(57)【要約】  方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器と、反射方向抵抗性減衰器と、順方向補償コンデンサと、反射方向補償コンデンサとを備えている方向性カプラを開示する。カプラの順方向カプラ側アーム及び反射方向カプラ側アームは、カプラ伝送線路部から順方向エネルギのサンプルと、反射方向エネルギのサンプルを取得するように構成されている。順方向抵抗性減衰器及び反射方向抵抗性減衰器は、順方向エネルギのサンプル及び反射方向エネルギのサンプルを減衰するように構成されている。順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサは、減衰された順方向エネルギのサンプル及び減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信し、周波数補償された順方向エネルギのサンプル及び周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されている。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向性カプラであって、
前記方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器と、反射方向抵抗性減衰器と、順方向補償コンデンサと、反射方向補償コンデンサとを備えており、
前記カプラは、カプラ伝送線路部と、カップリング構造とからなり、
前記カップリング構造は、カップリング長さがＤ1であるカップルド・ラインを有しており、前記カップリング構造は、さらに前記カップルド・ラインの上流端に電気的に接続された順方向カプラ側アームと、前記カップルド・ラインの下流端に電気的に接続された反射方向カプラ側アームとを有しており、
前記カップルド・ラインは、前記カプラ伝送線路部と結合されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、順方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、前記反射向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、反射方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記順方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記順方向エネルギのサンプルを前記順方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを前記順方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記順方向補償コンデンサは、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、
前記反射方向カプラ側アームは、前記反射方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記反射方向補償コンデンサは、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されていることを特徴とする方向性カプラ。
【請求項２】
前記方向性カプラは、周波数補償されたショートライン双方向性カプラとして構成されている請求項１に記載の方向性カプラ。
【請求項３】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、λ／４よりも著しく短く、前記λは、前記方向性カプラの中心周波数の前記カップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である請求項１または２に記載の方向性カプラ。
【請求項４】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／３２からλ／６４の間である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項５】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／４２である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項６】
前記カップリング構造は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上のマイクロストリップである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項７】
前記カプラ伝送線路部は、マイクロストリップ伝送線路またはリジッド空気伝送線路からなる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項８】
前記順方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項９】
前記順方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１０】
前記順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１１】
前記順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１２】
前記順方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、前記第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１３】
前記順方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１４】
前記反射方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１５】
前記反射方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１６】
前記反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１７】
前記反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１８】
前記反射方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１９】
前記反射方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、前記第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである請求項１乃至１８いずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項２０】
前記順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなる請求項１乃至１９いずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項２１】
前記順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなる請求項１乃至２０いずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項２２】
前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサは、前記カップルド・ラインと前記カプラ伝送線路部の結合を減らすように構成されており、このことにより、前記方向性カプラの周波数応答を平坦化する請求項１乃至２１いずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項２３】
前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサは、さらに、電圧分割によって前記周波数補償された順方向エネルギのサンプルのレベル及び前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルのレベルを低減するように、及び、順方向二乗検波器及び反射方向二乗検波器によって検出されたインピーダンスを低減するように構成されている請求項１乃至２２いずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項２４】
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁し、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁することで、前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサが、前記カップリング構造の指向性を低下させないようになっている請求項１乃至２３いずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項２５】
無線周波数（ＲＦ）電力センサであって、
方向性カプラと電力測定回路とを備えており、
前記方向性カプラは、主伝送線路上のエネルギをサンプリングし、周波数補償された順方向エネルギのサンプルと周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを前記電力測定回路に供給するように構成されており、
前記周波数補償された順方向エネルギのサンプルは、前記主伝送線路上を順方向に進むエネルギのサンプルであり、前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルは、前記主伝送線路上を反射方向に進むエネルギのサンプルであり、
前記電力測定回路は、前記周波数補償された順方向エネルギのサンプル及び前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを受信して、前記主伝送線路上を進行する順方向エネルギを示す補正されたデジタル順方向電力と、前記主伝送線路上を進行する反射方向エネルギを示す補正されたデジタル反射方向電力を出力するように構成されており、
前記方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器と、反射方向抵抗性減衰器と、順方向補償コンデンサと、反射方向補償コンデンサとを備えており、
前記カプラは、カプラ伝送線路部と、カップリング構造とからなり、
前記カップリング構造は、カップリング長さがＤ1であるカップルド・ラインを有しており、前記カップリング構造は、さらに前記カップルド・ラインの上流端に電気的に接続された順方向カプラ側アームと、前記カップルド・ラインの下流端に電気的に接続された反射方向カプラ側アームとを有しており、
前記カップルド・ラインは、前記カプラ伝送線路部と結合されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、順方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、前記反射向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、反射方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記順方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記順方向エネルギのサンプルを前記順方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを前記順方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記順方向補償コンデンサは、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、
前記反射方向カプラ側アームは、前記反射方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記反射方向補償コンデンサは、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦ電力センサ。
【請求項２６】
前記方向性カプラは、周波数補償されたショートライン双方向性カプラとして構成されている請求項２５に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項２７】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、λ／４よりも著しく短く、前記λは、前記方向性カプラの中心周波数の前記カップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である請求項２５または２６に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項２８】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／３２からλ／６４の間である請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項２９】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／４２である請求項２５乃至２８のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３０】
前記カップリング構造は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上のマイクロストリップである請求項２５乃至２９のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３１】
前記カプラ伝送線路部は、マイクロストリップ伝送線路またはリジッド空気伝送線路からなる請求項２５乃至３０のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３２】
前記順方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている請求項２５乃至３１のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３３】
前記順方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている請求項２５乃至３２のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３４】
前記順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項２５乃至３３のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３５】
前記順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項２５乃至３４のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３６】
前記順方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、前記第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである請求項２５乃至３５のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３７】
前記順方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている請求項２５乃至３６のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３８】
前記反射方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている請求項２５乃至３７のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項３９】
前記反射方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている請求項２５乃至３８のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４０】
前記反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項２５乃至３９のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４１】
前記反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項２５乃至４０のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４２】
前記反射方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている請求項２５乃至４１のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４３】
前記反射方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、前記第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである請求項２５乃至４２いずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４４】
前記順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなる請求項２５乃至４３いずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４５】
前記順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなる請求項２５乃至４４いずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４６】
前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサは、前記カップルド・ラインと前記カプラ伝送線路部の結合を減らすように構成されており、このことにより、前記方向性カプラの周波数応答を平坦化する請求項２５乃至４５いずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４７】
前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサは、さらに、電圧分割によって前記周波数補償された順方向エネルギのサンプルのレベル及び前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルのレベルを低減するように、及び、順方向二乗検波器及び反射方向二乗検波器によって検出されたインピーダンスを低減するように構成されている請求項２５乃至４６いずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項４８】
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁し、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁することで、前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサが、前記カップリング構造の指向性を低下させないようになっている請求項２５乃至４７いずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願に対する相互参照］
本出願は、２０１５年４月２８日に出願され、マイクロストリップ・カプラを有するスルーライン方向性電力センサと題した米国仮出願第62/154,105号明細書の優先権を主張しており、本明細書にその全体が参考として組み込まれる。
［技術分野］
本発明は、無線周波数（ＲＦ）電力センサに関するものである。特に、マイクロストリップ・カプラ（microstrip coupler）を有するスルーライン方向性電力センサ（thru-line directional RF power sensor）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信業界には、多くのアプリケーションが存在し、伝送線路構造内に存在する電力を測定することが望まれている。これにより、ＲＦ電力センサの必要性が高まっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の１つの実施の形態では、方向性カプラを提供する。方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器（forward resistive attenuator）と、反射方向抵抗性減衰器（reflected resistive attenuator）と、順方向補償コンデンサ（forward compensation capacitor）と、反射方向補償コンデンサ（reflected compensation capacitor）とを備えている。カプラは、カプラ伝送線路部（coupler transmission line section）と、カップリング構造（coupling structure）とからなる。カップリング構造は、カップリング長さ（coupling length）がＤ1であるカップルド・ライン（coupled line）を有しており、カップリング構造は、さらにカップルド・ラインの上流端に電気的に接続された順方向カプラ側アーム（forward coupler side arm）と、カップルド・ラインの下流端に電気的に接続された反射方向カプラ側アーム（reflected coupler side arm）とを有している。
【０００４】
カップルド・ラインは、カプラ伝送線路部と結合されている。順方向カプラ側アームは、カップルド・ラインを使用してカプラ伝送線路部から、順方向エネルギのサンプル（sample of forward energy）を得るように構成されており、反射向カプラ側アームは、カップルド・ラインを使用してカプラ伝送線路部から、反射方向エネルギのサンプル（sample of reflected energy）を得るように構成されている。順方向カプラ側アームは、順方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、順方向エネルギのサンプルを順方向抵抗性減衰器に供給するように構成されている。順方向抵抗性減衰器は、順方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された順方向エネルギのサンプル（attenuated sample of forward energy）を生成するように構成されており、順方向抵抗性減衰器は、順方向補償コンデンサと電気的に接続され、減衰された順方向エネルギのサンプルを順方向補償コンデンサに供給するように構成されている。
【０００５】
順方向補償コンデンサは、減衰された順方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプル（frequency-compensated sample of forward energy）を生成するように構成されている。反射方向カプラ側アームは、反射方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、反射方向エネルギのサンプルを反射方向抵抗性減衰器に供給するように構成されている。反射方向抵抗性減衰器は、反射方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された反射方向エネルギのサンプル（attenuated sample of reflected energy）を生成するように構成されており、反射方向抵抗性減衰器は、反射方向補償コンデンサと電気的に接続され、減衰された反射方向エネルギのサンプルを反射方向補償コンデンサに供給するように構成されている。反射方向補償コンデンサは、減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプル（frequency-compensated sample of reflected energy）を生成するように構成されている。
【０００６】
本発明の他の側面では、方向性カプラは、周波数補償されたショートライン双方向性カプラとして構成されている。
【０００７】
本発明の他の側面では、カップルド・ラインのカップリング長さ（Ｄ1）は、λ／４よりも著しく短く、λは、方向性カプラの中心周波数のカップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である。
【０００８】
本発明の他の側面では、カップルド・ラインのカップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／３２からλ／６４の間である。
【０００９】
本発明の他の側面では、カップルド・ラインのカップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／４２である。
【００１０】
本発明の他の側面では、カップリング構造は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上のマイクロストリップである。
【００１１】
本発明の他の側面では、カプラ伝送線路部は、マイクロストリップ伝送線路またはリジッド空気伝送線路（rigid air transmission line）であってもよい。
【００１２】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、分路コンデンサ（shunt capacitor）として構成されている。
【００１３】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサ（feedthru shunt capacitor）として構成されている。
【００１４】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ（series capacitor）及び分路コンデンサを有する容量性分割器（capacitive divider）として構成されている。
【００１５】
本発明の他の側面では、方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００１６】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである。
【００１７】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている。
【００１８】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている。
【００１９】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている。
【００２０】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００２１】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００２２】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている。
【００２３】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである。
【００２４】
本発明の他の側面では、順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなり、反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなる。
【００２５】
本発明の他の側面では、順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器（lumped attenuator）からなり、反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなる。
【００２６】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサは、カップルド・ラインとカプラ伝送線路部の結合を減らすように構成されており、このことにより、方向性カプラの周波数応答を平坦化する（flattening）。
【００２７】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサは、さらに、電圧分割（voltage division）によって周波数補償された順方向エネルギのサンプルのレベル及び周波数補償された反射方向エネルギのサンプルのレベルを低減するように、及び、順方向二乗検波器（forward square-law detector）及び反射方向二乗検波器（reflected square-law detector）によって検出されたインピーダンスを低減するように構成されている。
【００２８】
本発明の他の側面では、順方向抵抗性減衰器は、順方向補償コンデンサとカップリング構造を絶縁し、反射方向抵抗性減衰器は、反射方向補償コンデンサとカップリング構造を絶縁することで、順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサが、カプラ構造の指向性を低下させないようになっている。
【００２９】
本発明のさらに他の態様では、無線周波数（ＲＦ）電力センサを提供する。ＲＦ電力センサは、方向性カプラと電力測定回路（power measurement circuit）とを備えている。方向性カプラは、主伝送線路上のエネルギをサンプリングし、周波数補償された順方向エネルギのサンプルと周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを電力測定回路に供給するように構成されている。周波数補償された順方向エネルギのサンプルは、主伝送線路上を順方向に進むエネルギのサンプルであり、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルは、主伝送線路上を反射方向に進むエネルギのサンプルである。電力測定回路は、周波数補償された順方向エネルギのサンプル及び周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを受信して、主伝送線路上を進行する順方向エネルギを示す補正されたデジタル順方向電力と、主伝送線路上を進行する反射方向エネルギを示す補正されたデジタル反射方向電力を出力するように構成されている。
【００３０】
方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器と、反射方向抵抗性減衰器と、順方向補償コンデンサと、反射方向補償コンデンサとを備えている。カプラは、カプラ伝送線路部と、カップリング構造とからなる。カップリング構造は、カップリング長さがＤ1であるカップルド・ラインを有しており、カップリング構造は、さらにカップルド・ラインの上流端に電気的に接続された順方向カプラ側アームと、カップルド・ラインの下流端に電気的に接続された反射方向カプラ側アームとを有している。カップルド・ラインは、カプラ伝送線路部と結合されている。順方向カプラ側アームは、カップルド・ラインを使用してカプラ伝送線路部から、順方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、反射向カプラ側アームは、カップルド・ラインを使用してカプラ伝送線路部から、反射方向エネルギのサンプルを得るように構成されている。
【００３１】
順方向カプラ側アームは、順方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、順方向エネルギのサンプルを順方向抵抗性減衰器に供給するように構成されている。順方向抵抗性減衰器は、順方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、順方向抵抗性減衰器は、順方向補償コンデンサと電気的に接続され、減衰された順方向エネルギのサンプルを順方向補償コンデンサに供給するように構成されている。
【００３２】
順方向補償コンデンサは、減衰された順方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されている。反射方向カプラ側アームは、反射方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、反射方向エネルギのサンプルを反射方向抵抗性減衰器に供給するように構成されている。反射方向抵抗性減衰器は、反射方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、反射方向抵抗性減衰器は、反射方向補償コンデンサと電気的に接続され、減衰された反射方向エネルギのサンプルを反射方向補償コンデンサに供給するように構成されている。反射方向補償コンデンサは、減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されている。
【００３３】
本発明の他の側面では、方向性カプラは、周波数補償されたショートライン双方向性カプラとして構成されている。
【００３４】
本発明の他の側面では、カップルド・ラインのカップリング長さ（Ｄ1）は、λ／４よりも著しく短く、λは、方向性カプラの中心周波数のカップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である。
【００３５】
本発明の他の側面では、カップルド・ラインのカップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／３２からλ／６４の間である。
【００３６】
本発明の他の側面では、カップルド・ラインのカップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／４２である。
【００３７】
本発明の他の側面では、カップリング構造は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上のマイクロストリップである。
【００３８】
本発明の他の側面では、カプラ伝送線路部は、マイクロストリップ伝送線路またはリジッド空気伝送線路であってもよい。
【００３９】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている。
【００４０】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている。
【００４１】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００４２】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００４３】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである。
【００４４】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている。
【００４５】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、分路コンデンサとして構成されている
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサとして構成されている。
【００４６】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００４７】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている。
【００４８】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、分路、分路フィードスルー、直列−分路、直列−分路フィードスルー、または、分路−直列−分路フィードスルーとして構成されている。
【００４９】
本発明の他の側面では、反射方向補償コンデンサは、第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及び第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されており、第２の分路コンデンサは、フィードスルー分路コンデンサである。
【００５０】
本発明の他の側面では、順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなり、反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器からなる。
【００５１】
本発明の他の側面では、順方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなり、反射方向抵抗性減衰器は、チップ型減衰器及び集中減衰器からなる。
【００５２】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサは、カップルド・ラインとカプラ伝送線路部の結合を減らすように構成されており、このことにより、方向性カプラの周波数応答を平坦化する。
【００５３】
本発明の他の側面では、順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサは、さらに、電圧分割によって周波数補償された順方向エネルギのサンプルのレベル及び周波数補償された反射方向エネルギのサンプルのレベルを低減するように、及び、順方向二乗検波器及び反射方向二乗検波器によって検出されたインピーダンスを低減するように構成されている。
【００５４】
本発明の他の側面では、順方向抵抗性減衰器は、順方向補償コンデンサとカップリング構造を絶縁し、反射方向抵抗性減衰器は、反射方向補償コンデンサとカップリング構造を絶縁することで、順方向補償コンデンサ及び反射方向補償コンデンサが、カプラ構造の指向性を低下させないようになっている。
【００５５】
本発明の利点は、例として示した以下の本発明の実施の形態の説明によって当業者には明らかとなるであろう。わかるように、本発明は、他の、そして、異なる実施の形態が可能であり、また、様々な観点から詳細を変更することが可能である。
【００５６】
本発明のこれらのまた他の特徴、および、これらの利点は、以下の添付の図面を参照して、例として、本発明の実施の形態として具体的に示してある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の例示的な実施の形態による、周波数補償されたショートライン双方向性カプラを有する無線周波数（ＲＦ）電力センサの等角図である。
【図２】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサ・キャリア本体の下部の俯瞰図である。
【図３】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサ・キャリア本体の上部の俯瞰図である。
【図４】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサのブロック図である。
【図５】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの伝送線路アセンブリの等角図である。
【図６】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの伝送線路アセンブリ及びカプラの俯瞰図である。
【図７】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサ・キャリア本体の上部を取り除いたＲＦ電力センサの俯瞰図である。
【図８】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの印刷回路基板の上面の俯瞰図である。
【図９】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの印刷回路基板の底面の俯瞰図である。
【図１０】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの周波数補償されたショートライン方向性カプラのブロック図である。
【図１１】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの印刷回路基板の周波数補償されたショートライン方向性カプラ部の俯瞰図である。
【図１２】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの印刷回路基板の周波数補償されたショートライン方向性カプラ部の俯瞰図である。
【図１３】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの電力測定回路のブロック図である。
【図１４】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサのマイクロコントローラののブロック図である。
【図１５】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサのメモリに記憶され、プロセッサによって実行される、順方向電力及び反射方向電力を計算するプログラムの図である。
【図１６Ａ】本発明の例示的な実施の形態による、カップリング・ラインのカップリング長さのカップリングと指向性を示すグラフである。
【図１６Ｂ】本発明の例示的な実施の形態による、カップリング・ラインのカップリング長さのカップリングと指向性を示すグラフである。
【図１６Ｃ】本発明の例示的な実施の形態による、カップリング・ラインのカップリング長さのカップリングと指向性を示すグラフである。
【図１７】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの順方向補償コンデンサの様々な概略図である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの反射方向補償コンデンサの様々な概略図である。
【図１９】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの使用方法を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の例示的な実施の形態による、ＲＦ電力センサの使用方法を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の例示的な実施の形態による、チャネル電力モニタのブロック図である。
【図２２】本発明の例示的な実施の形態によるＲＦ電力センサを有するＲＦ電力測定システムのブロック図である。
【図２３】本発明の例示的な実施の形態によるＲＦ電力センサを有するＲＦ電力測定システムを用いたＲＦ伝送システム内のコンバイナ損失を決定する方法を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の例示的な実施の形態によるＲＦ電力センサを有するＲＦ電力測定システムのチャネル電力メータのメモリに記憶され、プロセッサによって実行される、コンバイナでの損失を計算するためのプログラムのフローチャートである。
【図２５】本発明の例示的な実施の形態によるＲＦ電力センサを有するＲＦ電力測定システムを用いたＲＦ伝送システム内のＶＳＷＲを計算する方法を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の例示的な実施の形態によるＲＦ電力センサを有するＲＦ電力測定システムのチャネル電力メータのメモリに記憶され、プロセッサによって実行される、ＲＦ伝送システム内のＶＳＷＲを計算するためのプログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
全ての図は概略図であり、また、図は正確な縮尺率では示していない。これらの形状の相対的な寸法（dimensions）や比率（proportions）は、図を明確に示すため、また、便利のため、誇張または縮小して示されている。同じ符号は、通常、他の実施の形態の対応するまたは近似した特徴を参照するために用いられている。したがって、図及び明細書は、例示であり、これに限定されるものではない。
【００５９】
本明細書及び特許請求の範囲で使用されている近似を示す語（approximating language）は、数量が変化しても該当する基本的機能が変化しないものについては、その数量表現（quantitative representation）を修飾できるものとする。したがって、"約（about）"などの用語で修飾されている語は、指定された正確な値に限定されない。少なくともいくつかの例において、近似を示す語は、値を測定する機器の精度に対応したものである。範囲の限定は組み合わせたり、及び／または、相互に交換したりすることができ、かかる範囲は、文脈上、または、特に断らない限り、そこに含まれるあらゆる小範囲（sub range）を含むものとされる。実用例以外、または、他に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用する成分の量、反応条件などに関する全ての数または表現は、常に"約"の語で修飾されているものと了解されたい。
【００６０】
"任意の（optional）"または"場合により（optionally）"は、続いて記載されている事象（event）または状況（circumstance）が起こってもよいし起こらなくてもよく、または、続いて記載されている材料（material）が存在してもしなくてもよいことを意味し、またその記載は、その事象または状況が起こる、または、その材料が存在する場合と、その事象または状況が起こらないか、または、その材料が存在しない場合とを包含する。
【００６１】
本明細書で使用する場合、用語"含む（comprises）"、"含み（comprising）"、"包含する（includes）"、"包含し（including）"、"有する（has）"、"有し（having）"またはその他これらの変形語は、非排他的に使用されている。例えば、列挙されたエレメントを含むプロセス（process）、方法（method）、物品（article）または装置（apparatus）は、必ずしもそれらのエレメントのみに限定されることはなく、リストに明示されていないか、または、かかるプロセス、方法、物品または装置に固有の他のエレメントを含み得る。
【００６２】
単数形態である"a"、"an"及び"the"は、明らかに他の意味が示されない限り、複数の場合も含む。
【００６３】
本明細書で使用される"プロセッサ"（processor）は、信号を処理し、一般的な演算および算術機能（arithmetic functions）を実行する。プロセッサによって処理される信号は、デジタル信号、データ信号、コンピュータ命令、プロセッサ命令、メッセージ、ビット、ビット・ストリーム、または受信、送信、及び／または検出可能な他の手段を含むことができる。一般に、プロセッサは、複数のシングル及びマルチコアプロセッサ、及び、コプロセッサ、並びに、他の複数のシングル及びマルチコアプロセッサ、及び、コプロセッサアーキテクチャを含む、種々の様々なプロセッサとすることができる。プロセッサは、様々な機能を実行するための様々なモジュールを含むことができる。
【００６４】
本明細書で使用される"メモリ（memory）"は、揮発性メモリ（volatile memory）及び／または不揮発性メモリ（nonvolatile memory）を含むことができる。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能読み出し専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、およびＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）を含むことができる。揮発性メモリは、例えばＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブル・データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲＳＤＲＡＭ）、及び、ダイレクトＲＡＭバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）を含むことができる。メモリには、ディスクを含めることもできる。メモリは、コンピューティング・デバイスのリソースを制御または割り当てるオペレーティング・システムを格納することができる。メモリはまた、プロセッサによって使用されるデータを格納することもできる。
【００６５】
本明細書で使用される"ディスク（disk）"は、例えば、磁気ディスク・ドライブ、ソリッド・ステート・ディスク・ドライブ、フロッピー・ディスク・ドライブ、テープ・ドライブ、Ｚｉｐドライブ、フラッシュ・メモリ・カード、及び／またはメモリ・スティックであってもよい。さらに、ディスクは、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクト・ディスクＲＯＭ）、ＣＤ記録可能ドライブ（ＣＤ−Ｒドライブ）、ＣＤリライタブルドライブ（ＣＤ−ＲＷドライブ）、及び／またはデジタル・ビデオＲＯＭドライブ（ＤＶＤ ＲＯＭ）であってもよい。ディスクは、コンピューティング・デバイスのリソースを制御または割り当てるオペレーティング・システム及び／またはプログラムを格納することができる。
【００６６】
以下の詳細な説明のいくつかの部分は、アルゴリズム及びコンピュータメモリ内のデータ・ビット上の演算の記号表現に関して示してある。これらのアルゴリズム記述および表現は、データ処理分野の当業者が、その研究や仕事（work）内容を、他の当業者に最も効果的に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムは、ここでは、そして一般的に、所望の結果を導く自己整合的な一連のステップ（命令）であると考えられる。ステップは、物理量（physical quantities）の物理的操作（physical manipulations）を必要とするものである。必ずしも必要というわけではないが、通常、これらの量は、保存（stored）、転送（transferred）、結合（combined）、比較（compared）、その他の操作が可能な電気的、磁気的または光学的な、一時的でない（non-transitory）信号の形態をとる。これらの信号をビット（bits）、値（values）、要素（elements）、記号（symbols）、文字（charachters）、用語（terms）、数字（numbers）等と呼ぶことは、主に一般的な使用のために、時には都合がよい。さらに、一般性を失うことなく、モジュールまたはコード・デバイスとして、物理的操作、物理量の変換、または、物理量の表現を必要とするステップの特定の配置を参照することも時には便利である。
【００６７】
しかしながら、これらの用語および類似の用語はすべて、適切な物理量に関連するものであり、これらの量に適用される便宜的なラベルに過ぎない。特に断らない限り、以下の説明から明らかなように、本明細書において、"処理する（processing）"、"演算する（computing）"、"計算する（calculating）"、"決定する（determining）"、"表示する（displaying）"または"決定する（determining）"などの用語を利用する議論は、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタ（registers）または他の情報記録、送信、または、表示デバイス内の物理量（電子量）としてあらわされるデータを操作及び変換するコンピュータ・システムまたは類似の電子的なコンピューティング・デバイス（例えば、特殊なコンピューティング装置（specific computing machine））の動作及び処理に関するものである。
【００６８】
本明細書に記載される実施の形態の特定の態様は、アルゴリズムの形態で本明細書に記載された処理ステップおよび命令を含む。実施の形態の処理ステップおよび命令は、ソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアで実施することができ、ソフトウェアとして実施すると、様々なオペレーティングシステムによって使用される異なるプラットフォーム上に常駐するようにダウンロードされ、操作されることに留意されたい。実施の形態はまた、コンピューティング・システム上で実行することができるコンピュータ・プログラム製品であってもよい。
【００６９】
実施の形態は、本明細書に記載の動作を実行するための装置にも関する。この装置は、特殊なコンピュータのように、目的のために特別に構成されたものであってもよいし、コンピュータに格納されたコンピュータ・プログラムによって選択的に起動または再構成された汎用コンピュータを備えていてもよい。このようなコンピュータ・プログラムは、フロッピー・ディスク（floppy disks）、光学ディスク（optical disks）、ＣＤ−ＲＯＭｓ、磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭｓ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭｓ）、ＥＰＲＯＭｓ、ＥＥＰＲＯＭｓ、磁気または光学カード、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）等を含むが、これらに限定されない不揮発性のコンピュータ記録媒体（non-transitory computer readable storage medium）、または、電子的命令を記録するのに適し、それぞれコンピュータ・システム・バスに電気的に接続された任意のタイプの媒体に記録されていてもよい。さらに、本明細書で言及されるコンピュータは、単一のプロセッサを含むことができ、または演算能力の向上のために複数のプロセッサ設計を採用するアーキテクチャとすることができる。
【００７０】
本明細書に提示されるアルゴリズムおよびディスプレイは、本質的に、特定のコンピュータまたは他の装置に関連するものではない。様々な汎用システムもまた、本明細書の教示にしたがってプログラムと共に使用することができ、または、方法ステップを実行する、より特殊化した装置を構築することが好都合であることがわかる。様々なこれらのシステムの構造は、以下の説明から明らかになるであろう。さらに、実施の形態は、特定のプログラミング言語を参照して説明されていない。本明細書で説明される実施の形態の教示を実施するために、様々なプログラミング言語を使用することができ、以下の特定の言語への参照は、実施可能性および最良のモードの開示のために提供されることが理解される。
【００７１】
加えて、本明細書で使用される言語は、主として、読みやすさ及び教示目的のために選択されており、本発明の主題を描写（delineate）または制限（circumscribe）するために選択されていない可能性がある。したがって、実施形態の開示は、特許請求の範囲に記載された実施形態の範囲を例示するものであり、限定するものではない。
【００７２】
上述したように、無線通信業界には、伝送線路構造内に存在する電力を測定することを望む多くのアプリケーションがある。長年にわたって使用されてきた、この要求に対する多くのアプローチがあったが、高性能を維持しながら、これらの測定を低コストで実行する能力は常に課題であった。広帯域にわたり良好な指向性と平坦な周波数応答を達成するという課題のため、高性能方向性ＲＦ電力センサを低コストで設計することは困難である。これらの性能要件を満たすためには、非常に良好な方向性カプラが必要である。従来、最良の方向性カプラは同軸（coaxial）であり、製造コストが比較的高い、空気充填伝送線路（air-filled transmission lines）に基づいている。低コストの方向性カプラは、プレーナ技術（planar technologies）、すなわちストリップライン（stripline）及びマイクロストリップ（microstrip）を用いて実現することができるが、両方とも従来は性能および製造のトレードオフを有していた。例えば、ストリップラインは、マイクロストリップよりも製造するのが難しい（そのため、より高価である）。さらに、ストリップラインは、ボードの上部から内層に信号を送ることに課題がある（challenges）。ストリップライン構造は、誘電体（dielectric）と銅の適切に正確に積層された層で構成されているため、ストリップラインは実験室（lab）で試作するのが非常に困難である。
【００７３】
マイクロストリップは、その優れた製造性（manufacturability）及び表面実装部品（surface-mount components）との互換性のために、ＲＦ回路での使用に非常に普及している。マイクロストリップは、実験室で容易に試作することができ、設計の迅速な評価とテストが可能である。しかし、マイクロストリップは、いくつかの性能上の問題を抱えている。例えば、マイクロストリップは非均質媒体（non-homogeneous medium）であるため、マイクロストリップでは、evenモードとoddモードの位相速度が異なり、信号分散（signal dispersion）が生じる。この結果、マイクロストリップ・カプラの指向性が悪くなり、また、帯域幅が狭くなる。これらの問題のために、ＲＦ電力センサは、広い帯域幅にわたって、結合平坦性（coupling flatness）及び高い指向性が望まれるため、マイクロストリップ・カプラは、ＲＦ電力センサにあまり適さない。
【００７４】
設計者は、マイクロストリップ性能の問題をいくつかの手法で克服しようと試みた。異なるevenモード及びoddモードの位相速度を克服するための一般的な技術には、マイクロストリップ・カプラの端部に（集中（lumped）または印刷された）コンデンサを配置することが含まれる。この技法は、単一のλ／４カップリング部が使用される場合にはかなり良好に機能するが、帯域幅は一般に１オクターブ（octave）未満に制限される。帯域幅を増加させるために、いくつかの設計では、直列に配置された複数のλ／４カップリング部を有する。しかしながら、位相速度の補償は、これらの複数のセクションにわたって、はるかに困難になってしまう。
【００７５】
図１のＲＦ電力センサ１００は、マイクロストリップであり、ショートラインであり、周波数補償されており、及び、双方向である方向性カプラ３００に基づく、低コストのスルーライン方向性電力センサ設計により、これらのマイクロストリップ性能の問題を回避する。１つの例示的な実施の形態では、カップルド・ライン３１１のカップリング長さＤ1は、約λ／４２である。これは典型的なλ／４カプラよりもはるかに短く、異なるevenモード及びoddモードの位相速度の問題が劇的に減少し、得られる指向性が大幅に改善される。しかしながら、ショートライン・マイクロストリップ方向性カプラ３００とのトレードオフは、カップリングがもはや平坦ではなく、周波数が約２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの割合で増加することである。この問題を克服するために、順方向カプラ側アーム３１２及び反射方向カプラ側アーム３１４に、分路コンデンサを含む順方向補償コンデンサ３３０及び反射方向補償コンデンサ３３５を追加することで、カップリングを約２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ低減し、その結果として、平坦な応答が得られる。順方向カプラ側アーム３１２と順方向補償コンデンサ３３０との間に、順方向抵抗性減衰器３２０を挿入し、反射方向補償コンデンサ３３５と反射方向カプラ側アーム３１４との間に、反射方向抵抗性減衰器３２５を挿入することで、良好な指向性を維持するため、出力が良くマッチする（matched）。順方向補償コンデンサ３３０からの信号は、次に、電力測定のために、順方向二乗検波器４１０に供給され、反射方向補償コンデンサ３３５からの信号は、反射方向二乗検波器４１５に供給される。
【００７６】
開示されたショートライン・マイクロストリップ・カプラ３００は、λ／４マイクロストリップ・カプラに共通する問題を回避する。得られる指向性は約３０ｄＢに近いが、カップリングは約１００〜１０００ＭＨｚの間で約−４４ｄＢから約−２４ｄＢまで増加する。増加カップリング（increasing coupling）は、順方向補償コンデンサ３３０及び反射方向補償コンデンサ３３５の形態の分路コンデンサで補償されており、順方向抵抗性減衰器３２０及び反射方向抵抗性減衰器３２５の形態の減衰器によってカプラから絶縁されている。一実施の形態では、順方向補償コンデンサ３３０及び反射方向補償コンデンサ３３５の分路コンデンサは、約２９ｐＦとすることができ、減衰器は、約３０ｄｂ減衰器とすることができる。いくつかの実施の形態では、順方向補償コンデンサ３３０及び反射方向補償コンデンサ３３５は、容量性分割器の形態を取ることができる。容量性分割器は、直列の２２ｐＦコンデンサと、２２０ｐＦの分路フィードスルー・コンデンサを備えていてもよい。いくつかの実施の形態では、これによって、信号レベルをさらに低減させ、約１００ＭＨｚから約１０００ＭＨｚまで平坦である約−８３ｄＢの全体カップリングを達成することができる。容量性分割器はまた、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５への駆動インピーダンス（driving impedance）を約０．５オームに低減することができる。これは順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５からの最良の温度性能（temperature performance）を得るのに理想的である。フィードスルー・コンデンサによって金属製容器（metal can）内に二乗検波器をシールドすることができ、このことにより、主伝送線路６００とダイオード検波器（diode detectors）（順方向二乗検波器４１０及び反射方向二条検波器４１５）の間をより良好に絶縁することができる。
【００７７】
開示した方向性電力センサ１００の設計により、方向性電力センサで一般的な高価な機械加工された伝送線路部（machined transmission line section）を、低コストなマイクロストリップ・カプラ３０５で置き換えることができる。マイクロストリップ・カプラ３０５は、ＦＲ−４のような業界標準の基板上に加工されている（fabricated）。マイクロストリップ・カプラ３０５及び関連する回路をキャリア本体２００に組み込んで、スルーライン方向性電力センサを作成することができる。その結果、より高価な従来の設計と同様の性能を有する、より小型で安価な方向性電力センサが得られる。例示的な実施の形態では、ＲＦ電力センサ１００のフルスケール順方向電力ハンドリング（handling）は、順方向５００Ｗ及び反射方向５０Ｗである。
【００７８】
図１〜図９を参照すると、ＲＦ電力センサ１００は、周波数補償されたショートライン方向性カプラ３００、電力測定回路４００、プリント回路基板（ＰＣＢ）５００、及び、伝送線路アセンブリを含むキャリア本体２００を有する。例示的な一実施の形態では、キャリア本体２００は、プラスチック製で矩形状である。キャリア本体２００は、上部（upper portion）２１０、下部（lower portion）２２０、左側部（left side）２３０、右側部（right side）２３５、底部（bottom）２４０、頂部（top）２４５、表部（front）２４６、及び、裏部（back）２５５を有する。左側部２３０は、右側部２３５から離間し、対向して配置されている。表部２４６及び裏部２５５は、互いに対して離間し、対向して配置されており、左側部２３０、右側部２３５、頂部２４５、及び、底部２４０の間に広がっている。底面２４０及び頂部２４５は、互いに離間し、対向して配置され、表部２４６、裏部２５５、左側部２３０、右側部２３５の間に広がっている。
【００７９】
左側部２３０には、上流コネクタ開口部２３１が形成されており、ここを上流コネクタ２３２が通過する。右側部２３５には、下流側コネクタ開口部２３６が形成されており、ここを下流コネクタ２３７が通過する。上流コネクタ２３２は、主伝送線路６００の上流端６０１に電気的に接続可能である。下流コネクタ２３７は、主伝送線路６００の下流端６０２に電気的に接続可能である。底部２４０には、ポート開口部２４１及びリセット・スイッチ開口部２４２が形成されている。ポート開口部２４１からポート４４０にアクセスすることができ、リセット・スイッチ開口部２４１からリセット・スイッチ４４５にアクセスすることができ、ＬＥＤ開口部２４３からＬＥＤ４５０にアクセスすることができる。ポート４４０は、第１のポート４４１と第２のポート４４２とを含むことができる。例示的な実施の形態では、ポート４４０は、ＲＳ−４８５インターフェースであり、第１のポート４４１及び第２のポート４４２によって、複数のＲＦ電力センサ１００をデイジーチェーン接続することができる。
【００８０】
上部２１０は、上部前方空洞表面２１２を有する上部前方空洞２１１と、上部後方空洞表面２１６を有する上部後方空洞２１５とを有する。例示的な一実施の形態では、上部前方空洞表面２１２及び上部後部空洞表面２１６は、金属コーティングを有している。上部仕切り壁２１８は、上部前方空洞２１１を上部後方空洞２１５から分割する。上部仕切り壁２１８は、前部２４６と平行に、左側部２３０から右側部２３５まで延びている。上側仕切り壁２１８は、ベース２１９を有する。
【００８１】
下部２２０は、下部前方空洞表面２２２を有する下部前方空洞２２１と、下部後方空洞表面２２６を有する下部後方空洞２２５とを有する。例示的な一実施の形態では、下部前方空洞表面２２２及び下部後部空洞表面２２６は、金属コーティングを有している。下部仕切り壁２２８は、下部前方空洞２２１を下部後方空洞２２５から分割する。下部仕切り壁２２８は、前部２４６と平行に、左側部２３０から右側部２３５まで延びている。下側仕切り壁２２８は、ベース２２９を有する。
【００８２】
上部２１０の第１の側部２１３は、上部２１０と下部２２０が組み立てられてキャリア本体２００を形成するとき、下部２２０の第１の側部２２３と接触する。
【００８３】
伝送線路アセンブリ２５０は、上流コネクタ２３２、下流コネクタ２３７、カプラ伝送線路部２５１、及び、外部導体（outer conductor）２３８を含んでいる。上流コネクタ２３２及び下流コネクタ２３７は、外部導体２３８に取り付けられている。上流コネクタ２３２及び下流コネクタ２３７は、カプラ伝送線部２５１に電気的に接続されている。より具体的には、上流コネクタ２３２はカプラ伝送線路部２５１の上流部２５２に電気的に接続されており、下流コネクタ２３７はカプラ伝送線路部２５１の下流部２５３に電気的に接続されている。外部導体２３８は、ファスナを使用してＰＣＢ５００のカプラ部５０５に接続可能である。例示的な実施の形態では、カプラ伝送線路部２５１は、図６に示すようなマイクロストリップ伝送線路、または、図７に示すようなリジッド空気伝送線路であってもよい。例示的な実施の形態では、カプラ伝送線路部２５１のＲＦ電圧は、最大順方向電力で１５８Ｖｒｍｓであり、最大反射方向電力で５０Ｖｒｍｓであってもよい。
【００８４】
順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５は、漂遊エネルギ（stray energy）に対して非常に敏感である。したがって、後方空洞に入るカプラ伝送線路部２５１からのエネルギは、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５からの潜在的なエラー出力になる可能性がある。したがって、ＲＦ電力センサ１００のいくつかの実施の形態は、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５に移行するカプラ伝送線路部２５１からのエネルギ量を低減する手段を含む。
【００８５】
１つの例示的な実施の形態では、ＰＣＢ５００は、ＰＣＢ５００の上面（topside）５０１からＰＣＢ５００の底面（bottom side）５０２まで延びる（travels）ビア壁（via wall）３４０を含む。ビア壁３４０は、上部仕切り壁２１８及び下部仕切り壁２２８と共同して、上部後方空洞２１５及び下部後方空洞２２５によって形成された後部空洞からカプラ伝送線路部２５１を進むエネルギ量を最小にするように働く。
【００８６】
より具体的には、ビア壁３４０は、ＰＣＢ５００を通って進み、ＰＣＢ５００の上面５０１及びＰＣＢ５００の底面５０２上に銅トレース（copper trace）を有する。上面５０１上のビア壁３４０は、上部仕切り壁２１８のベース２１９と接触し、底面５０２上のビア壁３４０は、下部仕切り壁２１９のベース２２９と接触する。したがって、上部仕切り壁２１８及び下部仕切り壁２２８の両方が金属仕上げになっているため、ビア壁３４０、上部仕切り壁２１８及び下部仕切り壁２２８が、カプラ伝送線路部２５１と順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の間に金属バリアを形成する。ＰＣＢ５００は、任意の標準ＰＣＢ材料で作成されていてもよい。例えば、ＦＲ−４、または、ＲｏｇｅｒｓやＡｒｌｏｎによって提供されている高周波プリント回路基板材料である。
【００８７】
さらに、ＲＦ電力センサ１００のいくつかの例示的な実施の形態では、上部後方空洞表面２１６及び下部後方空洞表面２２６の金属コーティングも、ＲＦ電力センサ１００の周囲のエネルギが順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の動作を妨げることを防ぐ金属バリア（metallic barrier）を形成する。
【００８８】
ＲＦ電力センサ１００のいくつかの例示的な実施の形態では、周囲の回路及びトレースからのエネルギが順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の動作を妨げることを防ぐために、ＰＣＢ５００の上面５０１に接地面（ground plane）５３０を配置してもよい。いくつかの例示的な実施の形態では、ＰＣＢ５００の検出部５１０上に接地面５３０が存在し、ＰＣＢ５００のカプラ部５０５上には存在しない。
【００８９】
さらに、ＲＦ電力センサ１００のいくつかの例示的な実施の形態では、周囲の回路からのエネルギが順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の動作を妨げることを防ぐために、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の周りにシールド領域５２０が配置されている。図６に示した例示的な実施の形態では、シールド領域５２０は、順方向二乗検波器４１０の周囲に配置された順方向容器５２１及び反射方向二乗検波器４１５の周囲に配置された反射方向容器５２２の形態である。他の例示的な実施の形態では、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５は、同じ容器内に配置されている。
【００９０】
いくつかの例示的な実施の形態では、カプラ部５０５及び検出部５１０は別々のＰＣＢ５００上に配置され、他の実施の形態ではカプラ部５０５及び検出部５１０は同じＰＣＢ５００上に配置されている。さらに、カプラ部５０５及び検出部５１０は、ビア壁３４０によって分離されている。
【００９１】
図４及び図７乃至図１４及び図１０は、ブロック図であり、図１１及び図１２は、ＲＦ電力センサ１００の周波数補償ショートライン方向性カプラ３００を含むＰＣＢ５００の断面図である。方向性カプラ３００は、主伝送線路６００上のエネルギ（ＲＦ電圧）をサンプリングし、順方向に進む周波数補償された順方向エネルギのサンプル（順方向エネルギのサンプル）、及び、反射方向に進む周波数補償された反射方向エネルギのサンプル（反射方向エネルギのサンプル）を電力測定回路４００に供給する。電力測定回路４００は、方向性カプラ３００から、周波数補償された順方向エネルギのサンプル及び周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを受信して、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す出力、及び、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す出力を生成する。さらに具体的には、電力測定回路４００は、主伝送線路６００上を進行する順方向エネルギを示す補正されたデジタル順方向電力と、主伝送線路６００上を進行する反射方向エネルギを示す補正されたデジタル反射方向電力を出力する。
【００９２】
方向性カプラ３００は、カプラ３０５と、順方向抵抗性減衰器３２０と、反射方向抵抗性減衰器３２５と、順方向補償コンデンサ３３０と、反射方向補償コンデンサ３３５とを備えている。カプラ３０５は、順方向抵抗性減衰器３２０及び反射方向抵抗性減衰器３２５と電気的に接続されている。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向補償コンデンサ３３０と電気的に接続されている。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向補償コンデンサ３３５と電気的に接続されている。
【００９３】
カプラ３０５と、カップリング構造３１０と、順方向抵抗性減衰器３２０と、反射方向抵抗性減衰器３２５は、ビア壁３４０の上流側に配置されている。順方向補償コンデンサ３３０と、反射方向補償コンデンサ３３５は、ビア壁３４０の下流側に配置されている。順方向抵抗性減衰器３２０は、カップリング構造３１０と順方向補償コンデンサ３３０を絶縁している。順方向抵抗性減衰器３２０が、カップリング構造３１０と順方向補償コンデンサ３３０を絶縁しない場合、順方向補償コンデンサ３３０は、カップリング構造３１０の指向性を害する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、カップリング構造３１０と反射方向補償コンデンサ３３５を絶縁している。反射方向抵抗性減衰器３２５が、カップリング構造３１０と反射方向補償コンデンサ３３５を絶縁しない場合、反射方向補償コンデンサ３３５は、カップリング構造３１０の指向性を害する。
【００９４】
方向性カプラ３００は、上流コネクタ２３２及び下流コネクタ２３７を通じて、主伝送線路６００に電気的に接続可能である。方向性カプラ３００はまた、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５に電気的に接続されている。順方向補償コンデンサ３３０は、順方向二乗検波器４１０に電気的に接続されている。反射方向補償コンデンサ３３５は、反射方向二乗検波器４１５に電気的に接続されている。
【００９５】
カプラ３０５は、カプラ伝送線路部２５１及びカップリング構造３１０を有する。カプラ伝送線路部２５１は、カップリング構造３１０に電気的に接続可能である。カプラ伝送線路部２５１は、上流コネクタ２３２及び下流コネクタ２３７を通じて、主伝送線路６００に電気的に接続可能である。カプラ伝送線路部２５１が主伝送線路６００に電気的に接続されると、主伝送線路６００の上流端６０１と下流端６０２との間を流れるエネルギは、カプラ３０５のカプラ伝送線路部２５１を通過する。
【００９６】
カプラ伝送線路部２５１は、ＲＦ電力がカプラ伝送線路部２５１上に存在する場合、カップルド・ライン３１１を通じて、カップリング構造３１０と結合するように構成されている。カプラ３０５は、カップリング構造３１０を使用して、主伝送線路６００上のエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を取得し、順方向に進むエネルギのサンプルを順方向抵抗性減衰器３２０に、及び、反射方向に進むエネルギのサンプルを反射方向抵抗性減衰器３２５に供給するように構成されている。
【００９７】
カップリング構造３１０は、カップルド・ライン３１１と、順方向カプラ側アーム３１２と、反射方向カプラ側アーム３１４とを有する。カップルド・ライン３１１は、順方向カプラ側アーム３１２に電気的に接続されており、且つ、カップルド・ライン３１１は、反射方向カプラ側アーム３１２に電気的に接続されている。
【００９８】
より具体的には、カップルド・ライン３１１1は、上流端３１３及び下流端３１５を有している。順方向カプラ側アーム３１２の第１の端部３１２Ａは、上流端３１３に電気的に接続されており、順方向カプラ側アーム３１２の第２の端部３１２Ｂは、順方向抵抗性減衰器３２０に電気的に接続されている。反射方向カプラ側アーム３１４の第１の端部３１４Ａは、カップルド・ライン３１１の下流端３１５に電気的に接続されており、反射方向カプラ側アーム３１４の第２の端部３１４Ｂは、反射方向抵抗性減衰器３２５に電気的に接続されている。カップルド・ライン３１１の所与のカップリング長さＤ1のカップリング及び指向性のバランスは、図１６Ａ乃至図１６Ｃに示してある。例示的な実施の形態では、カップルド・ライン３１１の長さは、図１１及び図１２ではカップリング長さＤ1として表されており、λ／４未満である。別の例示的な実施の形態では、カップルド・ライン３１１のカップリング長さは、λ／４よりも著しく短い。さらなる例示的な実施の形態では、カップルド・ライン３１１のカップリング長さは、約λ／３２〜λ／６４の間であってもよい。他の例示的な実施の形態では、カップルド・ライン３１１のカップリング長さは、約λ／４２であってもよい。
【００９９】
λは、ＲＦ電力センサ１００の方向性カプラ３００の中心周波数のカップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である。例示的な実施の形態では、λは、方向性カプラ３００のカップルド・ライン３１１の５００ＭＨｚ近辺（１００〜１０００ＭＨｚの間の中間）の波長であってもよい。
【０１００】
さらに、カプラ伝送線路部２５１は、カップルド・ライン３１１と平行に延びている。カプラ伝送線路部２５１及びカップルド・ライン３１１は、距離Ｄ2離れている。例示的な実施の形態では、カプラ伝送線路部２５１とカップルド・ライン３１１との間の距離Ｄ2は、約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）から約０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）の間であってもよい。別の例示的な実施の形態では、カプラ伝送線路部２５１とカップルド・ライン３１１との間の距離Ｄ2は、約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）とすることができる。別の例示的な実施の形態では、カプラ伝送線路部２５１とカップルド・ライン３１１との間の距離Ｄ2は、evenモードとoddモードのインピーダンスがバランスをとれるように選択され、結果として、順方向カプラ側アーム３１２の反射波（reflected wave）が相殺され、反射方向カプラ側アーム３１４の進行波（forward wave）が相殺される。
【０１０１】
カップルド・ライン３１１は、カプラ伝送線路２５１と結合するように構成されており、ＲＦ電力がカプラ伝送線路２５１上に存在する場合、主伝送線路６００上のエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を得て、主伝送線路６００上を順方向に進むエネルギのサンプルを順方向カプラ側アーム３１２に供給し、且つ、主伝送線路６００上を反射方向に進むエネルギのサンプルを反射方向カプラ側アームに供給する。
【０１０２】
順方向カプラ側アーム３１２は、順方向抵抗性減衰器３２０と電気的に接続されている。順方向カプラ側アーム３１２は、順方向抵抗性減衰器３２０に、順方向に進むエネルギのサンプルを供給するように構成されている。したがって、順方向カプラ側アーム３１２は、カップルド・ライン３１１から順方向に主伝送線路６００上を進むエネルギのサンプルを受信して、主伝送線路６００上を順方向に進むエネルギのサンプル（順方向エネルギのサンプル）を順方向抵抗性減衰器３２０に供給する。１つの例示的な実施の形態では、主伝送線路を順方向に進むエネルギのサンプルは、最大フルスケール電力において、電圧は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、１Ｖｒｍｓから１０Ｖｒｍｓの間であり、減衰は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、−４４ｄＢから−２４ｄＢの間であってもよい。
【０１０３】
反射方向カプラ側アーム３１４は、反射方向抵抗性減衰器３２５と電気的に接続されている。反射方向カプラ側アーム３１４は、反射方向抵抗性減衰器３２５に、反射方向に進むエネルギのサンプルを供給するように構成されている。したがって、反射方向カプラ側アーム３１４は、カップルド・ライン３１１から反射方向に主伝送線路６００上を進むエネルギのサンプルを受信して、主伝送線路６００上を反射方向に進むエネルギのサンプル（反射方向エネルギのサンプル）を順方向抵抗性減衰器３２５に供給する。１つの例示的な実施の形態では、主伝送線路を反射方向に進むエネルギのサンプルは、最大フルスケール電力において、電圧は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、３２０ｍＶｒｍｓから３．２Ｖｒｍｓの間であり、減衰は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、−４４ｄＢから−２４ｄＢの間であってもよい。
【０１０４】
順方向抵抗性減衰器３２０は、カプラ３０５によって生成された主伝送線路６００を順方向に進むエネルギのサンプル（順方向エネルギのサンプル）を受信する。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向エネルギのサンプルの電圧レベルを順方向補償コンデンサ３３０に適したレベルに設定することで、カプラ３０５から受信した順方向に進むエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰させる。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向補償コンデンサ３３０に対して、減衰された順方向エネルギのサンプルを出力する。順方向抵抗性減衰器３２０は、カプラ３０５の回路部品とＲＦ電力センサ１００の他の回路部品（例えば、順方向補償コンデンサ３３０や電力測定回路４００）の絶縁もしている。１つの例示的な実施の形態では、減衰された順方向エネルギのサンプルは、最大フルスケール電力において、電圧は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、３２ｍＶｒｍｓから３２０ｍＶｒｍｓの間であり、減衰は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、−７４ｄＢから−５４ｄＢの間であってもよい。
【０１０５】
さらに具体的には、順方向抵抗性減衰器３２０は、カップリング構造３１０によって生成された、主伝送線路６００を順方向に進むエネルギのサンプル（順方向エネルギのサンプル）を受信する。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向エネルギのサンプルの電圧レベルを順方向補償コンデンサ３３０に適したレベルに設定することで、カップリング構造３１０から受信した順方向に進むエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰させる。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向補償コンデンサ３３０に対して、減衰された順方向エネルギのサンプルを出力する。順方向抵抗性減衰器３２０は、カプラ３０５の回路部品とＲＦ電力センサ１００の他の回路部品（例えば、順方向補償コンデンサ３３０や電力測定回路４００）の絶縁もしている。
【０１０６】
さらにより具体的には、順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向カプラ側アーム３１２によって生成された、主伝送線路６００を順方向に進むエネルギのサンプル（順方向エネルギのサンプル）を受信する。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向エネルギのサンプルの電圧レベルを順方向補償コンデンサ３３０に適したレベルに設定することで、順方向カプラ側アーム３１２から受信した順方向に進むエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰させる。順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向補償コンデンサ３３０に対して、減衰された順方向エネルギのサンプルを出力する。順方向抵抗性減衰器３２０は、カプラ３０５の回路部品とＲＦ電力センサ１００の他の回路部品（例えば、順方向補償コンデンサ３３０や電力測定回路４００）の絶縁もしている。
【０１０７】
したがって、順方向抵抗性減衰器３２０は、主伝送線路６００を順方向に進むエネルギ（ＲＦ電力）のサンプル（順方向エネルギのサンプル）を受信し、順方向エネルギのサンプルを主伝送線路６００を進む順方向エネルギを示す、減衰された順方向エネルギのサンプル（ＲＦ電圧）に変換する。
【０１０８】
反射方向抵抗性減衰器３２５は、カプラ３０５によって生成された主伝送線路６００を反射方向に進むエネルギのサンプル（反射方向エネルギのサンプル）を受信する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向エネルギのサンプルの電圧レベルを反射方向補償コンデンサ３３５に適したレベルに設定することで、カプラ３０５から受信した反射方向に進むエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰させる。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向補償コンデンサ３３５に対して、減衰された反射方向エネルギのサンプルを出力する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、カプラ３０５の回路部品とＲＦ電力センサ１００の他の回路部品（例えば、反射方向補償コンデンサ３３５や電力測定回路４００）の絶縁もしている。１つの例示的な実施の形態では、減衰された反射方向エネルギのサンプルは、最大フルスケール電力において、電圧は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、１０ｍＶｒｍｓから１００ｍＶｒｍｓの間であり、減衰は、１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚで、−７４ｄＢから−５４ｄＢの間であってもよい。
【０１０９】
さらに具体的には、反射方向抵抗性減衰器３２５は、カップリング構造３１０によって生成された、主伝送線路６００を反射方向に進むエネルギのサンプル（反射方向エネルギのサンプル）を受信する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向エネルギのサンプルの電圧レベルを反射方向補償コンデンサ３３５に適したレベルに設定することで、カップリング構造３１０から受信した反射方向に進むエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰させる。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向補償コンデンサ３３５に対して、減衰された反射方向エネルギのサンプルを出力する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、カプラ３０５の回路部品とＲＦ電力センサ１００の他の回路部品（例えば、反射方向補償コンデンサ３３５や電力測定回路４００）の絶縁もしている。
【０１１０】
さらにより具体的には、反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向カプラ側アーム３１４によって生成された、主伝送線路６００を反射方向に進むエネルギのサンプル（反射方向エネルギのサンプル）を受信する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向エネルギのサンプルの電圧レベルを反射方向補償コンデンサ３３５に適したレベルに設定することで、反射方向カプラ側アーム３１４から受信した反射方向に進むエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰させる。反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向補償コンデンサ３３５に対して、減衰された反射方向エネルギのサンプルを出力する。反射方向抵抗性減衰器３２５は、カプラ３０５の回路部品とＲＦ電力センサ１００の他の回路部品（例えば、反射方向補償コンデンサ３３５や電力測定回路４００）の絶縁もしている。
【０１１１】
したがって、反射方向抵抗性減衰器３２５は、主伝送線路６００を反射方向に進むエネルギ（ＲＦ電力）のサンプル（反射方向エネルギのサンプル）を受信し、反射方向エネルギのサンプルを主伝送線路６００を進む反射方向エネルギを示す、減衰された反射方向エネルギのサンプル（ＲＦ電圧）に変換する。
【０１１２】
順方向抵抗性減衰器３２０及び反射方向抵抗性減衰器３２５はまた、良好な指向性を維持するために、カプラ３０５の順方向出力と反射方向出力（順方向カプラ側アーム３１２及び反射方向カプラ側アーム３１４）が良好にマッチする（matched）ことを可能にする。
【０１１３】
１つの例示的な実施の形態では、順方向抵抗性減衰器３２０及び反射方向抵抗性減衰器３２５のそれぞれは、約３０ｄＢの減衰を提供する。例示的な実施の形態では、３０ｄＢの減衰は、２０ｄＢのチップ型減衰器及び１０ｄＢの集中減衰器の形態であってもよい。例示的な実施の形態では、１０ｄＢの集中減衰器は、３つの抵抗の形態であってもよい。
【０１１４】
カップルド・ライン３１１のカップリング長さＤ1が、λ／４より著しく短い場合、カップリングは、もはや平坦ではなく、約２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの割合で、周波数と共に増加する。１つの例示的な実施の形態では、結果として得られる指向性は約３０ｄＢであるが、カップリングは、約１００〜１０００ＭＨｚで約−４４ｄＢから約−２４ｄＢまで増加する。
【０１１５】
この課題を解決するため、約２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの割合でカップリングを低減するために、順方向補償コンデンサ３３０及び反射方向補償コンデンサ３３５が使用され、カプラ３０５からの応答が平坦になる。いくつかの実施の形態では、信号レベルを低減させ、約１００ＭＨｚから約１０００ＭＨｚまで平坦である約−８３ｄＢの全体カップリングを達成することができる。これはまた、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５への駆動インピーダンスを約０．５オームに低減することができる。
【０１１６】
順方向補償コンデンサ３３０は、順方向抵抗性減衰器３２０から、減衰された順方向エネルギのサンプルを受信する。順方向補償コンデンサ３３０は、減衰された順方向エネルギのサンプルを処理し、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを電力測定回路４００の順方向二乗検波器４１０に対して出力する。１つの例示的な実施の形態では、順方向補償コンデンサ３３０は、１以上の周波数応答の平坦化をすることで減衰された順方向エネルギのサンプルを処理し、信号レベルを低減し（電圧分割）、順方向二乗検波器４１０によって検出されたインピーダンスを低減する。これら全ては、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５を適切に駆動するために有益である。１つの例示的な実施の形態では、周波数補償された順方向エネルギのサンプルは、最大フルスケール電力において、電圧は、９ｍＶｒｍｓ、及び、減衰は、−８５ｄＢであってもよい。
【０１１７】
反射方向補償コンデンサ３３５は、反射方向抵抗性減衰器３２５から、減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信する。反射方向補償コンデンサ３３５は、減衰された反射方向エネルギのサンプルを処理し、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを電力測定回路４００の反射方向二乗検波器４１５に対して出力する。１つの例示的な実施の形態では、反射方向補償コンデンサ３３５は、１以上の周波数応答の平坦化をすることで減衰された反射方向エネルギのサンプルを処理し、信号レベルを低減し（電圧分割）、反射方向二乗検波器４１５によって検出されたインピーダンスを低減する。１つの例示的な実施の形態では、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルは、最大フルスケール電力において、電圧は、９ｍＶｒｍｓ、及び、減衰は、−７５ｄＢであってもよい。
【０１１８】
１つの例示的な実施の形態では、順方向補償コンデンサ３３０は、分路コンデンサ３３２であってもよい。別の例示的な実施の形態では、順方向補償コンデンサ３３０は、容量性分割器として構成された直列コンデンサ３３１及び分路コンデンサ３３２であってもよい。例示的な実施の形態では、分路コンデンサ３３２は、ＰＣＢ５００のシールド領域５２０に接地されたフィードスルー型コンデンサであってもよい。例示的な実施の形態では、フィードスルー型分路コンデンサ３３２は、順方向容器５２１に接地されていてもよい。
【０１１９】
１つの例示的な実施の形態では、反射方向補償コンデンサ３３５は、分路コンデンサ３３７であってもよい。別の例示的な実施の形態では、反射方向補償コンデンサ３３５は、容量性分割器として構成された直列コンデンサ３３６及び分路コンデンサ３３７であってもよい。例示的な実施の形態では、分路コンデンサ３３７は、ＰＣＢ５００のシールド領域５２０に接地されたフィードスルー型コンデンサであってもよい。例示的な実施の形態では、フィードスルー型分路コンデンサ３３７は、反射方向容器５２２に接地されていてもよい。
【０１２０】
順方向補償コンデンサ３３０及び反射方向補償コンデンサ３３５の上記の構成は、順方向補償コンデンサ３３０については、図１７Ａ乃至図１７Ｅに、反射方向補償コンデンサ３３５については、図１８Ａ乃至図１８Ｅに示してある。図１７Ａには、分路コンデンサ３３２を用いた分路コンデンサ構成の順方向補償コンデンサ３３０を示してある。図１７Ｂには、フィードスルーとして構成された分路コンデンサ３３２を用いた、分路フィードスルー・コンデンサ構成の順方向補償コンデンサ３３０を示してある。図１７Ｃには、直列コンデンサ３３１及び分路コンデンサ３３２を用いた、直列−分路構成の順方向補償コンデンサ３３０を示してある。図１７Ｄには、直列コンデンサ３３１及びフィードスルーとして構成された分路コンデンサ３３２を用いた、直列−分路フィードスルー構成の順方向補償コンデンサ３３０を示してある。図１７Ｅには、第１の分路コンデンサ３３２ａ、直列コンデンサ３３１及びフィードスルーとして構成された第２の分路コンデンサ３３２ｂを用いた、分路−直列−分路フィードスルー構成の順方向補償コンデンサ３３０を示してある。
【０１２１】
図１８Ａには、分路コンデンサ３３７を用いた分路コンデンサ構成の反射方向補償コンデンサ３３５を示してある。図１８Ｂには、フィードスルーとして構成された分路コンデンサ３３７を用いた、分路フィードスルー・コンデンサ構成の反射方向補償コンデンサ３３５を示してある。図１８Ｃには、直列コンデンサ３３６及び分路コンデンサ３３７を用いた、直列−分路構成の反射方向補償コンデンサ３３５を示してある。図１８Ｄには、直列コンデンサ３３６及びフィードスルーとして構成された分路コンデンサ３３７を用いた、直列−分路フィードスルー構成の反射方向補償コンデンサ３３５を示してある。図１８Ｅには、第１の分路コンデンサ３３７ａ、直列コンデンサ３３６及びフィードスルーとして構成された第２の分路コンデンサ３３７ｂを用いた、分路−直列−分路フィードスルー構成の反射方向補償コンデンサ３３５を示してある。
【０１２２】
図１３は、ＲＦ電力センサ１００の電力測定回路４００のブロック図である。順方向二乗検波器４１０は、順方向補償コンデンサ３３０から周波数補償された順方向エネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受信して、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０に対して、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す順方向アナログＤＣ電圧を出力する。したがって、順方向二乗検波器４１０は、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す、周波数補償された順方向エネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す、順方向アナログＤＣ電圧に変換し、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０に順方向アナログＤＣ電圧を供給するように構成されている。１つの例示的な実施の形態では、順方向アナログＤＣ電圧の出力は、最大フルスケール電力において、約１ｍＶであってもよい。
【０１２３】
反射方向二乗検波器４１５は、反射方向補償コンデンサ３３５から周波数補償された反射方向エネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受信して、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５に対して、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す反射方向アナログＤＣ電圧を出力する。したがって、反射方向二乗検波器４１５は、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す、周波数補償された反射方向エネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す、反射方向アナログＤＣ電圧に変換し、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５に反射方向アナログＤＣ電圧を供給するように構成されている。１つの例示的な実施の形態では、反射方向アナログＤＣ電圧の出力は、最大フルスケール電力において、約１ｍＶであってもよい。
【０１２４】
順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０は、順方向二乗検波器４１０から順方向アナログＤＣ電圧を受信して、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）４３０で処理するのに十分なレベルまで順方向アナログＤＣ電圧を増幅し、増幅された順方向ＤＣ電圧を生成する。順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０は、ＡＤＣ４３０に対して、増幅された順方向ＤＣ電圧を出力する。したがって、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０は、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す、順方向アナログＤＣ電圧を受信して、順方向アナログＤＣ電圧を増幅することで、ＡＤＣ４３０で処理するのに十分なレベルを有する増幅された順方向ＤＣ電圧を生成し、ＡＤＣ４３０に対して、増幅された順方向ＤＣ電圧を出力する。１つの例示的な実施の形態では、増幅された順方向ＤＣ電圧は、最大フルスケール電力で、約１Ｖであってもよい。
【０１２５】
反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５は、反射方向二乗検波器４１５から反射方向アナログＤＣ電圧を受信して、ＡＤＣ４３０で処理するのに十分なレベルまで反射方向アナログＤＣ電圧を増幅し、増幅された反射方向ＤＣ電圧を生成する。反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５は、ＡＤＣ４３０に対して、増幅された反射方向ＤＣ電圧を出力する。したがって、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５は、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す、反射方向アナログＤＣ電圧を受信して、反射方向アナログＤＣ電圧を増幅することで、ＡＤＣ４３０で処理するのに十分なレベルを有する増幅された反射方向ＤＣ電圧を生成し、ＡＤＣ４３０に対して、増幅された反射方向ＤＣ電圧を出力する。１つの例示的な実施の形態では、増幅された反射方向ＤＣ電圧は、最大フルスケール電力で、約１Ｖであってもよい。
【０１２６】
順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の近くには、温度センサ４０５が配置されており、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の近くの周囲温度を測定している。したがって、温度センサ４０５は順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の近くの周囲温度を測定し、ＡＤＣ４３０に対して、アナログＤＣ電圧の形で、温度レベル出力を供給する。次に、温度センサ４０５の温度レベル出力は、デジタル化され（digitized）、マイクロコントローラ４３５に供給される。１つの実施の形態では、温度レベル出力は、０℃〜５０℃において、約４２４ｍＶＤＣ〜７４０ｍＶＤＣであってもよい。
【０１２７】
順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の出力は、周囲温度によって変化する。マイクロコントローラ４３５は、温度センサ４０５の温度レベル出力を、マイクロコントローラ４３５に記憶されている順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の温度特性曲線（temperature characterization curve）と共に使用して、熱的に誘発された順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５のドリフトの影響を補償する。さらに、マイクロコントローラ４３５は、順方向チャネル３０１及び反射方向チャネル３０２のそれぞれに較正補正係数（calibration correction factor）を使用して、ＮＩＳＴトレーサブル標準（NIST traceable standard）まで、ＲＦ電力の良好な絶対精度を達成するのを助ける。較正補正係数は、ＲＦ電力センサ１００から、限定するものではないが、カップリング・レベル、損失、検出器応答、及び増幅器利得などの領域におけるＲＦ電力センサ１００までを補正する。
【０１２８】
１つの例示的な実施の形態では、順方向チャネル３０１は、カプラ伝送線路部２５１、カップルド・ライン３１１、順方向カプラ側アーム３１２，順方向抵抗性減衰器３２０、順方向補償コンデンサ３３０、順方向二乗検波器４１０、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０、及び、アナログ−デジタル変換器４３０を含んでいてもよい。反射方向チャネル３０２は、カプラ伝送線路部２５１、カップルド・ライン３１１、反射方向カプラ側アーム３１４，反射方向抵抗性減衰器３２５、反射方向補償コンデンサ３３５、反射方向二乗検波器４１５、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５、及び、アナログ−デジタル変換器４３０を含んでいてもよい。順方向チャネル３０１及び反射方向チャネル３０２用の較正補正係数は、製造時に工場で決定し、マイクロコントローラ４３５のメモリ４３７に記憶しておいてもよい。
【０１２９】
ＡＤＣ４３０は、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０から増幅された順方向アナログＤＣ電圧出力、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５から増幅された反射方向ＤＣ電圧出力、及び、温度センサ４０５から温度レベル出力を受信する。ＡＤＣ４３０は、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０からの増幅された順方向アナログＤＣ電圧出力、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５からの増幅された反射方向ＤＣ電圧出力、及び、温度センサ４０５からの温度レベル出力をデジタル化する。ＡＤＣ４３０は、デジタル化された順方向電力値（順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０からのデジタル化された増幅された順方向ＤＣ電圧出力）、デジタル化された反射方向電力値（反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５からのデジタル化された増幅された反射方向ＤＣ電圧出力）、デジタル化された温度値（温度センサ４０５からのデジタル化された温度レベル出力）を生成し、マイクロコントローラ４３５に対して出力する。
【０１３０】
したがって、ＡＤＣ４３０は、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０からの増幅された順方向ＤＣ電圧出力、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５からの増幅された反射方向ＤＣ電圧出力、及び、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の周りの周囲空気温度を示す温度センサ４０５からの温度レベル出力を受信し、デジタル化し、デジタル化された順方向電力、デジタル化された反射方向電力、及び、デジタル化された温度の値をマイクロコントローラ４３５に出力するように構成されている。したがって、ＡＤＣ４３０は、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０から増幅された順方向ＤＣ電圧出力のアナログ値、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５から増幅された反射方向ＤＣ電圧出力のアナログ値、及び、温度センサ４０５から温度レベル出力のアナログ値を受信し、アナログ値をデジタル化し、デジタル化された順方向電力、デジタル化された反射方向電力、及び、デジタル化された温度の値をマイクロコントローラ４３５に出力する。
【０１３１】
マイクロコントローラ４３５は、ＡＤＣ４３０から、デジタル化された順方向電力、デジタル化された反射方向電力、及び、デジタル化された温度の値を受信する。マイクロコントローラ４３５は、順方向チャネル３０１のデジタル化された順方向電力に温度補正及び較正補正係数を適用し、チャネル電力メータ７２０に出力するために、ポート４４０に対して、補正されたデジタル順方向電力を出力する。マイクロコントローラ４３５はまた、反射方向チャネル３０２のデジタル化された反射方向電力に温度補正及び較正補正係数を適用し、チャネル電力メータ７２０に出力するために、ポート４４０に対して、補正されたデジタル反射方向電力を出力する。マイクロコントローラ４３５は、温度センサ４０５の温度レベル出力を、マイクロコントローラ４３５に記憶されている順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５の温度特性曲線と共に使用して、ＡＤＣ４３０から受信したデジタル化された順方向電力及びデジタル化された反射方向電力の値に温度補正を適用する。マイクロコントローラ４３５によって、デジタル化された順方向電力及びデジタル化された反射方向電力に適用される温度補正は、順方向二乗検波器４１０及び反射方向二乗検波器４１５における熱誘起ドリフトの影響を補償する。マイクロコントローラ４３５によって適用される較正補正係数は、ＲＦ電力センサ１００から、限定するものではないが、カップリング・レベル、損失、検出器応答、及び増幅器利得などの領域におけるＲＦ電力センサ１００までを補正する。
【０１３２】
さらに、マイクロコントローラ４３５は、リセット・スイッチ４４５からの出力を受信する。マイクロコントローラ４３５はまた、リセット・スイッチ４４５が押された場合、再起動するように構成されている。マイクロコントローラ４３５がスリープ状態に入った場合に、マイクロコントローラ４３５を"起こす（wake-up）"ことにも使うことができる。マイクロコントローラ４３５は、さらに、ＬＥＤ４５０の状態を制御するように構成されている。１つの例示的な実施の形態では、ポート４４０を通してＲＦ電力センサ１００に電力が供給されている場合に、ＬＥＤ４５０を発光させるように構成されている。他の例示的な実施の形態では、ＬＥＤ４５０を発光させ、ＲＦ電力センサ１００の特別な状況（警報状態または通信エラー等を含むが、これに限定されるものではない）を示すように構成されている。
【０１３３】
ポート４４０は、マイクロコントローラ４３５から補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を受信し、チャネル電力メータ７２０への出力のために供給する。１つの例示的な実施の形態では、ポート４４０は、シリアル通信（serial communication）を用いて、チャネル電力メータ７２０に補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を供給する。他の例示的な実施の形態では、マイクロコントローラ４３５は、ポート４４０を通して、シリアル通信を用いて、チャネル電力メータ７２０に補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を提供する。しかしながら、当業者であれば、シリアル通信以外の通信形式を使用して、チャネル電力メータ７２０に補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を供給することを選択することができると考えられる。
【０１３４】
図１４は、プロセッサ４３６及びメモリ４３７を含むマイクロコントローラ４３５のブロック図である。いくつかの例示的な実施の形態では、ＡＤＣ４３０は、マイクロコントローラ４３５に統合されている。さらにいくつかの例示的な実施の形態、例えば、図１３に示した例では、ＡＤＣ４３０は、マイクロコントローラ４３５に統合されていない。さらに、マイクロコントローラ４３５は、プロセッサ４３６及びメモリ４３７を含むため、マイクロコントローラ４３５という用語は、スタンド・アロン・プロセッサ４３６及びメモリ４３７を使用して実装されるＲＦ電力センサ１００の実施の形態、及び、統合プロセッサ４３６及びメモリ４３７を有するマイクロコントローラ４３５を使用して実装されるＲＦ電力センサ１００の実施の形態を包含する。
【０１３５】
図１５のプログラムは、補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を計算する。図１５のプログラムは、メモリ４３７に記憶されており、プロセッサ４３６によって実行され、ＲＦ電力センサ１００のマイクロコントローラ４３５のプロセッサ４３６及びメモリ４３７を用いた伝送線路６００上の順方向電力及び反射方向電力１２００の計算方法に向けられている。
【０１３６】
ブロック１２０５では、リセット・スイッチ４４５のステータスを確認する。リセット・スイッチ４４５が押された場合、方法はブロック１２１０に進み、マイクロコントローラ４３５を再起動、または、スリープ・モードに移行していた場合には、マイクロコントローラ４３５を"起こす"。マイクロコントローラ４３５が再起動された場合には、方法は、ブロック１２０５に戻る。
【０１３７】
リセット・スイッチ４４５が押されない場合、方法はブロック１２１５に進み、ＲＦ電力センサ１００が受電していることを示すＬＥＤが点灯する。１つの例示的な実施の形態では、ＲＦ電力センサ１００への電力は、ポート４４０を通して、チャネル電力メータ７２０によって供給されている。
【０１３８】
１つの例示的な実施の形態では、プロセッサ４３６はブロック１２２０に進む前に、プロセッサ４３６が主伝送線路６００上の順方向電力及び反射方向電力を測定するリクエストを受信するまで一時停止する。他の例示的な実施の形態では、プロセッサ４３６はブロック１２２０に進む前に、チャネル電力メータ７２０によって順方向電力及び反射方向電力を測定するリクエストがなされるまで一時停止する。
【０１３９】
ブロック１２２０では、プロセッサ４３６は、ＡＤＣ４３０からデジタル化された順方向電力、デジタル化された反射方向電力、デジタル化された温度の出力のデジタル値を受信し、メモリ４３７に記憶する。順方向二乗検波器４１０の温度特性曲線、順方向チャネル３０１のための較正補正係数、反射方向二乗検波器４１５の温度特性曲線、及び、反射方向チャネル３０２のための較正補正係数は、工場でメモリ４３７に記憶されている。
【０１４０】
ブロック１２２５では、プロセッサ４３６は、補正されたデジタル順方向電力値及び補正されたデジタル反射方向電力値を計算する。さらに具体的には、プロセッサ４３６は、メモリ４３７から、順方向二乗検波器４１０の温度特性曲線、順方向チャネル３０１の較正補正係数、デジタル順方向電力のデジタル値、及び、デジタル化された温度出力値を取得する。プロセッサ４３６は、順方向二乗検波器４１０の温度特性曲線、順方向チャネル３０１の較正補正係数、デジタル順方向電力のデジタル値、及び、デジタル化された温度出力値を用いて、補正されたデジタル順方向電力値を計算する。プロセッサ４３６は、計算した補正されたデジタル順方向電力値をメモリ４３７に記憶する。
【０１４１】
さらに、プロセッサ４３６は、メモリ４３７から、反射方向二乗検波器４１５の温度特性曲線、反射方向チャネル３０２の較正補正係数、デジタル反射方向電力のデジタル値、及び、デジタル化された温度出力値を取得する。プロセッサ４３６は、順方向二乗検波器４１０の温度特性曲線、反射方向チャネル３０２の較正補正係数、デジタル反射方向電力のデジタル値、及び、デジタル化された温度出力値を用いて、補正されたデジタル順方向電力値を計算する。プロセッサ４３６は、計算した補正されたデジタル反射方向電力値をメモリ４３７に記憶する。
【０１４２】
ブロック１２３０では、プロセッサ４３６は、メモリ４３７から、計算した補正されたデジタル順方向電力値、及び、計算した補正されたデジタル反射方向電力値を取得する。プロセッサ４３６は、ポート４４０を用いて、チャネル電力メータ７２０に補正されたデジタル順方向電力値、及び、デジタル反射方向電力値を出力する。次に、方法は、ブロック１２０５に戻る。
【０１４３】
図１９及び図２０は、本発明の例示的な実施の形態にしたがったＲＦ電力センサ１００の使用方法１１００のフローチャートである。ブロック１１０５では、ＲＦ電力センサ１００及び主伝送線路６００を準備する。ブロック１１１０では、ＲＦ電力センサ１００を主伝送線路６００に接続する。
【０１４４】
ブロック１１１５では、周波数補償されたショートライン方向性カプラ３００を用いたＲＦ電力センサ１００によって、主伝送線路６００から、順方向エネルギのサンプル、及び、反射方向エネルギのサンプルを取得する。さらに具体的には、方向性カプラ３００のカプラ３０５及びカップリング構造３１０が、順方向エネルギのサンプル、及び、反射方向エネルギのサンプルを取得する。さらに具体的には、カップルド・ライン３１１及び順方向カプラ側アーム３１２が、カプラ伝送線路部２５１から順方向エネルギのサンプルを取得し、カップルド・ライン３１１及び反射方向カプラ側アーム３１４が、カプラ伝送線路部２５１から反射方向エネルギのサンプルを取得する。順方向エネルギのサンプルは、主伝送線路６００を順方向に進むエネルギを示す。反射方向エネルギのサンプルは、主伝送線路６００を反射方向に進むエネルギを示す。
【０１４５】
ブロック１１２０では、順方向抵抗性減衰器３２０は、順方向抵抗性減衰器３２０を用いて順方向エネルギのサンプルを減衰し、減衰された順方向エネルギのサンプルを生成する。さらに、反射方向抵抗性減衰器３２５は、反射方向抵抗性減衰器３２５を用いて反射方向エネルギのサンプルを減衰し、減衰された反射方向エネルギのサンプルを生成する。
【０１４６】
ブロック１１２５では、順方向補償コンデンサ３３０は、減衰された順方向エネルギのサンプルに補償を適用し、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを生成する。さらに、反射方向補償コンデンサ３３５は、減衰された反射方向エネルギのサンプルに補償を適用し、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成する。
【０１４７】
ブロック１１３０では、電力測定回路４００は、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを、主伝送線路６００上を進む順方向電力を示す補正されたデジタル順方向電力に変換する。さらに、電力測定回路４００は、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを、主伝送線路６００上を進む反射方向電力を示す補正されたデジタル反射方向電力に変換する。
【０１４８】
ブロック１１３５では、電力測定回路４００は、補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を出力する。１つの例示的な実施の形態では、電力測定回路４００は、ポート４４０を用いて、補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力を出力する。他の例示的な実施の形態では、電力測定回路４００は、ポート４４０を用いて、補正されたデジタル順方向電力及び補正されたデジタル反射方向電力をチャネル電力メータ７２０に出力する。
【０１４９】
図２０のブロック１１３０ａ乃至１１３０ｄは、電力測定回路４００によって、図１９のブロック１１３０内で行われる動作の追加的な詳細を提供するものである。ブロック１１３０ａでは、周波数補償された順方向エネルギのサンプルは、順方向二乗検波器４１０によって、主伝送線路６００上を進む順方向エネルギを示す順方向アナログＤＣ電圧に変換される。さらに、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルは、反射方向二乗検波器４１５によって、主伝送線路６００上を進む反射方向エネルギを示す反射方向アナログＤＣ電圧に変換される。
【０１５０】
ブロック１１３０ｂでは、順方向アナログＤＣ電圧は、順方向アナログ・ゲイン・ステージ４２０によって増幅され、増幅された順方向アナログＤＣ電圧が生成される。さらに、反射方向アナログＤＣ電圧は、反射方向アナログ・ゲイン・ステージ４２５によって増幅され、増幅された反射方向アナログＤＣ電圧が生成される。
【０１５１】
ブロック１１３０ｃでは、増幅された順方向アナログＤＣ電圧は、ＡＤＣ４３０によってデジタル化され、デジタル化された順方向電力値が生成される。また、増幅された反射方向アナログＤＣ電圧は、ＡＤＣ４３０によってデジタル化され、デジタル化された反射方向電力値が生成される。
【０１５２】
ブロック１１３０ｄでは、マイクロコントローラ４３５によって、デジタル化された順方向電力に温度補正及び較正補正係数が適用され、ブロック１１３５で電力測定回路４００によって出力される補正されたデジタル順方向電力が生成される。１つの例示的な実施の形態では、デジタル化された順方向電力に適用された較正補正係数は順方向チャネル３０１のための較正補正係数である。さらに、マイクロコントローラ４３５によって、デジタル化された反射方向電力に温度補正及び較正補正係数が適用され、ブロック１１３５で電力測定回路４００によって出力される補正されたデジタル反射方向電力が生成される。１つの例示的な実施の形態では、デジタル化された反射方向電力に適用された較正補正係数は反射方向チャネル３０２のための較正補正係数である。
【０１５３】
図２１は、チャネル電力メータ７２０を示すブロック図である。チャネル電力メータ７２０は、ポート７２１、プロセッサ７２２、メモリ７２５及びユーザＩ／Ｏ７２６を含んでいる。ユーザＩ／Ｏ７２６は、ユーザ入力デバイス７２３及びディスプレイ７２４の一方または両方を含むことができる。いくつかの例示的な実施の形態では、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４及びユーザ入力デバイス７２３は、タッチスクリーンのように、結合されていてもよい。他の例示的な実施の形態では、ユーザ入力デバイス７２３は、ボタン、キーパッドまたはキーボードであってもよい。
【０１５４】
プロセッサ７２２は、ポート７２１、メモリ７２５及びユーザＩ／Ｏ７２６と電気的に接続されている。チャネル電力メータ７２０は、ＲＦ電力センサ１００から補正されたデジタル順方向電力を受信し、ディスプレイ７２４を介して、ユーザに対して、結合チャネル伝送線路８３０を順方向に進む対応するＲＦ電力の値をディスプレイ表示するように構成されている。チャネル電力メータ７２０は、ＲＦ電力センサ１００から補正されたデジタル反射方向電力を受信し、ディスプレイ７２４を介して、ユーザに対して、結合チャネル伝送線路８３０を反射方向に進む対応するＲＦ電力の値をディスプレイ表示するように構成されている。ユーザは、ユーザＩ／Ｏ７２６を使用し、ＲＦ電力センサ１００によって測定される結合チャネル伝送線路８３０上の合成電力だけでなく、順方向に進むＲＦ電力と、反射方向に進むＲＦ電力の個々の値をディスプレイ表示することができる。ユーザはまた、ユーザＩ／Ｏ７２６を使用し、結合チャネル伝送線路８３０上のＶＳＷＲをディスプレイ表示することができる。
【０１５５】
図２２は、ＲＦ伝送システム８０１のためのＲＦ電力測定システム８００を示すブロック図である。ＲＦ電力測定システム８００は、題１の入力電力センサ８１０、第２の入力電力センサ８２０、及び、出力電力センサ８３５を備えている。ＲＦ伝送システム８０１は、第１のチャネル伝送線路８０５、第２のチャネル伝送線路８１５、及び、結合チャネル伝送線路８３０を備えている。
【０１５６】
第１の入力電力センサ８１０は、第１のチャネル伝送線路８０５及びチャネル電力メータ７２０と電気的に接続可能である。第２の入力電力センサ８２０は、第２のチャネル伝送線路８１５及びチャネル電力メータ７２０と電気的に接続可能である。コンバイナ８２５は、第１のチャネル伝送線路８０５、第２のチャネル伝送線路８１５、及び、結合チャネル伝送線路８３０と電気的に接続可能である。出力電力センサ８３５は、結合チャネル伝送線路８３０及びチャネル電力メータ７２０と電気的に接続可能である。
【０１５７】
第１の入力電力センサ８１０は、第１のチャネル伝送線路８０５上のＲＦ電力レベルを測定し、チャネル電力メータ７２０に対して、測定した第１のチャネル伝送線路８０５上のＲＦ電力レベルを提供するように構成されている。第２の入力電力センサ８２０は、第２のチャネル伝送線路８１５上のＲＦ電力レベルを測定し、チャネル電力メータ７２０に対して、測定した第２のチャネル伝送線路８１５上のＲＦ電力レベルを提供するように構成されている。第１の入力電力センサ８１０は、方向性電力センサまたは非方向性電力センサ（non-directional power sensor）であってもよい。第２の入力電力センサ８２０は、方向性電力センサまたは非方向性電力センサであってもよい。
【０１５８】
コンバイナ８２５は、結合チャネル伝送線路８３０に、第１のチャネル伝送線路８０５からの第１のチャネルと、第２のチャネル伝送線路８１５からの第２のチャネルとを結合するように構成されている。出力電力センサ８３５は、結合チャネル伝送線路８３０上の第１のチャネルのＲＦ電力レベルを測定し、チャネル電力メータ７２０に対して、測定した第１のチャネルのＲＦ電力レベルを提供するように構成されている。出力電力センサ８３５は、さらに、結合チャネル伝送線路８３０上の第１のチャネルの順方向ＲＦ電力レベル及び反射方向ＲＦ電力レベルを測定し、チャネル電力メータ７２０に対して、第１のチャネルの順方向ＲＦ電力レベル及び反射方向ＲＦ電力レベルを提供するように構成されている。出力電力センサ８３５はまた、結合チャネル伝送線路８３０上の第２のチャネルのＲＦ電力レベルを測定し、チャネル電力メータ７２０に対して、測定した第２のチャネルのＲＦ電力レベルを提供するように構成されている。出力電力センサ８３５は、さらに、結合チャネル伝送線路８３０上の第２のチャネルの順方向ＲＦ電力レベル及び反射方向ＲＦ電力レベルを測定し、チャネル電力メータ７２０に対して、第２のチャネルの順方向ＲＦ電力レベル及び反射方向ＲＦ電力レベルを提供するように構成されている。
【０１５９】
出力電力センサ８３５は、スペクトラム・アナライザ（spectrum analyzer）のような、チャネル化された方向性電力を決定可能な、どのようなデバイスであってもよい。出力電力センサ８３５は、関心のあるチャネルのＲＦ電力レベルを測定している場合に、関心のあるチャネルのみがアクティベートされている限り、ＲＦ電力センサ１００のような、チャネル化された電力を決定することができない方向性デバイス（例えば、合成電力測定デバイス（composite power measurement device））であってもよい。例えば、第１のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第１のチャネルのみがアクティベートされている場合、また、第２のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第２のチャネルのみがアクティベートされている場合に、出力電力センサ８３５として合成電力測定デバイスを使用することができる。
【０１６０】
チャネル電力メータ７２０は、プレコンバイナ（pre-combiner）第１のチャネルののＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５に入力される前の第１のチャネルのＲＦ電力レベル）である、第１のチャネル伝送線路８０５上の第１のチャネルのＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。チャネル電力メータ７２０はまた、プレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５に入力される前の第２のチャネルのＲＦ電力レベル）である、第２のチャネル伝送線路８１５上の第１のチャネルのＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の第１のチャネルのＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の第１のチャネルのＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の第２のチャネルのＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の第２のチャネルのＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの結合チャネル伝送線路８３０上のＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の全てのチャネルのＲＦ電力レベル）である、合成ＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。
【０１６１】
さらに、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの順方向の第１のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の第１のチャネルの順方向ＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の第１のチャネルの順方向ＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらにまた、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの反射方向の第１のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の第１のチャネルの反射方向ＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の第１のチャネルの反射方向ＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの順方向の第２のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の第２のチャネルの順方向ＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の第２のチャネルの順方向ＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、ポストコンバイナの反射方向の第２のチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の第２のチャネルの反射方向ＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の第２のチャネルの反射方向ＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、合成チャネル伝送線路８３０上の全てのチャネルのＲＦ電力レベル（コンバイナ８２５を出た後の全てのチャネルの順方向ＲＦ電力レベル）である、結合チャネル伝送線路８３０上の全てのチャネルの合成ＲＦ電力レベルをディスプレイ表示するように構成されている。
【０１６２】
また、チャネル電力メータ７２０は、プレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルと、ポストコンバイナの第１のＲＦ電力レベルとの差である、第１のチャネルのコンバイナ損失を計算し、ディスプレイ表示するように構成されている。さらに、チャネル電力メータ７２０は、プレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルと、ポストコンバイナの第２のＲＦ電力レベルとの差である、第２のチャネルのコンバイナ損失を計算し、ディスプレイ表示するように構成されている。追加的に、チャネル電力メータ７２０は、結合チャネル伝送線路８３０上の電圧定在波比（voltage standing wave ratio）（ＶＳＷＲ）を計算し、ディスプレイ表示するように構成されている。
【０１６３】
図２３は、ＲＦ電力測定システム８００を用いたＲＦ伝送システム８０１内のコンバイナ損失を決定する方法９００を示すフローチャートである。ブロック９０５では、第１のチャネル伝送線路上のプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを第１の入力電力センサ８１０を用いて測定する。ブロック９１０では、合成チャネル伝送線路８３０上のポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを出力電力センサ８３５を用いて測定する。１つの例示的な実施の形態では、ポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルは、合成チャネル伝送線路８３０上を順方向に進む第１のチャネルのＲＦ電力レベルである。
【０１６４】
ブロック９１５では、第２のチャネル伝送線路上のプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを第２の入力電力センサ８２０を用いて測定する。ブロック９２０では、合成チャネル伝送線路８３０上のポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを出力電力センサ８３５を用いて測定する。１つの例示的な実施の形態では、ポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルは、合成チャネル伝送線路８３０上を順方向に進む第２のチャネルのＲＦ電力レベルである。
【０１６５】
出力電力センサ８３５は、関心のあるチャネルのＲＦ電力レベルを測定している場合に、関心のあるチャネルのみがアクティベートされている限り、ＲＦ電力センサ１００のような、チャネル化された電力を決定することができない方向性デバイス（例えば、合成電力測定デバイス（composite power measurement device））であってもよい。例えば、第１のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第１のチャネルのみがアクティベートされている場合、また、第２のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第２のチャネルのみがアクティベートされている場合に、出力電力センサ８３５として合成電力測定デバイスを使用することができる。
【０１６６】
ブロック９２５では、第１の入力電力センサ８１０によって、チャネル電力メータ７２０に対して、測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを供給し、出力電力センサ８３５によって、チャネル電力メータ７２０に対して、測定されたポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを供給し、第２の入力電力センサ８２０によって、チャネル電力メータ７２０に対して、測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを供給し、出力電力センサ８３５によって、チャネル電力メータ７２０に対して、測定されたポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを供給する。
【０１６７】
ブロック９３０では、チャネル電力メータ７２０を用いて、プレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルと、ポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルの間の差を計算することで、第１のチャネルのコンバイナ損失を計算する。
【０１６８】
ブロック９３５では、チャネル電力メータ７２０を用いて、プレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルと、ポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルの間の差を計算することで、第２のチャネルのコンバイナ損失を計算する。
【０１６９】
ブロック９４０では、チャネル電力メータ７２０によって、ユーザに対して、計算された第１のチャネルのコンバイナ損失と、計算された第２のチャネルのコンバイナ損失を表示する。例示的な実施の形態では、チャネル電力メータ７２０は、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を用いて、計算された第１のチャネルのコンバイナ損失と、計算された第２のチャネルのコンバイナ損失をディスプレイ表示する。
【０１７０】
図２４は、例示的な実施の形態のＲＦ電力測定システム８００内のメモリ７２５に記憶され、チャネル電力メータ７２０のプロセッサ７２２によって実行されるコンバイナ８２５での損失を計算するためのプログラム１０００のフローチャートである。図２１及び図２２を参照して示す。
【０１７１】
ブロック１００５では、測定されたプレコンバイナの第１のチャネルＲＦ電力レベルは、プロセッサ７２２によって受信され、メモリ７２５に記憶される。いくつかの例示的な実施の形態では、チャネル電力メータ７２０は、第１のチャネル伝送線路８０５を進むエネルギ（コンバイナ８２５に入力される前の第１のチャネルのＲＦ電力レベル）を示す、調整されたＤＣ電圧（scaled DC voltage）の形態で、測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを受信する。測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルは、第１の入力電力センサ８１０によって測定されて、第１の入力電力センサ８１０から受信される。測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルは、第１のチャネル伝送線路８０５上のＲＦ電力レベルである。
【０１７２】
ブロック１０１０では、測定されたポストコンバイナの第１のチャネルＲＦ電力レベルは、プロセッサ７２２によって受信され、メモリ７２５に記憶される。測定されたポストコンバイナの第１のチャネルＲＦ電力レベルは、出力電力センサ８３５によって測定されて、出力電力センサ８３５から受信される。いくつかの例示的な実施の形態では、チャネル電力メータ７２０は、第１のチャネルのために結合チャネル伝送線路８３０を順方向に進むエネルギ（コンバイナ８２５を出た後の第１のチャネルのＲＦ電力レベル）を示す、補正されたデジタル順方向電力の形態で、測定されたポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを受信する。例示的な実施の形態では、出力電力センサ８３５は、スペクトラム・アナライザのような、チャネル化された方向性電力を決定可能な、どのようなデバイスであってもよい。出力電力センサ８３５は、関心のあるチャネルのＲＦ電力レベルを測定している場合に、関心のあるチャネルのみがアクティベートされている限り、ＲＦ電力センサ１００のような、チャネル化された電力を決定することができない方向性デバイス（例えば、合成電力測定デバイス）であってもよい。例えば、第１のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第１のチャネルのみがアクティベートされている場合、また、第２のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第２のチャネルのみがアクティベートされている場合に、出力電力センサ８３５として合成電力測定デバイスを使用することができる。測定されたポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルは、結合チャネル伝送線路８３０上の第１のチャネルのＲＦ電力レベルである。
【０１７３】
ブロック１０１５では、測定されたプレコンバイナの第２のチャネルＲＦ電力レベルは、プロセッサ７２２によって受信され、メモリ７２５に記憶される。いくつかの例示的な実施の形態では、チャネル電力メータ７２０は、第２のチャネル伝送線路８１５を進むエネルギ（コンバイナ８２５に入力される前の第２のチャネルのＲＦ電力レベル）を示す、調整されたＤＣ電圧（scaled DC voltage）の形態で、測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを受信する。測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルは、第２の入力電力センサ８２０によって測定されて、第２の入力電力センサ８２０から受信される。測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルは、第２のチャネル伝送線路８１５上のＲＦ電力レベルである。
【０１７４】
ブロック１０２０では、測定されたポストコンバイナの第２のチャネルＲＦ電力レベルは、プロセッサ７２２によって受信され、メモリ７２５に記憶される。いくつかの例示的な実施の形態では、チャネル電力メータ７２０は、第２のチャネルのために結合チャネル伝送線路８３０を順方向に進むエネルギ（コンバイナ８２５を出た後の第２のチャネルのＲＦ電力レベル）を示す、補正されたデジタル順方向電力の形態で、測定されたポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを受信する。測定されたポストコンバイナの第２のチャネルＲＦ電力レベルは、出力電力センサ８３５によって測定されて、出力電力センサ８３５から受信される。例示的な実施の形態では、出力電力センサ８３５は、スペクトラム・アナライザのような、チャネル化された方向性電力を決定可能な、どのようなデバイスであってもよい。出力電力センサ８３５は、関心のあるチャネルのＲＦ電力レベルを測定している場合に、関心のあるチャネルのみがアクティベートされている限り、ＲＦ電力センサ１００のような、チャネル化された電力を決定することができない方向性デバイス（例えば、合成電力測定デバイス）であってもよい。例えば、第１のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第１のチャネルのみがアクティベートされている場合、また、第２のチャネルのＲＦ電力レベルが測定されている間、第２のチャネルのみがアクティベートされている場合に、出力電力センサ８３５として合成電力測定デバイスを使用することができる。測定されたポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルは、結合チャネル伝送線路８３０上の第２のチャネルのＲＦ電力レベルである。
【０１７５】
ブロック１０２５では、メモリ７２５から測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを取得し、メモリ７２５から測定されたポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルを取得し、測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルと測定されたポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルの間の差を計算し、差を第１のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルとしてメモリ７２５に記憶することで、プロセッサ７２２によって、第１のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルが決定される。
【０１７６】
ブロック１０３０では、メモリ７２５から測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを取得し、メモリ７２５から測定されたポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを取得し、測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルと測定されたポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルの間の差を計算し、差を第２のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルとしてメモリ７２５に記憶することで、プロセッサ７２２によって、第２のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルが決定される。
【０１７７】
ブロック１０３５では、プロセッサ７２２によって、メモリ７２２から第１のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルが取得され、ユーザに対して出力される。プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６を使用することで、ユーザに対して第１のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルを出力することができる。例示的な実施の形態では、プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を使用することで、ユーザに対して第１のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルをディスプレイ表示することができる。
【０１７８】
ブロック１０４５では、プロセッサ７２２によって、メモリ７２２から第２のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルが取得され、ユーザに対して出力される。プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６を使用することで、ユーザに対して第２のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルを出力することができる。例示的な実施の形態では、プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を使用することで、ユーザに対して第２のチャネルのコンバイナＲＦ電力損失レベルをディスプレイ表示することができる。
【０１７９】
例示的な実施の形態では、プロセッサ７２２は、チャネル電力メータ７２０のポート７２１を通して、測定されたプレコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルと、測定されたポストコンバイナの第１のチャネルのＲＦ電力レベルと、測定されたプレコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルと、測定されたポストコンバイナの第２のチャネルのＲＦ電力レベルを受信することができる。
【０１８０】
図２５は、ＲＦ電力測定システム８００を用いたＲＦ伝送システム８０１の結合チャネル伝送線路８３０上の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を決定する方法１３００のフローチャートである。ブロック１３０５では、出力電力センサ８３５を用いて、結合チャネル伝送線路８３０上のポストコンバイナの順方向ＲＦ電力レベルを測定する。ブロック１３１０では、出力電力センサ８３５を用いて、結合チャネル伝送線路８３０上のポストコンバイナの反射方向ＲＦ電力レベルを測定する。例示的な実施の形態では、出力電力センサ８３５は、ＲＦ電力センサ１００である。
【０１８１】
ブロック１３１５では、出力電力センサ８３５によって、結合チャネル伝送線路８３０上の測定された順方向ＲＦ電力レベルと測定された反射方向ＲＦ電力レベルが、チャネル電力メータ７２０に供給される。
【０１８２】
ブロック１３２０では、チャネル電力メータ７２０を用いて、以下の式１に基づいて、ＶＳＷＲが計算される：
【０１８３】
【数１】
2018522437.tif 000003
ただし、ＶＳＷＲは電圧定在波比であり、ＰFは順方向電力レベルであり、ＰRは反射方向電力レベルである。
【０１８４】
ブロック１３２５では、チャネル電力メータ７２０によって、ユーザに対して、計算された結合チャネル伝送線路８３０上のＶＳＷＲレベルを表示する。プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を使用することで、ユーザに対して計算されたＶＳＷＲレベルをディスプレイ表示することができる。
【０１８５】
図２６は、例示的な実施の形態のＲＦ電力測定システム８００のチャネル電力メータ７２０のメモリ７２５に記憶され、プロセッサ７２２によって実行されるＶＳＷＲを計算するプログラム１４００のフローチャートである。
【０１８６】
ブロック１４０５では、結合チャネル伝送線路８３０の測定されたポストコンバイナ順方向ＲＦ電力レベルは、プロセッサ７２２によって受信され、メモリ７２５に記憶される。いくつかの実施の形態では、結合チャネル伝送線路８３０の測定されたポストコンバイナ順方向ＲＦ電力レベルは、出力電力センサ８３５によって測定され、出力電力センサ８３５から受信される。例示的な実施の形態では、出力電力センサ８３５は、ＲＦ電力センサ１００であってもよい。
【０１８７】
ブロック１４１０では、結合チャネル伝送線路８３０の測定されたポストコンバイナ反射方向ＲＦ電力レベルは、プロセッサ７２２によって受信され、メモリ７２５に記憶される。いくつかの実施の形態では、結合チャネル伝送線路８３０の測定されたポストコンバイナ反射方向ＲＦ電力レベルは、出力電力センサ８３５によって測定され、出力電力センサ８３５から受信される。例示的な実施の形態では、出力電力センサ８３５は、ＲＦ電力センサ１００であってもよい。
【０１８８】
ブロック１４１５では、メモリ７２５から測定されたポストコンバイナ順方向ＲＦ電力レベルと、測定されたポストコンバイナ反射方向ＲＦ電力レベルを取得し、上記式１を使用してＶＳＷＲレベルを計算し、メモリ７２５にＶＳＷＲレベルを記憶することで、プロセッサ７２２によって、結合チャネル伝送線路８３０上のＶＳＷＲレベルが決定される。
【０１８９】
ブロック１４２０では、結合チャネル伝送線路８３０上のＶＳＷＲレベルが、プロセッサ７２２によってメモリ７２５から取得され、ユーザに対して出力される。プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６を使用することで、ユーザに対してＶＳＷＲレベルを出力することができる。例示的な実施の形態では、プロセッサ７２２は、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を使用することで、ユーザに対してＶＳＷＲレベルをディスプレイ表示することができる。
【０１９０】
本発明は、上記に特定の実施例に対応して説明されているが、当業者にとって、本発明について多くの他の態様、組み合わせ、改良や変更が可能であることは明らかである。したがって、上述の本発明の好適な実施例は、例示としてのみ示してあるものであり、これに限定する意図ではない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができる。上述の実施例と他の実施例の組み合わせは、上述の実施例の記載を検討する際に、当業者にとって明らかであり、それに包含されるものである。したがって、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって定義され、明記されているか否かまたは均等の範囲であるか否かに関わらず、請求の範囲内に含まれる全てのデバイス（devices）、プロセス（processes）、方法（methods）は、本発明の範囲内のものである。
【図１】
2018522437.tif 000004
【図２】
2018522437.tif 000005
【図３】
2018522437.tif 000006
【図４】
2018522437.tif 000007
【図５】
2018522437.tif 000008
【図６】
2018522437.tif 000009
【図７】
2018522437.tif 000010
【図８】
2018522437.tif 000011
【図９】
2018522437.tif 000012
【図１０】
2018522437.tif 000013
【図１１】
2018522437.tif 000014
【図１２】
2018522437.tif 000015
【図１３】
2018522437.tif 000016
【図１４】
2018522437.tif 000017
【図１５】
2018522437.tif 000018
【図１６Ａ】
2018522437.tif 000019
【図１６Ｂ】
2018522437.tif 000020
【図１６Ｃ】
2018522437.tif 000021
【図１７】
2018522437.tif 000022
【図１８】
2018522437.tif 000023
【図１９】
2018522437.tif 000024
【図２０】
2018522437.tif 000025
【図２１】
2018522437.tif 000026
【図２２】
2018522437.tif 000027
【図２３】
2018522437.tif 000028
【図２４】
2018522437.tif 000029
【図２５】
2018522437.tif 000030
【図２６】
2018522437.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月16日(2018.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向性カプラであって、
前記方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器と、反射方向抵抗性減衰器と、順方向補償コンデンサと、反射方向補償コンデンサとを備えており、
前記カプラは、カプラ伝送線路部と、カップリング構造とからなり、
前記カップリング構造は、カップリング長さがＤ1であるカップルド・ラインを有しており、前記カップリング構造は、さらに前記カップルド・ラインの上流端に電気的に接続された順方向カプラ側アームと、前記カップルド・ラインの下流端に電気的に接続された反射方向カプラ側アームとを有しており、
前記カップルド・ラインは、前記カプラ伝送線路部と結合されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、順方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、前記反射向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、反射方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記順方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記順方向エネルギのサンプルを前記順方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを前記順方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記順方向補償コンデンサは、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、
前記反射方向カプラ側アームは、前記反射方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記反射方向補償コンデンサは、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されていることを特徴とする方向性カプラ。
【請求項２】
前記方向性カプラは、周波数補償されたショートライン双方向性カプラとして構成されている請求項１に記載の方向性カプラ。
【請求項３】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、λ／４よりも著しく短く、前記λは、前記方向性カプラの中心周波数の前記カップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である請求項１に記載の方向性カプラ。
【請求項４】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／３２からλ／６４の間である請求項１に記載の方向性カプラ。
【請求項５】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／４２である請求項４に記載の方向性カプラ。
【請求項６】
前記カップリング構造は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上のマイクロストリップであり、
前記カプラ伝送線路部は、マイクロストリップ伝送線路またはリジッド空気伝送線路からなる請求項１に記載の方向性カプラ。
【請求項７】
前記順方向補償コンデンサは、
分路コンデンサ、
フィードスルー分路コンデンサ、
直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器、
直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器、または、
第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサである第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項８】
前記反射方向補償コンデンサは、
分路コンデンサ、
フィードスルー分路コンデンサ、
直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器、
直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器、または、
第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサである第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項９】
前記順方向抵抗性減衰器は、第１のチップ型減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、第２のチップ型減衰器からなる、または、
前記順方向抵抗性減衰器は、第１のチップ型減衰器及び第１の集中減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、第２のチップ型減衰器及び第２の集中減衰器からなる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１０】
前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサは、
前記カップルド・ラインと前記カプラ伝送線路部の結合を減らし、このことにより、前記方向性カプラの周波数応答を平坦化するように構成されている、及び／または、
電圧分割によって前記周波数補償された順方向エネルギのサンプルのレベル及び前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルのレベルを低減するように、及び、順方向二乗検波器及び反射方向二乗検波器によって検出されたインピーダンスを低減するように構成されている、
及び／または、
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁し、且つ、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁し、このことにより、前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサが、前記カップリング構造の指向性を低下させないようになっている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方向性カプラ。
【請求項１１】
無線周波数（ＲＦ）電力センサであって、
方向性カプラと電力測定回路とを備えており、
前記方向性カプラは、主伝送線路上のエネルギをサンプリングし、周波数補償された順方向エネルギのサンプルと周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを前記電力測定回路に供給するように構成されており、
前記周波数補償された順方向エネルギのサンプルは、前記主伝送線路上を順方向に進むエネルギのサンプルであり、前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルは、前記主伝送線路上を反射方向に進むエネルギのサンプルであり、
前記電力測定回路は、前記周波数補償された順方向エネルギのサンプル及び前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを受信して、前記主伝送線路上を進行する順方向エネルギを示す補正されたデジタル順方向電力と、前記主伝送線路上を進行する反射方向エネルギを示す補正されたデジタル反射方向電力を出力するように構成されており、
前記方向性カプラは、カプラと、順方向抵抗性減衰器と、反射方向抵抗性減衰器と、順方向補償コンデンサと、反射方向補償コンデンサとを備えており、
前記カプラは、カプラ伝送線路部と、カップリング構造とからなり、
前記カップリング構造は、カップリング長さがＤ1であるカップルド・ラインを有しており、前記カップリング構造は、さらに前記カップルド・ラインの上流端に電気的に接続された順方向カプラ側アームと、前記カップルド・ラインの下流端に電気的に接続された反射方向カプラ側アームとを有しており、
前記カップルド・ラインは、前記カプラ伝送線路部と結合されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、順方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、前記反射向カプラ側アームは、前記カップルド・ラインを使用して前記カプラ伝送線路部から、反射方向エネルギのサンプルを得るように構成されており、
前記順方向カプラ側アームは、前記順方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記順方向エネルギのサンプルを前記順方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを前記順方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記順方向補償コンデンサは、前記減衰された順方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された順方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、
前記反射方向カプラ側アームは、前記反射方向抵抗性減衰器と電気的に接続され、前記反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向抵抗性減衰器に供給するように構成されており、
前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向エネルギのサンプルを減衰させ、減衰された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されており、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと電気的に接続され、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを前記反射方向補償コンデンサに供給するように構成されており、
前記反射方向補償コンデンサは、前記減衰された反射方向エネルギのサンプルを受信して、周波数補償された反射方向エネルギのサンプルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦ電力センサ。
【請求項１２】
前記方向性カプラは、周波数補償されたショートライン双方向性カプラとして構成されている請求項１１に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１３】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、λ／４よりも著しく短く、前記λは、前記方向性カプラの中心周波数の前記カップルド・ラインにおけるＲＦ波の波長である請求項１１に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１４】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／３２からλ／６４の間である請求項１１に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１５】
前記カップルド・ラインの前記カップリング長さ（Ｄ1）は、およそλ／４２である請求項１４に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１６】
前記カップリング構造は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上のマイクロストリップであり、
前記カプラ伝送線路部は、マイクロストリップ伝送線路またはリジッド空気伝送線路からなる請求項１１に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１７】
前記順方向補償コンデンサは、
分路コンデンサ、
フィードスルー分路コンデンサ、
直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器、
直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器、または、
第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサである第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１８】
前記反射方向補償コンデンサは、
分路コンデンサ、
フィードスルー分路コンデンサ、
直列コンデンサ及び分路コンデンサを有する容量性分割器、
直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサを有する容量性分割器、または、
第１の分路コンデンサ、直列コンデンサ及びフィードスルー分路コンデンサである第２の分路コンデンサを有する容量性分割器として構成されている請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項１９】
前記順方向抵抗性減衰器は、第１のチップ型減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、第２のチップ型減衰器からなる、または、
前記順方向抵抗性減衰器は、第１のチップ型減衰器及び第１の集中減衰器からなり、前記反射方向抵抗性減衰器は、第２のチップ型減衰器及び第２の集中減衰器からなる請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【請求項２０】
前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサは、
前記カップルド・ラインと前記カプラ伝送線路部の結合を減らし、このことにより、前記方向性カプラの周波数応答を平坦化するように構成されている、及び／または、
電圧分割によって前記周波数補償された順方向エネルギのサンプルのレベル及び前記周波数補償された反射方向エネルギのサンプルのレベルを低減するように、及び、順方向二乗検波器及び反射方向二乗検波器によって検出されたインピーダンスを低減するように構成されている、
及び／または、
前記順方向抵抗性減衰器は、前記順方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁し、且つ、前記反射方向抵抗性減衰器は、前記反射方向補償コンデンサと前記カップリング構造を絶縁し、このことにより、前記順方向補償コンデンサ及び前記反射方向補償コンデンサが、前記カップリング構造の指向性を低下させないようになっている請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載のＲＦ電力センサ。
【国際調査報告】
2018522437.tif 000032
2018522437.tif 000033
2018522437.tif 000034