ又は複数の他の導波路システム１６０２）に、検出された信号低下を通知する。信号低下が有意である場合、ネットワーク要素は、近傍のネットワーク要素との通信に、例えば、ワイヤレス通信等の異なる媒体を用いることができる。代替的に、ネットワーク要素は、導波される電磁波の動作周波数を実質的に低減し（例えば、４０ＧＨｚから１ＧＨｚに）、又は制御チャネル（例えば、１ＭＨｚ）等の低周波数において動作する他の導波される電磁波を利用して近傍のネットワーク要素と通信することができる。低周波数制御チャネルは、はるかに高い動作周波数において信号低下を生じさせる物体による干渉をはるかに受けにくいことができる。
【０２６７】
通信の代替手段がネットワーク要素間に確立されると、ステップ２１８０において、ネットワーク要素及び近傍のネットワーク要素は連携して、導波される電磁波を調整して、検出される信号低下を軽減するプロセスを行うことができる。プロセスは、例えば、ネットワーク要素のいずれが電磁波の調整を実行するか、調整の周波数及び大きさ、並びに所望の信号品質を達成する目標（例えば、ＱｏＳ、ＢＥＲ、ＰＬＲ、ＳＮＲ等）を選択するプロトコルを含むことができる。例えば、信号低下の原因である物体が伝送媒体の外面上での水の蓄積である場合、ネットワーク要素は、電場（Ｅ場）の偏極及び／又は電磁波の磁場（Ｈ場）を調整して、図２１Ｈに示されるように、Ｅ場の半径方向位置合わせを維持するように構成することができる。特に、図２１Ｈは、本明細書において説明される種々の態様による、伝送媒体上への水の蓄積に起因した伝搬損失を軽減する電磁波のＥ場の位置合わせの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図２１０１を提示する。この例において、伝送媒体１２５の絶縁金属ケーブル実装形態等のケーブルの長手方向断面は、４０ＧＨｚにおいて伝搬する導波される電磁波に関連するＥ場を示す場ベクトルと共に提示される。Ｅ場が強いほど、弱いＥ場と比較して濃い色の場ベクトルで提示される。
【０２６８】
１つの実施形態において、偏極の調整は、特定の波動モードの電磁波（例えば、横磁場（ＴＭ）モード、横電場（ＴＥ）モード、横電磁場（ＴＥＭ）モード、又はＨＥモードとしても知られるＴＭモードとＴＥモードとのハイブリッド）を生成することにより達成することができる。例えば、ネットワーク要素が図１８Ｗの導波路システム１８６５’を含み、Ｅ場の偏極の調整が、各ＭＭＩＣ１８７０により生成される電磁波の位相、周波数、振幅、又はそれらの組み合わせを交互にするように２つ以上のＭＭＩＣ１８７０を構成することにより達成することができる。特定の調整は、例えば、図２１Ｈに示される水膜の領域におけるＥ場を水の表面に垂直に位置合わせさせることができる。水の表面に垂直である（又は概ね垂直である）電場は、水膜に平行するＥ場よりも弱い電流を水膜に誘導する。より弱い電流を誘導することにより、長手方向を伝搬中の電磁波が受ける伝搬損失は低くなる。更に、Ｅ場の密度を水膜の上の空気中に拡張することも望ましい。空気中のＥ場の密度が高いままであり、合計場強度の大半が、水及び絶縁体の領域に集中する代わりに空気中にある場合にも伝搬損失は低減する。例えば、グーボー波（又はＴＭ００波  −  図２１Ｋのブロック図２１３１を参照されたい）等の絶縁層に密に結合された電磁波のＥ場は、Ｅ場が水膜に垂直である（又は半径方向において位置合わせされる）にも関わらず、より高い伝搬損失を受け、その理由は、場強度のより多くが水の領域に集中するためである。
【０２６９】
したがって、空気領域（すなわち、水膜の上方）においてより高い割合の場強度を有する、水膜に対して垂直（又は概ね垂直）のＥ場を有する電磁波が受ける伝搬損失は、絶縁層若しくは水の層においてより多くの場強度を有する密に結合された電磁波又は伝搬方向において、より大きい損失を生み出す水膜の領域内にＥ場を有する電磁波よりも低い。
【０２７０】
図２１Ｈは、４０ＧＨｚにおいて動作するＴＭ０１電磁波の場合のＥ場を絶縁導体の長手方向図において示す。逆に、図２１Ｉ及び図２１Ｊは、電磁波の伝搬方向におけるＥ場（すなわち、図２１Ｉ及び図２１Ｊのページから飛び出る方向に向けられたＥ場）の場強度を示す図２１Ｈの絶縁導体の断面図２１１１及び２１２１をそれぞれ示す。図２１Ｉ及び図２１Ｊに示される電磁波は、それぞれ４５ＧＨｚ及び４０ＧＨｚにおけるＴＭ０１波動モードを有する。図２１Ｉは、電磁波の伝搬方向におけるＥ場の強度が、絶縁体の外面と水膜の外面との間の領域（すなわち、水膜の領域）において高いことを示す。高強度は明るい色（明るい色ほど、ページから飛び出る方向に向けられたＥ場の強度は高い）で示されている。図２１Ｉは、水膜の領域内に長手方向に偏極した高密度のＥ場があることを示し、これは、水膜中に高い電流を生じさせ、したがって高い伝搬損失を生じさせる。したがって、特定の状況下において、４５ＧＨｚ（ＴＭ０１波動モードを有する）における電磁波は、絶縁導体の外面上に配置される雨水又は他の障害物の軽減にあまり適さない。
【０２７１】
逆に、図２１Ｊは、電磁波の伝搬方向におけるＥ場の強度が水膜の領域においてより弱いことを示す。強度がより弱いことは、水膜の領域におけるより濃い色で示されている。より低い強度は、Ｅ場が、水膜に大方垂直又は半径方向において偏極されたことの結果である。半径方向において位置合わせされたＥ場はまた、図２１Ｈに示されるように、空気領域に高密度で存在する。したがって、４０ＧＨｚ（ＴＭ０１波動モードを有する）における電磁波は、同じ波動モードを有する４５ＧＨｚ波よりも低い電流を水膜中に誘導するＥ場を生成する。したがって、図２１Ｊの電磁波は、絶縁導体の外面上への水膜又は水滴の蓄積に起因する伝搬損失を低減するのにより適する特性を示す。
【０２７２】
伝送媒体の物理的特性は様々であり得、伝送媒体の外面への水又は他の障害物の影響は、非線形効果を生じさせることがあるため、ステップ２１８２の第１の反復において、図２１Ｈに示される空気中へのＥ場の偏極及びＥ場集中を達成するように全ての状況を精密にモデリングすることは常に可能であるわけではない。軽減プロセスの速度を上げるために、ネットワーク要素は、ステップ２１８６においてルックアップテーブルから、電磁波を調整する開始点を選択するように構成することができる。１つの実施形態において、ステップ２１７６において検出される物体のタイプ（例えば、雨水）との一致を探して、ルックアップテーブルのエントリを検索することができる。別の実施形態において、ネットワーク要素により受信された影響を受けた電磁波から導出されるスペクトルデータとの一致を探して、ルックアップテーブルを検索することができる。テーブルエントリは、図２１Ｈに示されるような同様のＥ場特性を達成する少なくとも粗い調整を達成するように電磁波を調整する特定のパラメータ（例えば、周波数、位相、振幅、波動モード等）を提供することができる。粗い調整は、図２１Ｈ及び図２１Ｊに関連して上述した望ましい伝搬特性を達成する解に収束する確率を改善するように機能することができる。
【０２７３】
ステップ２１８６において粗い調整が行われると、ネットワーク要素は、ステップ２１８４において、調整が信号品質を望ましいターゲットまで改善したか否かを判断することができる。ステップ２１８４は、ネットワーク要素間の連携交換により実施することができる。例えば、ステップ２１８６において、ネットワーク要素が、ルックアップテーブルから得られたパラメータに従って調整された電磁波を生成し、調整された電磁波を近傍のネットワーク要素に送信すると考える。ステップ２１８４において、ネットワーク要素は、調整された電磁波を受信した近傍のネットワーク要素からフィードバックを受信し、合意されたターゲット目標に従って受信波の品質を分析し、結果をネットワーク要素に提供することにより、調整が信号品質を改善したか否かを判断することができる。同様に、ネットワーク要素は、近傍のネットワーク要素から受信した、調整された電磁波をテストすることができ、分析の結果を含むフィードバックを近傍のネットワーク要素に提供することができる。特定の検索アルゴリズムが上述されたが、勾配検索、遺伝アルゴリズム、グローバル検索、又は他の最適化技法等の他の検索アルゴリズムも同様に利用することができる。したがって、ステップ２１８２、２１８６、及び２１８４は、ネットワーク要素及びその近傍のネットワーク要素により実行される調整及びテストプロセスを表す。
【０２７４】
これを念頭に置いて、ステップ２１８４において、ネットワーク要素（又はその近傍のネットワーク要素）が、信号品質が１つ又は複数の所望のパラメータターゲット（例えば、ＳＮＲ、ＢＥＲ、ＰＬＲ等を達成していないと判断する場合、ステップ２１８２において、増分的調整をネットワーク要素及びその近傍のネットワーク要素に対して開始することができる。ステップ２１８２において、ネットワーク要素（及び／又はその近傍のネットワーク要素）は、ターゲット目標が達成されるまで、電磁波の大きさ、位相、周波数、波動モード、及び／又は他の調整可能な特徴を増分的に調整するように構成することができる。これらの調整を実行するために、ネットワーク要素（及びその近傍のネットワーク要素）に、図１８Ｗの導波路システム１８６５’を構成することができる。ネットワーク要素（及びその近傍のネットワーク要素）は、２つ以上のＭＭＩＣ１８７０を利用して、電磁波の１つ又は複数の動作パラメータを増分的に調整して、特定の方向（例えば、水膜の領域において伝搬方向から離れる方向）に偏極したＥ場を達成することができる。２つ以上のＭＭＩＣ１８７０は、空気領域（障害物外部）に高密度を有するＥ場を達成する電磁波の１つ又は複数の動作パラメータを増分的に調整するように構成することもできる。
【０２７５】
反復プロセスは、ネットワーク要素間で連携されて、上流通信及び下流通信を改善する解に収束する時間を短縮する試行錯誤プロセスであり得る。連携プロセスの一環として、例えば、あるネットワーク要素は、電磁波の大きさを調整するが、波動モードを調整しないように構成することができ、一方、別のネットワーク要素は、波動モードを調整するが、大きさを調整しないように構成することができる。実験及び／又はシミュレーションに従って、サービスプロバイダにより、伝送媒体の外面への障害物を軽減するのに望ましい特性を電磁波において達成するような反復回数及び調整の組み合わせを確立し、ネットワーク要素にプログラムすることができる。
【０２７６】
ステップ２１８４において、上流及び下流の電磁波の信号品質が、１つ又は複数のパラメトリックターゲット（例えば、ＳＮＲ、ＢＥＲ、ＰＬＲ等）を達成する所望のレベルまで改善されたことがネットワーク要素により検出されると、ネットワーク要素は、ステップ２１８８に進み、調整された上流及び下流電磁波に従って通信を再開することができる。ステップ２１８８において通信が行われる間、ネットワーク要素は、元の電磁波に基づく上流及び下流テスト信号を送信して、そのような波の信号品質が改善したか否かを判断するように構成することができる。これらのテスト信号は、定期的な間隔で（例えば、３０秒毎に１回又は他の適する周期で）送信することができる。各ネットワーク要素は、例えば、受信したテスト信号のスペクトルデータを分析して、所望のスペクトルプロファイル及び／又は他のパラメトリックターゲット（例えば、ＳＮＲ、ＢＥＲ、ＰＬＲ等）を達成するか否かを判断することができる。信号品質が改善されなかったか、又は改善がごくわずかであった場合、ネットワーク要素は、ステップ２１８８において、調整された上流及び下流電磁波を利用して通信を続けるように構成することができる。
【０２７７】
しかし、信号品質が元の電磁波の利用に戻るのに十分改善した場合、ネットワーク要素は、ステップ２１９２に進み、元の電磁波を生成する設定（例えば、元の波動モード、元の大きさ、元の周波数、元の位相、元の空間方位等）を復元することができる。信号品質は、障害物を除去した（例えば、雨水の蒸発、落下した木の枝の現場の人員による除去等）結果として改善することができる。ステップ２１９４において、ネットワーク要素は、元の電磁波を利用して通信を開始し、上流及び下流テストを実行することができる。ステップ２１９６において、ステップ２１９４において実行されたテストから、元の電磁波の信号品質が満足のいくものであるとネットワーク要素により判断される場合、ネットワーク要素は、元の電磁波を用いて通信を再開し、上述したように、ステップ２１７２及び後続ステップに進むことができる。
【０２７８】
テストへの合否は、ステップ２１９６において、元の電磁波に関連するパラメトリックターゲット（例えば、ＢＥＲ、ＳＮＲ、ＰＬＲ等）に従ってテスト信号を分析することにより判断することができる。ステップ２１９４において実行されたテストが、ステップ２１９６において不合格と判断される場合、ネットワーク要素は、上述したようにステップ２１８２、２１８６、及び２１８４に進むことができる。上流及び下流電磁波への前の調整は、既に合格と判断されていることがあるため、ネットワーク要素は、前の調整された電磁波に用いられた設定を復元することができる。したがって、ステップ２１８２、２１８６、及び２１８４のいずれか１つの１回の反復がステップ２１８８に戻るのに十分であり得る。
【０２７９】
幾つかの実施形態において、例えば、元の電磁波を用いた場合のデータスループットが、調整された電磁波を用いた場合のデータスループットよりも良好な場合、元の電磁波の復元が望ましいことがあることに留意されたい。しかし、調整された電磁波のデータスループットが元の電磁波のデータスループットよりも良好であるか又はそれに実質的に近い場合、ネットワーク要素は、代わりにステップ２１８８から続くように構成することができる。
【０２８０】
図２１Ｈ及び図２１ＫはＴＭ０１波動モードを記載しているが、他の波動モード（例えば、ＨＥ波動、ＴＥ波動、ＴＥＭ波動等）又は波動モードの組み合わせが図２１Ｈに示される所望の効果を達成可能であることにも留意されたい。したがって、波動モードは、単独で又は１つ若しくは複数の他の波動モードと組み合わせて、図２１Ｈ及び図２１Ｊに関連して説明したように、伝搬損失を低減するＥ場特性を有する電磁波を生成することができる。したがって、そのような波動モードは、ネットワーク要素が生成するように構成することができる可能な波動モードとして意図される。
【０２８１】
方法２１７０は、ステップ２１８２又は２１８６において、遮断周波数を受けないことがある他の波動モードを生成するように構成し得ることに更に留意されたい。例えば、図２１Ｌは、本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波の電場の一例の非限定的な一実施形態のブロック図２１４１を示す。ＨＥモードを有する波は、電磁波の伝搬方向から離れる方を指す線形偏極Ｅ場を有し、障害物（例えば、図２１Ｈ〜図２１Ｊに示される水膜）の領域に垂直（又は概ね垂直）であり得る。ＨＥモードを有する波は、合計蓄積場強度のより多くが空中にあるように、絶縁導体の外面の実質的に外側に延びるＥ場を生成するように構成することができる。したがって、ＨＥモードを有する幾つかの電磁波は、障害物の領域に直交又は概ね直交するＥ場を有する大きい波動モードの特性を示すことができる。上述したように、そのような特性は伝搬損失を低減することができる。ＨＥモードを有する電磁波はまた、非ゼロ遮断周波数を有する他の波動モードと異なり、遮断周波数を有さない（すなわち、準ＤＣで動作することができる）独自の特性も有する。
【０２８２】
ここで、図２１Ｍを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波ｖｓグーボー波の電場特性の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図２１５１を示す。図２１５３は、絶縁導体のＨＥ１１モード波とグーボー波との間のエネルギー分布を示す。図２１５３のエネルギープロットは、グーボー波の生成に用いられる電力量がＨＥ１１波と同じである（すなわち、エネルギー曲線下面積が同じである）と仮定する。図２１５３の図において、グーボー波は、絶縁導体の外面を越えて延びる場合には電力の急降下を有し、一方、ＨＥ１１波は、絶縁層を越えて電力の実質的に低い降下を有する。したがって、グーボー波は、ＨＥ１１波よりも絶縁層近くで高いエネルギー密度を有する。図２１５５は、水膜が絶縁体の外面に存在する場合の同様のグーボー及びＨＥ１１エネルギー曲線を示す。図２１５３及び２１５５のエネルギー曲線の相違は、グーボー及びＨＥ１１エネルギー曲線の電力降下が、図２１５３の場合には絶縁体の外縁部で始まり、図２１５５の場合には水膜の外縁部で始まることである。しかし、エネルギー曲線図２１５３及び２１５５は同じ挙動を示す。すなわち、グーボー波の電場は絶縁層に密に結合され、水に露出された場合、絶縁層及び水膜外部により高い密度を有するＨＥ１１波の電場よりも大きい伝搬損失を生じさせる。これらの特性は、ＨＥ１１の図２１５７及びグーボー図２１５９にそれぞれ示される。
【０２８３】
ＨＥ１１波の動作周波数を調整することにより、ＨＥ１１波のＥ場は、絶縁体及び絶縁体の外部を囲む水層内の場と比較した場合、空気中のエリア中により大きい蓄積場強度を有する図２１Ｎのブロック図２１６１に示されるように、薄い水膜の実質的に上方に延びるように構成することができる。図２１Ｎは、半径１ｃｍ及び誘電率２．２５を有する絶縁半径１．５ｃｍを有する電線を示す。ＨＥ１１波の動作周波数が低減するにつれて、Ｅ場は外側に向かって延び、波動モードのサイズを拡大する。特定の動作周波数（例えば、３ＧＨｚ）において、波動モードの拡大は、絶縁電線の直径及び絶縁電線上に存在することができるいかなる障害物よりも実質的に大きいサイズであり得る。
【０２８４】
水膜に垂直なＥ場を有し、そのエネルギーの大半を水膜外部に配置することにより、伝送媒体が水又は他の障害物を受ける場合、ＨＥ１１波はグーボー波よりも低い伝搬損失を有する。グーボー波は望ましい半径方向Ｅ場を有するが、波は絶縁層に密に結合され、障害物の領域で高密度のＥ場を生じさせる。したがって、水膜等の障害物が絶縁導体の外面に存在する場合、グーボー波は依然として高い伝搬損失を受ける。
【０２８５】
ここで、図２２Ａ及び図２２Ｂを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波を送出する導波路システム２２００の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。導波路システム２２００は、プローブ２２０２を絶縁導体２２０８の外面に対して異なる位置又は方位に配置できるようにする摺動可能又は回転可能機構２２０４に結合されるプローブ２２０２を含み得る。機構２２０４は、プローブ２２０２による電磁波の送信を可能にする同軸フィード２２０６又は他の結合を含み得る。同軸フィード２２０６は、プローブ２２０２間の経路差が波長の１／２又は波長の何らかの奇数整数倍であるような機構２２０４上の位置に配置することができる。プローブ２２０２が逆位相の電磁信号を生成する場合、電磁波は、ハイブリッドモード（ＨＥ１１モード等）を有する絶縁導体２２０８の外面上に誘導することができる。
【０２８６】
機構２２０４は、プローブ２２０２を望ましい位置に移動させるモータ又は他のアクチュエータ（図示せず）に結合することもできる。１つの実施形態において、例えば、導波路システム２２００は、プローブ２２０２を異なる位置（例えば、左及び西）に回転させて（プローブ２２０２が回転可能であると仮定して）、図２３のブロック図２３００に示されるように水平に偏極したＨＥ１１モードを有する電磁波を生成するように、モータに指示するコントローラを含み得る。電磁波を絶縁導体２２０８の外面上に導波するために、導波路システム２２００は、図２２Ｂに示される先細り形ホーン２２１０を更に含み得る。先細り形ホーン２１１０は、絶縁導体２２０８と同軸上に位置合わせすることができる。先細り形ホーン２２１０の断面寸法を低減するために、追加の絶縁層（図示せず）を絶縁導体２２０８上に配置することができる。追加の絶縁層は、図１８Ｑ及び図１８Ｒに示される先細り形絶縁層１８７９と同様であり得る。追加の絶縁層は、先細り形ホーン２２１０から離れた方を指す先細り形端部を有することができる。先細り形絶縁層１８７９は、ＨＥ１１モードに従って送出される初期電磁波のサイズを低減することができる。電磁波が絶縁層の先細り形端部に向かって伝搬するにつれて、ＨＥ１１モードは、図２３に示されるような完全サイズに達するまで拡大する。他の実施形態において、導波路システム２２００は、先細り形絶縁層１８７９を用いる必要がないことがある。
【０２８７】
図２３は、ＨＥ１１モード波を雨水等の障害物を軽減するのに用い得ることを示す。例えば、図２３に示されるように、雨水により水膜が絶縁導体２２０８の外面を囲んでいると考える。更に、水滴が絶縁導体２２０８の下部に集まったと仮定する。図２３に示されるように、水膜は全ＨＥ１１波の小さい部分を占める。また、水平に偏極したＨＥ１１波を有することにより、水滴はＨＥ１１波の最も密度が低いエリアにあり、水滴により生じる損失を低減する。したがって、ＨＥ１１波は、グーボー波又は絶縁導体２２０８に密に結合され、したがって、水で占められるエリアにより大きいエネルギーを有するモードを有する波よりもはるかに低い伝搬損失を受ける。
【０２８８】
図２２Ａ及び図２２Ｂの導波路システム２２００が、ＨＥモードを有する電磁波を生成することが可能な本開示の他の導波路システムで置換可能であることが提案される。例えば、図１８Ｗの導波路システム１８６５’は、ＨＥモードを有する電磁波を生成するように構成することができる。一実施形態において、導波路システム１８６５’の２つ以上のＭＭＩＣ１８７０は、逆位相の電磁波を生成して、ＨＥモードに存在する等の偏極Ｅ場を生成するように構成することができる。別の実施形態において、異なる対のＭＭＩＣ１８７０を選択して、異なる空間位置（例えば、北及び南、西及び東、北西及び南東、北東及び南東、又は他の細分画組み合わせ）において偏極するＨＥ波を生成することができる。更に、図１８Ｎ〜図１８Ｗの導波路システムは、ＨＥモードを有する電磁波を、ＨＥモード波の伝搬に適するケーブル１８５０の１つ又は複数の実施形態のコア１８５２上に送出するように構成することができる。
【０２８９】
ＨＥ波は、伝送媒体上の障害物の軽減に望ましい特性を有することができるが、遮断周波数を有する特定の波動モード（例えば、ＴＥモード、ＴＭモード、ＴＥＭモード、又はそれらの組み合わせ）も十分に大きく、障害物領域に直交（又は概ね直交）する偏極Ｅ場を有する波を示し、障害物によって生じる伝搬損失の軽減への使用を可能にし得ることが提案される。方法２０７０は、例えば、ステップ２０８６において、ルックアップテーブルからそのような波動モードを生成するように構成することができる。例えば、障害物よりも大きく、障害物に垂直（又は概ね垂直）である偏極Ｅ場を有する波動モードを示す、遮断周波数を有する波動モードは、実験及び／又はシミュレーションにより決定することができる。低伝搬損失特性を有する遮断周波数を有する１つ又は複数の波を生成するパラメータ（例えば、大きさ、位相、周波数、波動モード、空間位置等）の組み合わせが決定されると、各波のパラメトリック結果は、導波路システムのメモリ内のルックアップテーブルに記憶することができる。同様に、伝搬損失を低減する特性を示す、遮断周波数を有する波動モードは、ステップ２０８２〜２０８４のプロセスにおいて上述された任意の検索アルゴリズムにより繰り返し生成することもできる。
【０２９０】
説明を簡単にするために、各プロセスは図２１Ｇにおいて一連のブロックとして示され説明されるが、特許請求される主題がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で及び／又は他のブロックと同時に行い得ることを理解及び認識されたい。更に、本明細書において説明される方法を実施するために、示されている全てのブロックが必要であるわけではない。
【０２９１】
ここで、図２４を参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、コンピューティング環境のブロック図が示されている。本明細書において説明される種々の実施形態に関して更なる状況を与えるために、図２４及び以下の検討は、本開示の実施形態の種々の実施形態を実施することができる適切なコンピューティング環境２４００の簡潔で全般的な説明を提供することを意図している。実施形態が１つ又は複数のコンピューター上で実行することができるコンピューター実行可能命令の一般的状況においてこれまで説明されてきたが、それらの実施形態を他のプログラムモジュールと組み合わせて、及び／又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとして実施し得ることが当業者に認識されよう。
【０２９２】
一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか、又は特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。更に、本発明の方法をそれぞれ１つ又は複数の関連するデバイスに動作可能に結合することができる、シングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、ミニコンピューター、メインフレームコンピューター及びパーソナルコンピューター、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、マイクロプロセッサに基づくか、若しくはプログラム可能な家庭用電化製品等を含む、他のコンピューターシステム構成と共に実施できることが当業者に理解されよう。
【０２９３】
本明細書において用いられるとき、処理回路は、プロセッサ並びに特定用途向け集積回路、デジタル論理回路、状態機械、プログラマブルゲートアレイ等の他の特定用途向け回路又は入力信号若しくはデータを処理し、それに応答して出力信号若しくはデータを生成する他の回路を含む。プロセッサの動作に関連して本明細書において説明されるいかなる機能及び特徴も、処理回路により同様に実行可能であることに留意されたい。
【０２９４】
「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語は、特許請求の範囲において用いられるとき、文脈によって他に明記される場合を除いて、明確にすることのみを目的としており、他の点では時間に関するいかなる順序も示さず、暗示もしない。例えば、「第１の判断」、「第２の判断」及び「第３の判断」は、第１の判断が第２の判断の前に行われることを示すものでも暗示するものでもなく、その逆も同様である。
【０２９５】
本明細書における実施形態の例示される実施形態は、特定のタスクが通信ネットワークを通してリンクされる遠隔処理デバイスによって実行される分散コンピューティング環境において実施することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールをローカルメモリ記憶デバイス及びリモートメモリ記憶デバイス内の両方に配置することができる。
【０２９６】
コンピューティングデバイスは、通常、種々の媒体を含み、それらの媒体はコンピューター可読記憶媒体及び／又は通信媒体を含むことができ、その２つの用語は、以下のように本明細書において互いに異なるように使用される。コンピューター可読記憶媒体は、コンピューターによってアクセスすることができる任意の入手可能な記憶媒体であり得、揮発性及び不揮発性媒体、リムーバブル及び非リムーバブル媒体の両方を含む。例であって限定はしないが、コンピューター可読記憶媒体は、コンピューター可読命令、プログラムモジュール、構造化データ又は非構造化データ等の情報を記憶するための任意の方法又は技術に関連して実現することができる。
【０２９７】
コンピューター可読記憶媒体は、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報を記憶するために用いることができる他の有形及び／又は非一時的媒体を含むことができる。この関連で、記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に適用されるような、本明細書における「有形」又は「非一時的」という用語は、修飾語として、一時的な伝搬信号自体のみを除外するものと理解されるべきであり、一時的な伝搬信号自体のみでない全ての標準的な記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に対する権利を放棄しない。
【０２９８】
コンピューター可読記憶媒体は、媒体によって記憶される情報に関する種々の動作のために、例えば、アクセス要求、問い合わせ又は他のデータ検索プロトコルを介して１つ又は複数のローカル若しくはリモートコンピューティングデバイスによってアクセスすることができる。
【０２９９】
通信媒体は、通常、被変調データ信号、例えば、搬送波又は他の搬送機構等のデータ信号において、コンピューター可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は他の構造化若しくは非構造化データを具現し、任意の情報送達又は搬送媒体を含む。「被変調データ信号」又は信号という用語は、１つ又は複数の信号内に情報を符号化するように設定又は変更される特性のうちの１つ又は複数を有する信号を指している。例であって限定はしないが、通信媒体は、有線ネットワーク又は直結される接続等の有線媒体、及び音響、ＲＦ、赤外線及び他のワイヤレス媒体等のワイヤレス媒体を含む。
【０３００】
図２４を再び参照すると、基地局（例えば、基地局デバイス１５０４、マクロセルサイト１５０２、若しくは基地局１６１４）若しくは中央オフィス（例えば、中央オフィス１５０１若しくは１６１１）の少なくとも一部を介して信号を送受信するか、又は基地局若しくは中央オフィスの少なくとも一部をなす環境例２４００である。環境例２４００の少なくとも一部は、送信デバイス１０１又は１０２に用いることもできる。環境例は、コンピューター２４０２を含むことができ、コンピューター２４０２は、処理ユニット２４０４、システムメモリ２４０６、及びシステムバス２４０８を含む。システムバス２４０８は、システムメモリ２４０６を含むが、これに限定されないシステムコンポーネントを処理ユニット２４０４に結合する。処理ユニット２４０４は、任意の種々の市販のプロセッサであり得る。デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサアーキテクチャも処理ユニット２４０４として利用することができる。
【０３０１】
システムバス２４０８は、種々の市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて、メモリバス（メモリコントローラーを含むか又は含まない）、周辺機器用バス及びローカルバスに更に相互接続することができる幾つかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。システムメモリ２４０６は、ＲＯＭ２４１０及びＲＡＭ２４１２を含む。ＲＯＭ、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ内に基本入出力システム（ＢＩＯＳ）を記憶することができ、ＢＩＯＳは、起動中等にコンピューター２４０２内の要素間で情報を転送することを促進する基本ルーチンを含む。ＲＡＭ２４１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭ等の高速ＲＡＭも含むことができる。
【０３０２】
コンピューター２４０２は、適切なシャーシ（図示せず）において外部で使用するように構成することもできる内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２４１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）と、磁気フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）２４１６（例えば、リムーバブルディスケット２４１８に対する読出し又は書込み用）と、光ディスクドライブ２４２０（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク２４２２の読出し、又はＤＶＤのような他の大容量光学媒体に対する読出し若しくは書込み用）とを更に含む。ハードディスクドライブ２４１４、磁気ディスクドライブ２４１６及び光ディスクドライブ２４２０は、それぞれハードディスクドライブインターフェース２４２４、磁気ディスクドライブインターフェース２４２６及び光ドライブインターフェース２４２８により、システムバス２４０８に接続することができる。外部ドライブを実現するためのインターフェース２４２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）及び米国電気技術者協会（ＩＥＥＥ）１３９４インターフェース技術のうちの少なくとも一方又は両方を含む。他の外部ドライブ接続技術も本明細書において説明される実施形態の考慮の範囲内にある。
【０３０３】
ドライブ及びその関連するコンピューター可読記憶媒体は、データ、データ構造、コンピューター実行可能命令等の不揮発性記憶を提供する。コンピューター２４０２の場合、ドライブ及び記憶媒体は、適切なデジタルフォーマットにおいて任意のデータの記憶に対応する。上記のコンピューター可読記憶媒体の説明はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、リムーバブル磁気ディスケット、及びＣＤ又はＤＶＤ等のリムーバブル光媒体を参照するが、ジップドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ等、コンピューターによって読出し可能である他のタイプの記憶媒体も例示的な動作環境において使用できること、更に任意のそのような記憶媒体が、本明細書において説明される方法を実行するためのコンピューター実行可能命令を含み得ることが当業者に理解されよう。
【０３０４】
ドライブ及びＲＡＭ２４１２内に、オペレーティングシステム２４３０、１つ又は複数のアプリケーションプログラム２４３２、他のプログラムモジュール２４３４及びプログラムデータ２４３６を含む複数のプログラムモジュールを記憶することができる。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール及び／又はデータの全て又は一部をＲＡＭ２４１２にキャッシュすることもできる。本明細書において説明されるシステム及び方法は、種々の市販のオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせを利用して実施することができる。処理ユニット２４０４によって実施することができるか、又は他に実行することができるアプリケーションプログラム２４３２の例は、送信デバイス１０１又は１０２によって実行されるダイバーシティ選択決定を含む。
【０３０５】
ユーザは、１つ又は複数の有線／ワイヤレス入力デバイス、例えば、キーボード２４３８及びマウス２４４０等のポインティングデバイスを通してコンピューター２４０２にコマンド及び情報を入力することができる。他の入力デバイス（図示せず）は、マイクロフォン、赤外線（ＩＲ）遠隔制御、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチスクリーン等を含むことができる。これらの入力デバイス及び他の入力デバイスは、多くの場合、システムバス２４０８に結合することができる入力デバイスインターフェース２４４２を通して処理ユニット２４０４に接続されるが、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＲインターフェース等の他のインターフェースによって接続することもできる。
【０３０６】
モニター２４４４又は他のタイプのディスプレイデバイスもビデオアダプター２４４６等のインターフェースを介してシステムバス２４０８に接続することができる。また、代替の実施形態において、モニター２４４４は、インターネット及びクラウドベースネットワーク経由を含む、任意の通信手段を経由してコンピューター２４０２に関連付けられる表示情報を受信するための任意のディスプレイデバイス（例えば、ディスプレイを有する別のコンピューター、スマートフォン、タブレットコンピューター等）であり得ることは理解されよう。モニター２４４４に加えて、コンピューターは、通常、スピーカー、プリンター等の他の周辺出力デバイス（図示せず）を含む。
【０３０７】
コンピューター２４０２は、リモートコンピューター２４４８等の１つ又は複数のリモートコンピューターとの有線及び／又はワイヤレス通信を介しての論理接続を用いてネットワーク化された環境において動作することができる。リモートコンピューター２４４８は、ワークステーション、サーバーコンピューター、ルーター、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューター、マイクロプロセッサ内蔵娯楽機器、ピアデバイス又は他の共通ネットワークノードであり得、通常、コンピューター２４０２に関して説明される要素の多く又は全てを含むが、簡潔にするために１つのメモリ／記憶デバイス２４５０のみが示される。図示される論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２４５２及び／又はより大きいネットワーク、例えば、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）２４５４への有線／ワイヤレス接続を含む。そのようなＬＡＮ及びＷＡＮネットワーク化環境はオフィス及び企業では一般的であり、その全てがグローバル通信ネットワーク、例えば、インターネットに接続することができるイントラネット等の企業規模のコンピューターネットワークを容易にする。
【０３０８】
ＬＡＮネットワーク化環境において用いられるとき、コンピューター２４０２は、有線及び／又はワイヤレス通信ネットワークインターフェース又はアダプタ２４５６を通して、ローカルネットワーク２４５２に接続することができる。アダプタ２４５６は、ＬＡＮ２４５２との有線又はワイヤレス通信を容易にすることができ、ＬＡＮは、そこに配置され、無線アダプタ２４５６と通信するためのワイヤレスＡＰも含むことができる。
【０３０９】
ＷＡＮネットワーク化環境において用いられるとき、コンピューター２４０２は、モデム２４５８を含むことができるか、ＷＡＮ２４５４上の通信サーバーに接続することができるか、又は例えばインターネットにより、ＷＡＮ２４５４を介して通信を確立するための他の手段を有する。モデム２４５８は、内部又は外部、及び有線又はワイヤレスデバイスであり得、入力デバイスインターフェース２４４２を介して、システムバス２４０８に接続することができる。ネットワーク化された環境では、コンピューター２４０２に関して図示されるプログラムモジュール又はその一部は、リモートメモリ／記憶デバイス２４５０に記憶することができる。図示されるネットワーク接続は例であり、コンピューター間に通信リンクを確立する他の手段を用い得ることは理解されよう。
【０３１０】
コンピューター２４０２は、ワイヤレス通信において動作可能に配置される任意のワイヤレスデバイス又はエンティティ、例えば、プリンター、スキャナー、デスクトップ及び／又はポータブルコンピューター、ポータブルデータアシスタント、通信衛星、ワイヤレスで検出可能なタグに関連付けられる機器又は場所（例えば、キオスク、ニューススタンド、化粧室）の任意の部分、及び電話と通信するように動作可能にすることができる。これは、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）及びＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ワイヤレス技術を含むことができる。このようにして、通信は、従来のネットワーク、又は単に少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信の場合のような規定された構造であり得る。
【０３１１】
Ｗｉ−Ｆｉにより、自宅の長椅子から、ホテルの部屋のベッドから、又は仕事中に会議室からワイヤレスでインターネットに接続できるようになる。Ｗｉ−Ｆｉは携帯電話において使用されるのに類似のワイヤレス技術であり、それにより、そのようなデバイス、例えば、コンピューターが基地局の範囲内の屋内外いずれの場所にもデータを送信及び受信できるようになる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、安全で、信頼性があり、高速のワイヤレス接続性を提供するために、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ、ａｇ等）と呼ばれる無線技術を使用する。Ｗｉ−Ｆｉネットワークを用いて、コンピューターを互いに、インターネットに、且つ有線ネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．３又はイーサネット（登録商標）を使用することができる）に接続することができる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、例えば、免許不要２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ無線帯域において動作するか、又は両方の帯域（デュアルバンド）を含む製品を用いて動作するため、ネットワークは、多くのオフィスにおいて使用される基本１０ＢａｓｅＴ有線イーサネットネットワークに類似の実世界性能を提供することができる。
【０３１２】
図２５は、本明細書において説明される開示される主題の１つ又は複数の態様を実施し、利用することができるモバイルネットワークプラットフォーム２５１０の例示的な実施形態２５００を提示する。１つ又は複数の実施形態において、モバイルネットワークプラットフォーム２５１０は、基地局（例えば、基地局デバイス１５０４、マクロセルサイト１５０２、若しくは基地局１６１４）、中央オフィス（例えば、中央オフィス１５０１若しくは１６１１）、又は開示される主題に関連付けられた送信デバイス１０１若しくは１０２により送受信される信号を生成し、受信することができる。一般に、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０は、パケット交換（ＰＳ）トラフィック（例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）、フレームリレー、非同期転送モード（ＡＴＭ））及び回線交換（ＣＳ）トラフィック（例えば、音声及びデータ）の両方、並びにネットワーク化されたワイヤレス電気通信のための制御生成を容易にするコンポーネント、例えば、ノード、ゲートウェイ、インターフェース、サーバー又は異種プラットフォームを含むことができる。非限定的な例として、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０は、電気通信キャリアネットワーク内に含めることが可能であり、本明細書の他の場所で論じられたように、キャリア側コンポーネントと見なすことができる。モバイルネットワークプラットフォーム２５１０は、電話網２５４０（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、又は公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ））、又はシグナリングシステム＃７（ＳＳ７）ネットワーク２５７０のような、レガシーネットワークから受信されるＣＳトラフィックとのインターフェースを有することができるＣＳゲートウェイノード２５２２を含む。回線交換ゲートウェイノード２５２２は、そのようなネットワークから生じるトラフィック（例えば、音声）を許可し、認証することができる。更に、ＣＳゲートウェイノード２５２２は、ＳＳ７ネットワーク２５７０を通して生成されるモビリティデータ又はローミングデータ、例えば、メモリ２５３０内に存在することができるビジターロケーションレジスタ（ＶＬＲ）に記憶されるモビリティデータにアクセスすることができる。更に、ＣＳゲートウェイノード２５２２は、ＣＳベーストラフィック及びシグナリング並びにＰＳゲートウェイノード２５１８とのインターフェースを有する。一例として、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワークにおいて、ＣＳゲートウェイノード２５２２は、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）において少なくとも部分的に実現することができる。ＣＳゲートウェイノード２５２２、ＰＳゲートウェイノード２５１８及びサービングノード２５１６の機能及び特定の動作は、電気通信のためにモバイルネットワークプラットフォーム２５１０によって利用される無線技術によって提供され、決定されることは理解されたい。
【０３１３】
ＣＳ交換トラフィック及びシグナリングを受信及び処理することに加えて、ＰＳゲートウェイノード２５１８は、サービングされるモバイルデバイスとのＰＳベースデータセッションを許可し、認証することができる。データセッションは、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）２５５０、企業ネットワーク２５７０及びサービスネットワーク２５８０のようなワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０の外部にあるネットワークと交換されるトラフィック又はコンテンツを含むことができ、それらはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）において具現することができ、ＰＳゲートウェイノード２５１８を通してモバイルネットワークプラットフォーム２５１０とインターフェース接続することもできる。ＷＡＮ２５５０及び企業ネットワーク２５６０は、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）のようなサービスネットワークを少なくとも部分的に具現できることに留意されたい。技術リソース２５１７において利用可能な無線技術レイヤに基づいて、パケット交換ゲートウェイノード２５１８は、データセッションが確立されるときにパケットデータプロトコルコンテキストを生成することができ、パケット化されたデータをルーティングするのを容易にする他のデータ構造も生成することができる。そのために、一態様において、ＰＳゲートウェイノード２５１８は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークのような異種ワイヤレスネットワークとのパケット化された通信を容易にすることができるトンネルインターフェース（例えば、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワーク（図示せず）におけるトンネル終端ゲートウェイ（ＴＴＧ））を含むことができる。
【０３１４】
実施形態２５００において、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０は、サービングノード２５１６も含み、サービングノードは、技術リソース２５１７内の利用可能な無線技術レイヤに基づいて、ＰＳゲートウェイノード２５１８を通して受信されたデータストリームの種々のパケット化されたフローを搬送する。主にＣＳ通信に依存する技術リソース２５１７の場合、サーバーノードが、ＰＳゲートウェイノード２５１８に依存することなく、トラフィックを送達できることに留意されたい。例えば、サーバーノードは、モバイル交換センターを少なくとも部分的に具現することができる。一例として、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワークにおいて、サービングノード２５１６は、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）において具現することができる。
【０３１５】
パケット化された通信を利用する無線技術の場合、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０内のサーバー２５１４が、複数の異種のパケット化されたデータストリーム又はフローを生成し、そのようなフローを管理する（例えば、スケジューリングする、待ち行列に入れる、フォーマットする．．．）ことができる多くのアプリケーションを実行することができる。そのようなアプリケーションは、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０によって提供される標準的なサービス（例えば、プロビジョニング、課金、顧客サポート．．．）に対するアドオン機構を含むことができる。データストリーム（例えば、音声通話又はデータセッションの一部であるコンテンツ）をデータセッションの許可／認証及び開始のためにＰＳゲートウェイノード２５１８に搬送することができ、その後、通信のためにサービングノード２５１６に搬送することができる。アプリケーションサーバーに加えて、サーバー２５１４は、ユーティリティサーバーを含むことができ、ユーティリティサーバーは、プロビジョニングサーバー、運用及びメンテナンスサーバー、認証局及びファイヤウォール並びに他のセキュリティ機構を少なくとも部分的に実現することができるセキュリティサーバー等を含むことができる。一態様において、セキュリティサーバーは、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０を通してサービングされる通信を保護し、ＣＳゲートウェイノード２５１２及びＰＳゲートウェイノード２５１８が規定することができる許可及び認証手順に加えて、ネットワークの運用及びデータインテグリティを確保する。更に、プロビジョニングサーバーが、異種サービスプロバイダによって運用されるネットワークのような外部ネットワークからのサービス、例えば、ＷＡＮ２５５０又はグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ネットワーク（図示せず）からのサービスをプロビジョニングすることができる。また、プロビジョニングサーバーは、更なるネットワークカバレッジを提供することによりワイヤレスサービスカバレッジを向上させる、図１に示す分散アンテナネットワーク等のワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０に関連付けられる（例えば、同じサービスプロバイダによって展開され、運用される）ネットワークを通して、カバレッジをプロビジョニングすることもできる。図７、図８及び図９に示されるようなリピーターデバイスも、ＵＥ２５７５による加入者サービス体感を向上させるためにネットワークカバレッジを改善する。
【０３１６】
サーバー２５１４は、マクロネットワークプラットフォーム２５１０の機能を少なくとも部分的に与えるように構成される１つ又は複数のプロセッサを含み得ることに留意されたい。そのために、１つ又は複数のプロセッサは、例えば、メモリ２５３０に記憶されたコード命令を実行することができる。サーバー２５１４は、上記で説明されたのと実質的に同様に動作する、コンテンツマネージャ２５１５を含み得ることは理解されたい。
【０３１７】
例示的な実施形態２５００において、メモリ２５３０は、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２５１０の運用に関連する情報を記憶することができる。他の運用情報は、ワイヤレスプラットフォームネットワーク２５１０を通してサービングされるモバイルデバイスのプロビジョニング情報、加入者データベース；アプリケーションインテリジェンス、プライシングスキーム、例えば、販売促進料、定額プログラム、クーポン配布キャンペーン；異種無線、又はワイヤレス、技術レイヤの運用のための電気通信プロトコルと一致する技術仕様等を含むことができる。また、メモリ２５３０は、電話網２５４０、ＷＡＮ２５５０、企業ネットワーク２５７０又はＳＳ７ネットワーク２５６０のうちの少なくとも１つからの情報を記憶することができる。一態様において、例えば、データストアコンポーネントの一部として、又は遠隔接続されるメモリストアとして、メモリ２５３０にアクセスすることができる。
【０３１８】
開示される主題の種々の態様に関する状況を提供するために、図２５及び以下の検討は、開示される主題の種々の態様を実現することができる適切な環境の簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。主題は、単数及び／又は複数のコンピューター上で実行されるコンピュータープログラムのコンピューター実行可能命令の一般的な状況においてこれまで説明されてきたが、開示される主題を他のプログラムモジュールとの組み合わせにおいて実現し得ることが当業者に認識されよう。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、及び／又は特定の抽象データ型を実現するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。
【０３１９】
図２６は、通信デバイス２６００の例示的な実施形態を示す。通信デバイス２６００は、本開示により参照される（例えば、図１５、図１６Ａ、及び図１６Ｂにおいて）モバイルデバイス及び建物内デバイス等のデバイスの例示的な実施形態として機能することができる。
【０３２０】
通信デバイス２６００は、有線及び／又は無線送受信機２６０２（本明細書では送受信機２６０２）、ユーザインターフェース（ＵＩ）２６０４、電源２６１４、ロケーション受信機２６１６、運動センサー２６１８、向きセンサー２６２０、及びその動作を管理するコントローラ２６０６を含むことができる。送受信機２６０２は、少数を挙げれば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＷｉＦｉ、ＤＥＣＴ、又はセルラー通信技術等の近距離又は長距離ワイヤレスアクセス技術をサポートすることができる（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）Ａｌｌｉａｎｃｅによりそれぞれ登録された商標である）。セルラー技術は、例えば、ＣＤＭＡ−１Ｘ、ＵＭＴＳ／ＨＳＤＰＡ、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ、ＴＤＭＡ／ＥＤＧＥ、ＥＶ／ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、ＳＤＲ、ＬＴＥ、及び開発される他の次世代ワイヤレス通信技術を含むことができる。送受信機２６０２は、回線交換有線アクセス技術（ＰＳＴＮ等）、パケット交換有線アクセス技術（ＴＣＰ／ＩＰ、ＶｏＩＰ等）、及びそれらの組み合わせをサポートするように構成することもできる。
【０３２１】
ＵＩ２６０４は、通信デバイス２６００の動作を操作するローラーボール、ジョイスティック、マウス、又はナビゲーションディスク等のナビゲーション機構を有する押下可能又はタッチセンシティブキーパッド２６０８を含むことができる。キーパッド２６０８は、通信デバイス２６００の筐体組立体の一体部分であってもよく、又は繋がれた有線インターフェース（ＵＳＢケーブル等）若しくは例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）をサポートするワイヤレスインターフェースによりそれに動作可能に結合される独立デバイスであってもよい。キーパッド２６０８は、電話で一般に用いられる数字キーパッド及び／又は英数字キーを有するＱＷＥＲＴＹキーパッドを表すことができる。ＵＩ２６０４は、モノクロ若しくはカラーＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）、又は通信デバイス２６００のエンドユーザに画像を伝達する他の適するディスプレイ技術等のディスプレイ２６１０を更に含むことができる。ディスプレイ２６１０がタッチセンシティブである一実施形態において、キーパッド２６０８の一部又は全ては、ナビゲーション機能を有するディスプレイ２６１０により提示することができる。
【０３２２】
ディスプレイ２６１０は、タッチスクリーン技術を用いてユーザ入力を検出するユーザインターフェースとして機能することもできる。タッチスクリーンディスプレイとして、通信デバイス２６００は、指のタッチでユーザにより選択することができるグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）要素を有するユーザインターフェースを提示するように構成することができる。タッチスクリーンディスプレイ２６１０は、ユーザの指がタッチスクリーンディスプレイの一部に配置された表面積の大きさを検出する容量性、抵抗性、又は他の形態の検知技術を備えることができる。この検知情報を用いて、ユーザインターフェースのＧＵＩ要素又は他の機能の操作を制御することができる。ディスプレイ２６１０は、通信デバイス２６００の筐体組立体の一体部分であってもよく、又は繋がれた有線インターフェース（ケーブル等）若しくはワイヤレスインターフェースによりそれに通信可能に結合される独立デバイスであってもよい。
【０３２３】
ＵＩ２６０４は、オーディオ技術を利用して、低音量オーディオ（人間の耳の近くで聞こえるオーディオ等）及び高音量オーディオ（ハンズフリー操作でのスピーカーフォン等）を伝達するオーディオシステム２６１２を含むこともできる。オーディオシステム２６１２は、エンドユーザの可聴信号を受信するマイクロフォンを更に含むことができる。オーディオシステム２６１２は、音声認識用途に用いることもできる。ＵＩ２６０４は、静止画像又は動画を捕捉する電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ等のイメージセンサー２６１３を更に含むことができる。
【０３２４】
電源２６１４は、交換式電池及び充電式電池、供給規制技法、及び／又は充電システム技術等の一般的な電力管理技法を利用して、通信デバイス２６００のコンポーネントにエネルギーを供給し、長距離又は近距離ポータブル通信を容易にすることができる。代替的に又は組み合わせにおいて、充電システムは、ＵＳＢポート等の物理的インターフェース又は他の適するテザリング技術を介して供給されるＤＣ電力等の外部電源を利用することができる。
【０３２５】
ロケーション受信機２６１６は、補助ＧＰＳ対応の全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等の位置特定技術を利用し、ＧＰＳ衛星の群により生成される信号に基づいて通信デバイス２６００のロケーションを識別することができ、ロケーションは、ナビゲーション等のロケーションサービスの促進に用いることができる。運動センサー２６１８は、加速度計、ジャイロスコープ、又は他の適する運動検知技術等の運動検知技術を利用して三次元空間内で通信デバイス２６００の運動を検出することができる。向きセンサー２６２０は、磁力計等の向き検知技術を利用して、通信デバイス２６００の向き（北、南、西、及び東、並びに度、分、若しくは他の適する向き尺度を組み合わせた向き）を検出することができる。
【０３２６】
通信デバイス２６００は、送受信機２６０２を用いて、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）及び／又は信号到着時間（ＴＯＡ）又は飛行時間（ＴＯＦ）測定の利用等の検知技法により、セルラー、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又は他のワイヤレスアクセスポイントへの近接性を特定することもできる。コントローラ２６０６は、フラッシュ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、又は他の記憶技術等の関連する記憶メモリと共に、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、及び／又はビデオプロセッサ等の計算技法を利用して、コンピューター命令を実行し、通信デバイス２６００の上記コンポーネントを制御し、通信デバイス２６００の上記コンポーネントにより供給されるデータを処理することができる。
【０３２７】
本開示の１つ又は複数の実施形態において、図２６に示されていない他のコンポーネントを用いることができる。例えば、通信デバイス２６００は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード又は汎用集積回路カード（ＵＩＣＣ）等の識別モジュールを追加又は削除するためのスロットを含むことができる。ＳＩＭ又はＵＩＣＣカードは、加入者サービスの識別、プログラムの実行、加入者データの記憶等に用いることができる。
【０３２８】
本明細書において、「ストア」、「ストレージ」、「データストア」、「データ記憶装置」、「データベース」という用語、並びにコンポーネントの動作及び機能に関連する任意の他の情報記憶コンポーネントは、「メモリコンポーネント」、「メモリ」において具現されるエンティティ又はメモリを含むコンポーネントを指している。本明細書において説明されるメモリコンポーネントは、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかであり得るか、又は揮発性及び不揮発性両方のメモリを含むことができ、例示であって限定はしないが、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ディスクストレージ及びメモリストレージを含み得ることは理解されよう。更に、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリにおいて不揮発性メモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとしての役割を果たすランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含めることができる。例示であって限定はしないが、ＲＡＭは、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、ＳｙｎｃｈｌｉｎｋＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）及びｄｉｒｅｃｔ  ＲａｍｂｕｓＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）等の多くの形態で入手することができる。更に、本明細書におけるシステム又は方法の開示されるメモリコンポーネントは、限定されないが、これら及び任意の他の適切なタイプのメモリを含むことを意図している。
【０３２９】
更に、開示される主題は、シングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、ミニコンピューティングデバイス、メインフレームコンピューター、並びにパーソナルコンピューター、ハンドヘルドコンピューティングデバイス（例えば、ＰＤＡ、電話、スマートフォン、腕時計、タブレットコンピューター、ネットブックコンピューター等）、マイクロプロセッサベース又はプログラマブル家電製品又は産業用電子機器等を含む他のコンピューターシステム構成で実践できることに留意されたい。例示される態様は、通信ネットワークを通してリンクされる遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境において実践することもできる。しかし、本開示の、全てではないが幾つかの態様は、スタンドアローンコンピューター上で実践することができる。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶装置及びリモートメモリ記憶装置の双方の中に位置することができる。
【０３３０】
本明細書において説明される実施形態の幾つかは、本明細書において説明される１つ又は複数の特徴を自動化するのを容易にするために人工知能（ＡＩ）を利用することもできる。例えば、任意選択的なトレーニングコントローラ２３０に人工知能を用いて、転送効率を最大化するように候補周波数、変調方式、ＭＩＭＯモード、及び／又は導波モードを評価し選択ことができる。複数の実施形態（例えば、既存の通信ネットワークに追加した後に最大の価値／利益を提供する取得セルサイトを自動的に識別することに関連する）は、種々の実施形態を実行するために、ＡＩに基づく種々の方式を利用することができる。更に、分類器を用いて、取得ネットワークの各セルサイトのランク付け又は優先順位を決定することができる。分類器は、入力属性ベクトルｘ＝（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，．．．，ｘｎ）を、入力が１つのクラスに属する信頼度にマッピングする関数であり、すなわち、ｆ（ｘ）＝信頼度（クラス）である。そのような分類は、ユーザが自動的に実施されることを望む動作を予測又は推論するために、（例えば、分析の有用性及びコストを計算に入れる）確率的解析及び／又は統計に基づく解析を利用することができる。サポートベクトルマシン（ＳＶＭ）は、利用できる分類器の一例である。ＳＶＭは、取り得る入力の空間内で超曲面を見つけることによって動作し、超曲面は非トリガーイベントからトリガー基準を分離しようとする。直観的には、これは、トレーニングデータに近いが、同一ではないデータをテストするために分類を正確にする。他の有向及び無向モデル分類手法は、例えば、ナイーブベイズ、ベイジアンネットワーク、決定木、ニューラルネットワーク、ファジー論理モデルを含み、独立した異なるパターンを提供する確率的分類モデルを利用することができる。本明細書において用いられるとき、分類は、優先順位のモデルを開発するために利用される統計的回帰も包含する。
【０３３１】
容易に理解されるように、実施形態のうちの１つ又は複数は、暗黙的にトレーニングされる（例えば、ＵＥ挙動を観察すること、運用者の好み、履歴情報、外部情報を受信することによる）だけでなく、明確にトレーニングされる（例えば、汎用トレーニングデータによる）分類器を利用することができる。例えば、ＳＶＭは、分類器コンストラクター及び特徴選択モジュール内の学習又はトレーニング段階を介して構成することができる。したがって、分類器を用いて、限定はしないが、所定の基準に従って、取得セルサイトのうちのいずれの取得セルサイトが最大数の加入者に利益を与えることになり、及び／又は取得セルサイトのうちのいずれの取得セルサイトが既存の通信ネットワークカバレッジに最小値を追加することになるか等を判断することを含む、複数の機能を自動的に学習し、実行することができる。
【０３３２】
本出願における幾つかの状況において使用されるように、幾つかの実施形態において、「コンポーネント」、「システム」等の用語は、コンピューター関連エンティティ、又は１つ若しくは複数の特定の機能を有する使用可能な装置に関連するエンティティを指すか、又は含むことを意図しており、そのエンティティは、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア又は実行中ソフトウェアのいずれかであり得る。一例として、コンポーネントは、限定はしないが、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、コンピューター実行可能命令、プログラム及び／又はコンピューターであり得る。例示であって限定はしないが、サーバー上で実行されるアプリケーション及びサーバーの両方をコンポーネントであり得る。１つ又は複数のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行のスレッド内に存在する場合があり、コンポーネントは、１つのコンピューター上に局在し、及び／又は２つ以上のコンピューター間に分散される場合がある。更に、これらのコンポーネントは、それに記憶された種々のデータ構造を有する種々のコンピューター可読媒体から実行することができる。コンポーネントは、例えば、１つ又は複数のデータパケット（ローカルシステム内、分散システム内の別のコンポーネントとインタラクトするコンポーネントからのデータ、及び／又はインターネット等のネットワークにわたって、信号を介して他のシステムとインタラクトするコンポーネントからのデータ）を有する信号に従って、ローカル及び／又はリモートプロセスを介して通信することができる。別の例として、コンポーネントは、プロセッサによって実行されるソフトウェア又はファームウェアアプリケーションによって運用される電気回路又は電子回路によって操作される機械部品によって提供される特定の機能を有する装置であり得、プロセッサはその装置の内部又は外部に存在することができ、ソフトウェア又はファームウェアアプリケーションの少なくとも一部を実行する。更に別の例として、コンポーネントは、機械部品を用いることなく、電子コンポーネントを通して特定の機能を提供する装置であり得、電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能を少なくとも部分的に与えるソフトウェア又はファームウェアを実行するために、その中にプロセッサを含むことができる。種々のコンポーネントが別々のコンポーネントとして例示されてきたが、例示的な実施形態から逸脱することなく、複数のコンポーネントを単一のコンポーネントとして実現できるか、単一のコンポーネントを複数のコンポーネントとして実現できることは理解されよう。
【０３３３】
更に、種々の実施形態は、開示される主題を実現するために、コンピューターを制御するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又は任意のその組み合わせを作製するための標準的なプログラミング及び／又はエンジニアリング技法を用いて、方法、装置又は製品として実現することができる。本明細書において使用されるとき、「製品」という用語は、任意のコンピューター可読デバイス、又はコンピューター可読記憶／通信媒体からアクセス可能なコンピュータープログラムを含むことを意図している。例えば、コンピューター可読記憶媒体は、限定はしないが、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード及びフラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）を含むことができる。当然のことながら、種々の実施形態の範囲又は趣旨から逸脱することなく、この構成に対する多くの変更形態がなされ得ることが当業者に認識されよう。
【０３３４】
更に、「例」及び「例示的」という言葉は、事例又は例示としての役割を果たすことを意味するために本明細書において使用される。本明細書において「例」又は「例示的」として説明されたいかなる実施形態又は設計も、必ずしも他の実施形態又は設計より好ましいか、又は有利であると解釈されるべきではない。むしろ、例又は例示的という言葉を使用することは、概念を具体的に提示することを意図している。本出願において使用されるとき、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく、包含的な「又は」を意味することを意図している。すなわち、別段の指示がない限り、又は文脈において明らかでない限り、「ＸがＡ又はＢを利用する」は、自然な包含的置換のいずれかを意味することを意図している。すなわち、ＸがＡを利用する、ＸがＢを利用する、又はＸがＡ及びＢの両方を利用する場合、上記の事例のうちのいずれのもとにおいても、「ＸがＡ又はＢを利用する」が満たされる。更に、本出願及び添付の特許請求の範囲において用いられる冠詞「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」は、一般に、別段の指示がない限り又は単数形を対象とすることが文脈から明らかでない限り、「１つ又は複数」を意味すると解釈されるべきである。
【０３３５】
更に、「ユーザ機器」、「移動局」、「モバイル加入者局」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、「モバイルデバイス」のような用語（及び／又は類似の専門用語を表す用語）は、データ、制御、音声、ビデオ、サウンド、ゲーム又は実質的に任意のデータストリーム若しくはシグナリングストリームを受信又は搬送するために、ワイヤレス通信サービスの加入者又はユーザによって利用されるワイヤレスデバイスを指すことができる。上記の用語は、本明細書において、及び関連する図面を参照しながら、交換可能に利用される。
【０３３６】
更に、「ユーザ」、「加入者」、「顧客」、「消費者」等の用語は、その用語間の特定の差異が文脈において正当化されない限り、全体を通して交換可能に利用される。そのような用語は、実在する人間、又はシミュレートされた視覚、音声認識等を提供することができる、人工知能（例えば、複雑な数学的な形式に少なくとも基づいて推論する能力）を通してサポートされる自動化されたコンポーネントを指し得ることは理解されたい。
【０３３７】
本明細書において用いられるとき、「プロセッサ」という用語は、限定はしないが、シングルコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するシングルプロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアマルチスレッド技術を用いるマルチコアプロセッサ、並列プラットフォーム、分散共有メモリを有する並列プラットフォームを含む、実質的に任意のコンピューティング処理ユニット又はデバイスを指すことができる。更に、プロセッサは、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又は本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを指すことができる。プロセッサは、ユーザ機器の空間利用を最適化するか、又は性能を向上させるために、限定はしないが、分子又は量子ドットに基づくトランジスタ、スイッチ及びゲート等のナノスケールアーキテクチャを利用することができる。また、プロセッサは、コンピューティング処理ユニットの組み合わせとして実現することもできる。
【０３３８】
本明細書において用いられるとき、「データ記憶装置」、データ記憶装置」、「データベース」、並びにコンポーネントの動作及び機能に関連する実質的に任意の他の情報記憶コンポーネントのような用語は、「メモリコンポーネント」、又は「メモリ」において具現されるエンティティ、又はメモリを含むコンポーネントを指している。本明細書において説明される、メモリコンポーネント又はコンピューター可読記憶媒体は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかであり得るか、又は揮発性及び不揮発性両方のメモリを含み得ることは理解されよう。
【０３３９】
これまでに説明されてきたことは、種々の実施形態の単なる例を含む。当然のことながら、これらの例を説明するために、コンポーネント又は方法の考えられるあらゆる組み合わせを説明することはできず、当業者は、本実施形態の多くの更なる組み合わせ及び置換形態が可能であることを認識することができる。したがって、本明細書において開示され、及び／又は特許請求される実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に入る全てのそのような改変形態、変更形態及び変形形態を含むことを意図している。更に、「包含する」という用語が詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかにおいて使用される限りにおいて、そのような用語は、「含む」という用語が特許請求の範囲において移行語として利用されるときに解釈されるのと同様に包括的であることを意図している。
【０３４０】
更に、流れ図が、「開始」及び／又は「継続」表示を含む場合がある。「開始」及び「継続」表示は、提示されたステップを、任意選択で、他のルーチンに組み込むことができるか、又は他に他のルーチンと共に使用できることを表す。この関連において、「開始」は、提示される最初のステップの先頭を示し、具体的に図示されない他の活動が先行する場合がある。更に、「継続」表示は、提示されたステップが複数回実行される場合があり、及び／又は具体的に図示されない活動によって引き継がれる場合があることを表す。更に、流れ図がステップの特定の順序を示すが、因果関係の原則が維持される場合、他の順序も同様に可能である。
【０３４１】
また、本明細書において使用される場合があるとき、「〜に動作可能に結合される」、「〜に結合される」、及び／又は「結合する」という用語は、アイテム間の直接の結合、及び／又は１つ又は複数の介在するアイテムを介してのアイテム間の間接的な結合を含む。そのようなアイテム及び介在するアイテムは、限定はしないが、接合部、通信パス、構成要素、回路要素、回路、機能ブロック及び／又はデバイスを含む。間接的な結合の一例として、第１のアイテムから第２のアイテムに搬送されるデータは、１つ又は複数の介在するアイテムにより、信号内の情報の形態、性質又はフォーマットを変更することによって変更される場合があるが、それにもかかわらず、信号内の１つ又は複数の情報要素は、第２のアイテムが認識することができるように搬送される。間接的な結合の更なる例において、１つ又は複数の介在するアイテム内の作用及び／又は反応の結果として、第１のアイテムにおける作用が第２のアイテムにおける反応を引き起こす可能性がある。
【０３４２】
特定の実施形態が本明細書において示され説明されたが、同じ又は同様の目的を達成する任意の構成が、本開示により説明又は示される実施形態に取って代わり得ることを理解されたい。本開示は、種々の実施形態のあらゆる適合形態又は変形形態の包含を意図する。上記実施形態の組み合わせ及び本明細書において特に説明されない他の実施形態が本開示において使用可能である。例えば、１つ又は複数の実施形態からの１つ又は複数の特徴は、１つ又は複数の他の実施形態の１つ又は複数の特徴と組み合わせることができる。１つ又は複数の実施形態において肯定的に記載される特徴は、別の構造的特徴及び／又は機能的特徴での置換の有無にかかわらず、実施形態において否定的に記載され、実施形態から除外されることもある。本開示の実施形態に関して説明されたステップ又は機能は、任意の順序で実行することができる。本開示の実施形態に関して説明されたステップ又は機能は、単独で実行されてもよく又は本開示の他のステップ若しくは機能と組み合わせて実行されてもよく、また本開示に説明されなかった他の実施形態若しくは他のステップから実行してもよい。更に、一実施形態に関して説明された特徴の全てよりも多数又は少数を利用することもできる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
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【図１８Ｇ】
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【図１８Ｈ】
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【図１８Ｉ】
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【図１８Ｊ】
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【図１８Ｋ】
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【図１８Ｌ】
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【図１８Ｍ】
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【図１８Ｎ】
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【図１８Ｏ】
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【図１８Ｐ】
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【図１８Ｑ】
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【図１８Ｒ】
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【図１８Ｓ】
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【図１８Ｔ】
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【図１８Ｕ】
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【図１８Ｖ】
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【図１８Ｗ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図１９Ｇ】
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【図１９Ｈ】
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【図１９Ｉ】
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【図１９Ｊ】
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【図１９Ｋ】
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【図１９Ｌ】
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【図１９Ｍ】
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【図１９Ｎ】
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【図１９Ｏ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
0006773780.tif 000063
【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２１Ｇ】
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【図２１Ｈ】
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【図２１Ｉ】
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【図２１Ｊ】
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【図２１Ｋ】
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【図２１Ｌ】
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【図２１Ｍ】
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【図２１Ｎ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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