(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナであって：
プレートと；
該プレートに取り付けられており、複数のスティックを含む開口組立体と；
を有し、
各前記スティックが、スペーサーと、該スペーサーから分離して形成されておりサーキュレーターを配置させたキャリアと、凹部を画成するベースとを有し、
前記凹部と交互配置されている複数のボスが前記ベースから突出しており、前記ボスの位置において前記スペーサーを前記ベースに締結するようにファスナーが配置されており、
前記スペーサーと前記ベースとの間にキャリアが介在されており、
前記サーキュレーターが前記凹部に整合しており、
さらに、
前記プレート及び前記ベースを貫通し、前記サーキュレーターに電気的に結合するための導電素子；
を有し、
隣接するスティックが前記プレートから前方に延びるスロットを画成しており、前記スロットが対応するサーキュレーターの場所でノッチを付けられており、前記対応するサーキュレーターから前方方向に丸みが付けられている、
アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載されたアンテナであって、前記対応するサーキュレーターが前記スロット内へと延びている、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載されたアンテナであって、前記スペーサーが第１のスルーホールの配列を画成しており、前記キャリアが前記サーキュレーターと交互配置されている第２のスルーホールの配列を画成しており、前記ボスが前記第１及び第２のスルーホールに整合している、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項４】
請求項３に記載されたアンテナであって、前記第２のスルーホールが、寸法が異なり互いに交互配置されている第１及び第２の寸法のスルーホールを有する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
請求項３に記載されたアンテナであって、前記ボスがそれぞれ、前記第２のスルーホールを貫通して前記第１のスルーホール及び前記スペーサーへと延びて配置されているリムを有し、前記スペーサーが、前記第１のスルーホール内にそれぞれ配置され前記リムに当接するストッパーを有する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項６】
請求項１に記載されたアンテナであって、前記キャリアに４個の前記サーキュレーターが配置されている、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項７】
請求項６に記載されたアンテナであって、各前記サーキュレーターが、実質的に長方形形状を有し、隣接するサーキュレーターに関して磁気的に鏡像関係にある、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項８】
請求項１に記載されたアンテナであって、
前記キャリアが：
対向する平坦表面を有する本体と；
前記対向する平坦表面の間に延在する、対向する曲面側壁と；を有する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項９】
請求項１に記載されたアンテナであって、
前記スロットが：
前記プレートと前記対応するサーキュレーターとの間にある、まっすぐで比較的に狭いアフト部分と；
前記対応するサーキュレーターから前方に延びており、丸められた部分と、
前記丸められた部分の端から前方に延びている、まっすぐで比較的に広い前方部分と；を有する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項１０】
請求項１に記載されたアンテナであって、各前記スティックが、各前記サーキュレーターに関連した複数対の導電素子を有する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項１１】
アンテナの放射器開口組立体の放射器スティックであって：
スペーサーと；
該スペーサーから分離して形成されておりサーキュレーターを配置させたキャリアと；
凹部を画成するベースであり、該凹部と交互配置されているボスが当該ベースから突出しているベースと；
前記スペーサーを前記ボスの位置で前記ベースに締結するように配置されているファスナーと；
を有し、
前記キャリアが前記スペーサーと前記ベースとの間に介在されており、前記サーキュレーターが前記凹部と整合している、
放射器スティック。
【請求項１２】
請求項１１に記載された放射器スティックであって、
前記キャリアに４個の前記サーキュレーターが配置されており、
各前記サーキュレーターが実質的に長方形形状であり、隣接するサーキュレーターに関して磁気的に鏡像関係にある、
ことを特徴とする放射器スティック。
【請求項１３】
請求項１１に記載された放射器スティックであって、
前記スペーサーが第１のスルーホールの配列を画成し、
前記キャリアが、前記サーキュレーターと交互配置されている第２のスルーホールの配列を画成し、
前記ボスが前記第１及び第２のスルーホールに整合している、
ことを特徴とする放射器スティック。
【請求項１４】
請求項１３に記載された放射器スティックであって、
前記ボスがそれぞれ、前記第２のスルーホールを貫通して前記第１のスルーホールへと延びるように配置されたリムを有し、
前記スペーサーが前記第１のスルーホール内で前記リムに当接するようにそれぞれ配置されたストッパーを有する、
ことを特徴とする放射器スティック。
【請求項１５】
請求項１１に記載された放射器スティックであって、
前記キャリアが：
対向する平坦表面を有する本体と；
前記対向する平坦表面の間に延在する、対向する曲面側壁と；を有する、
ことを特徴とする放射器スティック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書面にて開示される主題は、アクティブ電子走査アレイ（ＡＥＳＡ）アンテナに関し、より詳細には、ＡＥＳＡアンテナの放射器の長いスロット開口のためのコネクタ−スティックパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、国防省により認められた秘密の政府契約（契約番号は秘密）の下で政府援助を伴いなされたものである。政府は、本発明について一定の権利を有している。
【０００３】
アクティブ電子走査アレイ（ＡＥＳＡ）アンテナは、多重放射器を含むアンテナである。各放射器の相対的な振幅及び位相が制御されて、アンテナを物理的又は機械的に移動させる必要なく、送信又は受信ビームが電子的にスティアリング（steering）される。そのようなアンテナは、自由空間を伝搬する電磁波を送信或いは受信するための開口を含み、送信すべき信号を生成しかつ受信信号を処理する電子モジュールを有するバックエンド回路を含んでも良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第13/483,404号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの特徴に従って提供されるアンテナは、プレートと、該プレートに取り付けられる開口組立体を含む。開口組立体は複数のスティック（sticks）を含む。スティックは、スペーサーと、スペーサーとは別個に形成されサーキュレーターが位置されるキャリアと、凹部を画成するベースと、ファスナーとを含む。凹部と交互配置されているボスがベースから突出する。ファスナーは、ボス位置においてスペーサーをベースに締結するように位置される。キャリアは、スペーサーと、ベース及び凹部に整合したサーキュレーターとの間に挿入される。開口組立体はさらに、サーキュレーターに電気的結合するために、プレート及びベースを貫通して伸びている導電性素子を含む。隣接するスティックは、プレートから前方へ延びるスロットを画成する。スロットは対応するサーキュレーターのところでノッチ（notch）を付けられ、対応するサーキュレーターから前方方向に丸みが付けられている。
【０００６】
他の特徴に従って、アンテナの放射器開口組立体の放射器スティックが提供される。放射器スティックは、スペーサーと、該スペーサーから分離して形成されておりサーキュレーターを配置させたキャリアと、凹部を画成するベースとを有する。凹部と交互配置されている複数のボスがベースから突出しており、ボスの位置においてスペーサーをベースに締結するようにファスナーが配置されており、スペーサーとベースとの間にキャリアが介在されており、サーキュレーターが凹部に整合している。
【０００７】
さらに他の特徴に従って、アンテナの放射器開口組立体のサーキュレーターが提供される。サーキュレーターは実質的に長方形形状を有する基板と、該基板の表面上に配置された導電層と、該導電層上に配置された磁気素子とを含む。基板は、第１及び第２の対向する平行な長手方向端部と、該長手方向端部の間に延在し第１及び第２の対向する平行な側端部と有する。
【０００８】
これらの利点及び他の利点は、図面とともに以下の説明から明白である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本書面で開示した主題は、明細書の結論としての特許請求の範囲の中で特に示され、明瞭にクレームされている。前述及び他の特徴及び利点は、以下の添付図面とともに詳細な説明から明白である。
【図１】本実施形態に従ったアンテナ１０の分解斜視図である。
【図２】本実施形態に従った図１のアンテナの放射器スティック２０の分解斜視図である。
【図３】本実施形態に従った図１のアンテナの隣接する１対の放射器スティック２０及びプレート１４の側面断面図である。
【図４】本実施形態に従った図２の放射器スティック２０の放射器キャリア２２の後側斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な記述は、図面を参照した例示の方法で、効果及び特徴とともに本発明の実施形態を説明するものである。
【００１１】
新規な又は改造した放射器組立体が提供され、新規又は既存のアンテナアレイ応用又は比較的広範な格子配置を有する他の応用とともに用いることができる。改造放射器組立体として用いられるときは、放射器組立体は、古い放射器のための「差し込み（drop  in）」交換品として機能することができ、アンテナハードウェアへの修正を殆ど要求しない。アンテナ利得、無線周波（RF）極性及び走査特性が維持され或いは改良される。以下で議論するように、放射器組立体は、2012年5月30日に出願された米国特許出願第13/483,404号明細書に記述された放射器組立体の特徴と同様な数個の特徴を含む。この米国特許出願の全開示を参照として本明細書で援用する。
【００１２】
図１を参照すると、アクティブ電子走査アレイ（ＡＥＳＡ）アンテナ１０が設けられ、レードーム（radome）１２と、放射器開口組立体１３と、共同給電部（corporate  feed）又は電力分割器（power  divider）として機能するプレート１４と、冷壁（coldwall）１５と、送信／受信（T/R）モジュール１６と、マザーボード（motherboard）１７と、アフトカバー（aft  cover、図示せず）とを含む。レードーム１２は、アンテナ１０の前方端部を形成し、それにより電磁放射が送信されかつ／或いは受信される。アフトカバーがアンテナ１０のアフト端部を形成し、その中にT/Rモジュール１６及びマザーボード１７が位置されて、所定の電子機能を果たす。特に、マザーボード１７は、ＤＣ信号及び電力分配ネットワークを供給する。ネットワークによって、T/Rモジュール１６が制御されうる。放射器開口組立体１３、プレート１４及び冷壁１５は、アンテナ１０の前方端部とアフト端部との間に動作可能に配置されている。
【００１３】
図１に示されるように、アンテナ１０は全体として、長方形形状を有して良く、放射器開口組立体１３は同様な長方形形状を有して良い。このことは要求される分けではないが、アンテナ１０は様々な全体形状を有することができ、放射器開口組立体１３もまた同様な又は異なる形状を有することができる。
【００１４】
図２及び図３を参照すると、アンテナ１０が様々なステージで組み立てられる様子が示されている。図１に示す放射器開口組立体１３は、図２に１個が示されている放射器スティック２０を複数個並列に配列したもので構成される。組立のステージとしては、放射器開口組立体１３を構成する複数の放射器スティック２０が組み立てられる初期ステージと、放射器開口組立体１３がプレート１４に取り付けられる後段ステージとがある。本実施形態に従って、各放射器スティック２０は、放射器スペーサー２１、放射器キャリアストリップ２２及び放射器ベース２３を含む。放射器キャリアストリップ２２は、放射器スペーサー２１からは分離して形成され、後側に表面２２０を有する。後側表面２２０上に、サーキュレーター（circulators）２４が長手方向配列にて配置される。放射器ベース２３は、前方表面２３１と前方表面２３１の反対側のアフト表面２３２とを有する本体２３０を含む。前方表面２３１は、平面Ｐを画成する。放射器ベース２３はさらに、長手方向に配列された複数のボス（bosses）２３３を含む。各ボスは前方表面２３１から突出する一方、本体２３０は長手方向に配列した凹部２３４を画成するように形成される。各凹部は、平面Ｐから凹んでいる。凹部２３４は、ボス２３３と交互配置（interleave）されている。
【００１５】
各放射器スティック２０はさらに、ファスナー２５を含む。ファスナー２５は、初期ステージの際、各ボス２３３の対応する位置において、放射器スペーサー２１を放射器ベース２３に締結するように配置される。この締結は、放射器キャリアストリップ２２が放射器スペーサー２１と放射器ベース２３との間に介在するように、またサーキュレーター２４が対応する凹部２３４にそれぞれ整合するように、なされる。ファスナー２５は、例えば螺刻したネジとして供給される。後段ステージの際に、プレート１４及び放射器ベース２３を貫通して導電素子３０が配置され、対応するサーキュレーター２４にそれぞれ電気的に結合されることができる。実施形態に従って、導電素子３０の対を対応するサーキュレーター２４に関連するように配置することができる。導電素子３０の各対において、導電素子３０は、オフセットされても良く、ストレートでも、良くそれらの混在でも良い。
【００１６】
実施形態に従って、放射器スペーサー２１が第１のスルーホール２１０の長手方向の配列を画成するように形成され、放射器キャリアストリップ２２が第２のスルーホール２２１の長手方向の配列を画成するように形成される。第２のスルーホール２２１は、サーキュレーター２４と交互配置されている。ボス２３３が、第１のスルーホール２１０及び第２のスルーホール２２１のうち対応するものにそれぞれ整合している。さらなる実施形態に従って、第２のスルーホール２２１の長手方向配列は、第１の寸法のスルーホールと、第２の寸法のスルーホールとを含み得る。第２の寸法のスルーホールは、第１の寸法のスルーホールとは異なる（すなわち、それよりも大きい）。そのような場合において、ボス２３３は、大きい寸法の第２のスルーホール２２１と整合するように配置され得る。放射器ベース２３は、小さい寸法の第２のスルーホール２２１と整合するように配置されるスルーホールを画成するように形成される。
【００１７】
図２及び３に示されるように、ボス２３３はそれぞれリム２３５を含むうる。リム２３５は、中空で、本体２３０を貫通するスルーホールにつながる。リム２３５は、平面Ｐから前方に延び、大きい寸法の第２のスルーホール２２１を通り、第１のスルーホール２１０へと延びるように配置される。このようにして、放射器キャリア２２（及びサーキュレーター２４）は、放射器ベース２３に自己整合することができる。放射器スペーサー２１は、対応する第１のスルーホール２１０内部にそれぞれ配置されるのストッパー２１１を含む。ストッパー２１１は、リム２３５の前方端部に当接する。初期ステージの際に、各ファスナー２５は、対応する第１及び第２のスルーホール２１０、２２１を貫通し、少なくともリム２３５により画成された中空を通過する。次にファスナー２５を締結方向に回転することができ、ファスナー２５の頭部がストッパー２１１をリム２３５に向かって締結するように押圧し、放射器キャリア２２を放射器スペーサー２１のアフト端部と前方表面２３１との間に圧搾することができる。
【００１８】
図３に示されるように、後段ステージがいったん完了し、導電素子３０が対応するサーキュレーター２４にそれぞれ電気的に結合し、放射器開口組立体１３がプレート１４に取り付けられると、隣接する２個の放射器スティック２０の間に放射器スロット４０が画成される。放射器スロット又は溝４０は、図面から明らかなように、図１において水平方向に延びており、図２では図示されていないが放射器スティック２０の長手方向に沿ってその隣に存在することになる。長手方向に延びた放射器スティック２０及び放射器スロット４０の縦断面図が図３に示されている。この放射器スロット４０は、その断面において、プレート１４から前方に延び、対応するサーキュレーター２４の位置でノッチ（notch）が付けられている。サーキュレーター２４は、放射器キャリアストリップ２２の表面２２０の中央点から放射器スロット４０へと伸びている。放射器スロット４０は、対応するサーキュレーター２４の位置から反対方向に前方方向に丸くなっている。
【００１９】
実施形態に従って、放射器スペーサー２１が互いに実質的に平行で平坦な両側側壁２１２を有する。両側側壁２１２は、プレート１４に関して垂直に延びるように配置することができる。同様にして、放射器ベース２３は、互いに実質的に平行で平坦な両側側壁２３６を有する。両側側壁２３６は、プレート１４に関して垂直に延びるように配置することができる。放射器キャリア２２は本体２２２を含み、本体２２２は、アフトに面する第１の平坦表面（すなわち、表面２２０）と、表面２２０に対抗して前方に面する第２の平坦表面２２４と、両側曲面側壁２２５とを有する。側壁２２５は、表面２２０から第２の表面２２４へと曲面的に延びている。
【００２０】
上述の形状とともに、放射器スロット４０は、プレート１４と対応するサーキュレーター２４との間にあるまっすぐで比較的狭いアフト部分４１と、対応するサーキュレーター２４から前方に延びた丸み部分４２と、該丸み部分４２の末端から前方に延びたまっすぐで比較的広い前方部分４３とを有する。アフト部分４１は、放射器ベース２３の相補的な両側壁２３６の間に画成されている。前方部分４３は、放射器スペーサー２１の相補的な両側壁２１２の間に画成されている。丸み部分４２は、放射器キャリア２２の相補的な側壁２２５の間に画成されている。
【００２１】
図４を参照すると、サーキュレーター２４が、放射器スペーサー２１及び放射器キャリア２２を放射器ベース２３に締結するのに用いられる４個のファスナー２５とともに４個のサーキュレーターのグループをなして、放射器キャリア２２の後側表面２２０上に配置されることができる。本実施形態に従って、各サーキュレーター２４が、実質的に長方形形状を有することができ、表面２２０上に隣接するサーキュレーター２４に関して磁気的に鏡像関係にあっても良い。
【００２２】
各サーキュレーター２４は、基板２４０と、導電層２４１と、磁気素子２４２とを含む。導電層２４１は、基板２４０の表面に配置され、磁気素子２４２は、導電層２４１の上に配置される。磁気素子２４２は、Ｎ極又はＳ極のいずれかを有する永久磁石として供給されて良い。基板２４０は、実質的に長方形形状を有し、対向して互いに平行である第１及び第２の長手方向端部と、対向して互いに平行である第１及び第２の側端部とを含む。第１及び第２の側端部はそれぞれ、第１及び第２の長手方向端部の両端の間に延在している。
【００２３】
上述の形状とともに、放射器開口組立体１３は、従来の組立体を越えた、ある複数の利点を有する。これらの利点は、非制限的に以下のものを含む。リム２３５が大きい寸法の第２のスルーホール２２１を通って延びることにより、サーキュレーター２４が自己整合できる。大きいボンディングパッドや関連するワイヤボンドなしに許容誤差要求を満たすことができる。制限された個数のファスナー２５（例えばネジ）及び組立プロセスの単純化を伴うアレイレベルで、放射器スティック２０の組立及び取付を完了できる。追加的な利点として以下のものを含む。長い放射器スロット４０幾何形状を、分離した放射器スペーサー２１、放射器キャリア２２及び放射器ベース２３に作り込める。ボス２３３が放射器開口組立体１３の分解及び再組立を可能にして容易にし、部品コスト及び組立労働力を減少できる。ボス２３３と第２のスルーホール２２１の同心整合特徴によって、螺刻ファスナー２５の使用が可能になり、続いて構成要素間（すなわち、クロメイト処理された（chromated）アルミニウム導電材料とステンレススティール環状キャリアとの間）の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不整合が許容される。
【００２４】
制限された数の実施形態にのみ関連して本発明を説明してきたが、本発明はそのような開示した実施形態に限定されるわけではないことは、当業者に容易に理解できるものである。むしろ、本発明は、本明細書で記述していない多数の変形、変更、代替又は等価アレンジを組み込むために修正可能であり、それらは本発明の真意及び範囲に一致する。さらに、数種の実施形態を記述してきたけれども、上述の実施形態のいくらかのみを含む視点であることを理解すべきである。したがって、本発明は上述の説明によって限定はされず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0006305641.tif 000002
【図２】
0006305641.tif 000003
【図３】
0006305641.tif 000004
【図４】
0006305641.tif 000005