(57)【要約】【課題】【解決手段】無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）と容量性減衰器を有する容量性無指向性結合器を開示する。無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含む。無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されており、主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する。また、無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器を含む容量性無指向性結合器を有する無線周波数電力センサを使用して無線周波数電力を測定するための測定方法を開示する。また、容量性無指向性結合器を有する無線周波数電力センサを含む無線周波数電力計測システムを開示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性無指向性結合器であって、
無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）と容量性減衰器とを含み；
前記無指向性結合器印刷回路基板ＰＣＢは主伝送路上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み；
前記無指向性結合器印刷回路基板ＰＣＢと容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、前記主伝送路上のエネルギのサンプルを提供することを特徴とする容量性無指向性結合器。
【請求項２】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項１に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項３】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部に前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部に印刷金属構造部を含み、前記結合器部と前記印刷金属構造部との間に誘電材料が配置され、前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、前記結合器部と前記印刷金属構造部とは無線周波数電力が前記結合器部上に存在するときに結合するように構成されている先行する請求項のいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項４】
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に電気的に接続され且つ分路コンデンサとして構成されている先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項５】
電力伝達部材が前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されている先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項６】
前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器を電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部が前記印刷金属構造部に電気的に接続されている先行するいずれかの１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項７】
前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している先行するいずれかの請求項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項８】
前記印刷金属構造部は円形ドットである先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項９】
前記電力伝達部材は可撓性を有する先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１０】
前記容量性減衰器は分布コンデンサである先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１１】
前記印刷金属構造部は３．１８mmの直径を有する先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１２】
前記無指向性結合器印刷回路基板の長さは約７．６mmであり、前記無指向性結合器印刷回路基板の幅は約１０mmである先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１３】
前記無指向性結合器印刷回路基板の前記誘電材料の厚さは約０．５１mmである先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１４】
前記結合器部は約１．２７mmの幅と約７．６２mmの長さを有する先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１５】
前記電力伝達部材はワイヤである先行するいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１６】
前記電力伝達部材はピンである請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１７】
前記電力伝達部材は伸縮ピンである請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の容量性無指向性結合器。
【請求項１８】
無指向性結合器及びアナログ処理回路を含み；
前記無指向性結合器は容量性無指向性結合器であって無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）及び容量性減衰器を含み；
前記無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み；
前記無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、主伝送線上のエネルギのサンプルを提供することを特徴とする無線周波数（ＲＦ）電力センサ。
【請求項１９】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項１８に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２０】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部は前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、前記結合器部と前記印刷金属構造部の間に誘電材料が配置され；前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており；前記結合器部と前記印刷金属構造部は無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されている請求項１８及び１９のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２１】
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に電気的に接続され且つ分路コンデンサとして構成されている請求項１８−２０のいずれかに記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２２】
電力伝達部材が印刷金属構造部尾及び容量性減衰器に電気的に接続されている請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２３】
前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに有し、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２４】
前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している請求項１８乃至２３のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２５】
前記印刷金属構造部は円形ドットである請求項１８乃至２４のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２６】
前記電力伝達部材は可撓性を有する請求項１８乃至２５のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２７】
前記容量性減衰器は分布コンデンサである請求項１８乃至２６のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２８】
前記印刷金属構造部は３．１８mmの直径を有する請求項１８乃至２７のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項２９】
前記無指向性結合器印刷回路基板の長さは約７．６mmであり、前記無指向性結合器印刷回路基板の幅は約１０mmである請求項１８乃至２８のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３０】
前記無指向性結合器印刷回路基板の誘電材料の厚さは約０．５１mmである請求項１８乃至２９のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３１】
前記結合器部は約１．２７mmの幅と約７．６２mmの長さを有する請求項１８乃至３０のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３２】
前記電力伝達部材はワイヤである請求項１８乃至３１のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３３】
前記電力伝達部材はピンである請求項１８乃至３１のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３４】
前記電力伝達部材は伸縮ピンである請求項１８乃至３１のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３５】
前記アナログ処理回路は前記主伝送線上の前記エネルギのサンプルを受け取って、前記エネルギのサンプルを出力用の直流電圧に変換するように構成されている請求項１８乃至３４のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３６】
前記直流電圧は前記主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧である請求項３５に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３７】
前記アナログ処理回路は抵抗減衰器、二乗検波器、第１アナログ利得段、第２アナログ利得段、及びポートを含み；
前記抵抗減衰器は前記容量性無指向性結合器から前記主伝送線上の前記エネルギのサンプルを受け取って前記エネルギのサンプルを減衰したエネルギのサンプルに変換するように構成され；
前記二乗検波器は前記減衰したエネルギのサンプルを受け取って前記減衰したエネルギのサンプルをアナログ直流電圧に変換するように構成され；
前記第１アナログ利得段は前記直流電圧を受け取って前記アナログ直流電圧に温度補正を伴う利得を適用し、これによって温度補正した直流電圧を生成するように構成され；前記第１アナログ利得段により適用される温度補正量は温度補償回路の出力によって決定され；
前記第２アナログ利得段は前記温度補正した直流電圧を受け取ってスケーリングし、これによってスケーリングした直流電圧を生成するように構成され；
前記ポートは前記スケーリングした直流電圧を受け取って前記スケーリングした直流電圧を出力する請求項１８乃至３６のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３８】
無線周波数電力センサ及び主伝送線を準備し、前記無線周波数電力センサは無指向性結合器及びアナログ処理回路を含み、
前記無線周波数電力センサを前記主伝送線に接続し、
前記無指向性結合器を使用して前記主伝送線上のエネルギのサンプルを得ることからなる無線周波数（ＲＦ）電力センサの使用方法。
【請求項３９】
前記無指向性結合器は容量性無指向性結合器であり、無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）と容量性減衰器を含み；
前記無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上のエネルギを移送するように構成された結合器部を含み；
前記無指向性結合器印刷回路基板と前記容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、前記主伝送線上のエネルギのサンプルを提供するを提供する請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記エネルギのサンプルを前記主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧に変換し、前記スケーリングした直流電圧を出力することをさらに含む請求項３８及び３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項３８乃至４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部は前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、誘電材料が前記結合器部と前記印刷金属構造部との間に配置され；
前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラッしており；
前記結合器部と前記印刷金属構造部は前記無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されている請求項３８乃至４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に接続されて分路コンデンサとして構成されている請求項３８乃至４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
電力伝達部材が前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されている請求項３８乃至４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４５】
前記無線周波数電力センサは前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み；
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項３８乃至４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記無線周波数電力センサは前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している請求項３８乃至４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記印刷金属構造部は円形ドットである請求項３８乃至４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記電力伝達部材は可撓性を有する請求項３８乃至４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
前記容量性減衰器は分布コンデンサである請求項３８乃至４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記印刷金属構造部は３．１８mmの直径を有する請求項３８乃至４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記無指向性結合器印刷回路基板の長さは約７．６mmであり、前記無指向性結合器印刷回路基板の幅は約１０mmである請求項３８乃至５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
前記無指向性結合器印刷回路基板誘電材料の厚さは約０．５１ｍｍである請求項３８乃至５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
前記結合器部は約１．２７ｍｍの幅と約７．６２ｍｍの長さを有する請求項３８乃至５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記電力伝達部材はワイヤである請求項３８乃至５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記電力伝達部材はピンである請求項３８乃至５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
前記電力伝達部材は伸縮ピンである請求項３８乃至５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記アナログ処理回路は前記主伝送線上の前記エネルギのサンプルを受け取って、前記エネルギのサンプルを出力用の直流電圧に変換するように構成されている請求項３８乃至５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
前記直流電圧は前記主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧である請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記アナログ処理回路は抵抗減衰器、二乗検波器、第１アナログ利得段、第２アナログ利得段、温度補償回路及びポートを含み；
前記二乗検波器を使用して前記減衰したエネルギのサンプルをアナログ直流電圧に変換し；
前記第１アナログ利得段を使用して利得及び温度補正を前記アナログ直流電圧に適用することにより前記アナログ直流電圧を温度補正した直流電圧に変換し、前記第１アナログ利得段の利得は温度補償回路の出力により決定され；
前記第２アナログ利得段を使用して温度補正した直流電圧をスケーリングした直流電圧に変換し；
前記ポートを使用してスケーリングした直流電圧を出力することをさらに含む請求項３８乃至５８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６０】
第１入力電力センサ、出力電力センサ及びチャネル電力メータを含み；
前記第１入力電力センサは第１チャネル伝送線上の第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを測定して、測定した前記第１チャネル伝送線上の前記第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを前記チャネル電力メータに提供するように構成され；
前記第２入力電力センサは第２チャネル伝送線上の第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを測定して、測定した前記第２チャネル伝送線上の前記第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを前記チャネル電力メータに提供するように構成され；
前記出力電力センサは合成されたチャネル伝送線上の第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを測定して、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータに提供するように構成され；前記出力センサ(output sensor)は合成されたチャネル伝送線上の第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを測定して、測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを前記チャネル電力メータに提供するようにさらに構成された無線周波数電力監視システム。
【請求項６１】
前記チャネル電力メータは前記第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと前記第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの差を算出することにより、第１チャネルの合成器損失レベルを決定するように構成された請求項６０の無線周波数電力監視システム。
【請求項６２】
前記チャネル電力メータは前記第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと前記第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの差を算出することにより、第２チャネルの合成器損失レベルを決定するようにさらに構成された請求項６０乃至６１のいずれか１項の無線周波数電力監視システム。
【請求項６３】
前記チャネル電力メータは前記第１チャネルの合成器損失レベル及び／または第２チャネルの合成器損失レベルの少なくとも一方を表示するようにさらに構成されている請求項６１及び６２のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項６４】
前記第１入力電力センサ及び／または前記第２入力電力センサの少なくとも一方は容量性無指向性結合器を備えた無線周波数電力センサである請求項６０乃至６３のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項６５】
前記容量性無指向性結合器は、
無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）及び容量性減衰器を含み、
前記無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、前記主伝送線は第１チャネル伝送線または第２チャネル伝送線とすることができ；
前記無指向性結合器印刷回路基板及び前記容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されており、前記主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する請求項６４に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項６６】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項６５に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項６７】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部は前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、前記結合器部と前記印刷金属構造部との間に誘電材料が配置され、
前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、
前記結合器部と前記印刷金属構造部とは無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されている請求項６５及び６６のいずれか１項に記載の電力監視システム。
【請求項６８】
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に電気的に接続されて分路コンデンサとして構成されている請求項６５乃至６７のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項６９】
電力伝達部材が前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されている請求項６５乃至６８のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７０】
電力伝達部材が前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されるように構成され、前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、
前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項６５乃至６９のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７１】
前記容量性無指向性結合器は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項６５乃至７０のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７２】
前記容量性無指向性結合器は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している請求項６５乃至７１のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７３】
前記印刷金属構造部は円形ドットである請求項６５乃至７２のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７４】
前記電力伝達部材は可撓性を有する請求項６５乃至７３のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７５】
前記容量性減衰器は分布コンデンサである請求項６５乃至７４のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７６】
前記電力伝達部材はワイヤである請求項６５乃至７５のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７７】
前記電力伝達部材はピンである請求項６５乃至７６のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７８】
前記電力伝達部材は伸縮ピンである請求項６５乃至７７のいずれか１項に記載の無線周波数電力監視システム。
【請求項７９】
チャネルの合成器損失レベルを決定するための実行可能コードを記録しており、実行時にコードがプロセッサにより遂行するステップは、
第１入力電力センサから測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを受け取るステップ、
出力電力センサから測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを受け取りるステップと、
前記測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと前記測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの間の差を算出することにより第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルを決定するステップと、
前記第１チャネル合成器電力損失レベルを出力するステップと、
を含む非一過性コンピュータ読み取り可能記録媒体。
【請求項８０】
実行時にコードがさらに遂行するステップは、
第２入力電力センサから測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを受け取るステップと、
前記出力電力センサから測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを受け取るステップと、
前記測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと前記測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの間の差を算出することにより第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルを決定するステップと、
前記第２チャネル合成器電力損失レベルを出力することを含む請求項７９に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８１】
前記第１入力電力センサ及び／または前記第２入力電力センサの少なくとも一方は容量性無指向性結合器を備えた無線周波数電力センサである請求項７９及び８０のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８２】
容量性無指向性結合器は、
無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）及び容量性減衰器を含み、
前記無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、前記主伝送線は第１チャネル伝送線または第２チャネル伝送線とすることができ、
前記無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されており、前記主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する請求項７９乃至８１のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８３】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項８２に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８４】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部は前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、前記結合器部と前記印刷金属構造部との間に誘電材料が配置され；
前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており；
前記結合器部と前記印刷金属構造部とは無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されている請求項７９乃至８３のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８５】
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に電気的に接続されて分路コンデンサとして構成されている請求項７９乃至８４のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８６】
前記電力伝達部材は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続する請求項７９乃至８５のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８７】
前記電力伝達部材は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されるように構成され、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項７９乃至８６のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８８】
前記無指向性結合器は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続している請求項７９乃至８７のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８９】
前記無指向性結合器は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している請求項７９乃至８８のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９０】
前記印刷金属構造部は円形ドットである請求項７９乃至８９のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９１】
前記電力伝達部材は可撓性を有する請求項７９乃至９０のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９２】
前記容量性減衰器は分布コンデンサである請求項７９乃至９１のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９３】
前記電力伝達部材はワイヤである請求項７９乃至９２のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９４】
前記電力伝達部材はピンである請求項７９乃至９２のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９５】
前記電力伝達部材は伸縮ピンである請求項７９乃至９２のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【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、「無指向性結合器を有する無線周波数電力センサ」と題されて、２０１５年４月１７日に出願された米国仮出願第62/149,502号明細書の優先権を主張しており、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本出願は無線周波数（ＲＦ）電力測定に関するものである。
より具体的には、無指向性結合器(non-directional coupler)を有する無線周波数電力センサに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
無線通信産業には、伝送線構造内に存在する電力の測定を所望する、多数の用途がある。このことは無線周波数電力センサの必要性を増大させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの側面によると、容量性無指向性結合器（a capacitive non-directional coupler）が提供される。容量性無指向性結合器は無指向性結合器印刷回路基板(printed circuit board, ＰＣＢ)と容量性減衰器(capacitive attenuator)とを有している。無指向性結合器印刷回路基板は、主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部(coupler section)を含んでいる。無指向性結合器印刷回路基板と容量性減衰器は、容量性電圧分圧器(capacitive voltage divider)として構成されて、主伝送線上のエネルギのサンプル(sample of energy)を提供する。
【０００５】
本発明の他の側面においては、結合器部はマイクロストリップライン(microstripline)である。
【０００６】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の表側部（front side）に結合器部を有し、無指向性結合器印刷回路基板の裏側部（reverse side）に印刷金属構造部(printed metallic structure)を有し、結合器部と印刷金属構造部との間に誘電材料(di-electric material)が配置されており、結合器部と印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、結合器部と印刷金属構造部とは、無線周波数電力が結合器部に存在するときに結合するように構成されている。
【０００７】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は印刷金属構造部に電気的に接続され、分路コンデンサ(shunt capacitor)として構成されている。
【０００８】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材(power transfer member)が印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されている。
【０００９】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材を含有する。
【００１０】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００１１】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材を含有し、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００１２】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は円形ドット(circular dot)である。
【００１３】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は可撓性を有する。
【００１４】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は分布コンデンサ(distributed capacitor)である。
【００１５】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は3.18mm(0.125 inches)の直径を有する。
【００１６】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の長さは約7.6mm(.3 inches)であり、無指向性結合器印刷回路基板の幅は約10mm(.4 inches)である。
【００１７】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の誘電材料の厚さは約0.51mm(0.020 inches)である。
【００１８】
本発明の他の側面においては、結合器部は約1.27mm(0.050 inches)の幅と約7.62mm(0.300 inches)の長さを有する。
【００１９】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はワイヤ（wire)である。
【００２０】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はピン(pin)である。
【００２１】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は伸縮ピン(telescoping pin)である。
【００２２】
本発明の他の側面においては、無線周波数（ＲＦ）電力センサは、無指向性結合器及びアナログ処理回路を含有する。無指向性結合器は容量性無指向性結合器であって無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）及び容量性減衰器を含み、無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する。
【００２３】
本発明の他の側面においては、結合器部はマイクロストリップラインである。
【００２４】
発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の表側部は結合器部を含有し、無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、結合器部と印刷金属構造部の間に誘電材料が配置され、結合器部と印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、結合器部と印刷金属構造部とは無線周波数電力が結合器部に存在するときに結合するように構成されている。
【００２５】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は印刷金属構造部に電気的に接続されて分路コンデンサとして構成されている。
【００２６】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材が印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されている。
【００２７】
本発明の他の側面においては、無線周波数電力センサは印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含有し、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００２８】
本発明の他の側面においては、無線周波数電力センサは印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含有し、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に接触している。
【００２９】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は円形ドットである。
【００３０】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は可撓性を有する。
【００３１】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は分布コンデンサである。
【００３２】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は3.18mm(0.125 inches)の直径を有する。
【００３３】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の長さは約7.6mm(.3 inches)であり、無指向性結合器印刷回路基板の幅は約10mm(.4 inches)である。
【００３４】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の誘電材料の厚さは約0.51mm(0.020 inches)である。
【００３５】
本発明の他の側面においては、結合器部は約1.27mm(0.050 inches)の幅と約7.62mm(0.300 inches)の長さを有する。
【００３６】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はワイヤである。
【００３７】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はピンである。
【００３８】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は伸縮ピンである。
【００３９】
本発明の他の側面においては、アナログ処理回路は主伝送線上のエネルギのサンプルを受け取って、エネルギのサンプルを出力用の直流電圧に変換するように構成されている。
【００４０】
本発明の他の側面においては、直流電圧は主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした(scaled)直流電圧である。
【００４１】
本発明の他の側面においては、アナログ処理回路は抵抗減衰器(resitive attenuator)、二乗検波器(square law detector)、第１アナログ利得段（first analog gain stage）、第２アナログ利得段（second analog gain stage)及びポートを含む。抵抗減衰器は容量性無指向性結合器から主伝送線上のエネルギのサンプルを受け取ってエネルギのサンプルを減衰したエネルギのサンプルに変換するように構成されている。二乗検波器は減衰したエネルギのサンプルを受け取って減衰したエネルギのサンプルをアナログ直流電圧に変換するように構成されている。第１アナログ利得段はアナログ直流電圧を受け取って、アナログ直流電圧に温度補正を伴う利得を適用し、これによって温度補正した直流電圧を生成するように構成され、第１アナログ利得段により適用される温度補正量は温度補償回路(temperature correction circuit)の出力によって決定される。第２アナログ利得段は温度補正した(temperature corrected)直流電圧を受け取ってスケーリングし、これによってスケーリングした直流電圧を生成するように構成されている。ポートはスケーリングした直流電圧を受け取ってスケーリングした直流電圧を出力するように構成されている。
【００４２】
本発明のさらなる側面においては、無線周波数（ＲＦ）電力センサの使用方法は、無線周波数電力センサ及び主伝送線を準備し、無線周波数電力センサは無指向性結合器及びアナログ処理回路を含み、無線周波数電力センサを主伝送線に接続し、無指向性結合器を使用して主伝送線上のエネルギのサンプルを得ることを含む。
【００４３】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器は容量性無指向性結合器であり、無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）と容量性減衰器を含む。無指向性結合器印刷回路基板は、主伝送線上のエネルギを移送するように構成された結合器部を有し、無指向性結合器印刷回路基板と容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する。
【００４４】
本発明の他の側面においては、方法はエネルギのサンプルを主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧に変換することをさらに含む。
【００４５】
本発明の他の側面においては、結合器部はマイクロストリップラインである。
【００４６】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の表側部は結合器部を含有し、無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を有し、誘電材料が結合器部と印刷金属構造部との間に配置され、結合器部と印刷金属構造部との少なくとも一部はオーバラップして、結合器部と印刷金属構造部は無線周波数電力が結合器部に存在するときに結合するように構成されている。
【００４７】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は印刷金属構造部に電気的に接続されて分路コンデンサとして構成されている。
【００４８】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されている。
【００４９】
本発明の他の側面においては、無線周波数電力センサは印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含有し、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００５０】
本発明の他の側面においては、無線周波数電力センサは印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含み、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に接触している。
【００５１】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は円形ドットである。
【００５２】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は可撓性を有する。
【００５３】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は分布コンデンサである。
【００５４】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は3.18mm(0.125 inches)の直径を有する。
【００５５】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の長さは約7.6mm(.3 inches)であり、無指向性結合器印刷回路基板の幅は約10mm(.4 inches)である。
【００５６】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板誘電材料の厚さは約0.51mm(0.020 inches)である。
【００５７】
本発明の他の側面においては、結合器部は約1.27mm(0.050 inches)の幅と約7.62mm(0.300 inches)の長さを有する。
【００５８】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はワイヤである。
【００５９】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はピンである。
【００６０】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は伸縮ピンである。
【００６１】
本発明の他の側面においては、アナログ処理回路は主伝送線上のエネルギのサンプルを受け取って、エネルギのサンプルを出力用の直流電圧に変換するように構成されている。
【００６２】
本発明の他の側面においては、直流電圧は主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧である。
【００６３】
本発明の他の側面においては、アナログ処理回路は抵抗減衰器、二乗検波器、第１アナログ利得段、第２アナログ利得段、温度補償回路及びポートを含む。
【００６４】
本発明の他の側面において、本発明は方法である。本発明の方法は、二乗検波器を使用して減衰したエネルギのサンプルをアナログ直流電圧に変換し、第１アナログ利得段を使用して利得及び温度補正をアナログ直流電圧に適用することによりアナログ直流電圧を温度補正した直流電圧に変換する。第１アナログ利得段の利得は温度補償回路の出力により決定される。本発明の方法は、第２アナログ利得段を使用して温度補正した直流電圧をスケーリングした直流電圧に変換し、ポートを使用してスケーリングした直流電圧を出力すること、をさらに含む。
【００６５】
本発明のさらに他の側面においては、無線周波数電力監視システムが、第１入力電力センサ、出力電力センサ、及びチャネル電力メータ(channel power meter)を含む。第１入力電力センサは第１チャネル伝送線上の第１チャネルの合成器前の(pre-combiner)無線周波数電力レベルを測定して、測定した第１チャネル伝送線上の第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータに提供するように構成されている。第２入力電力センサは第２チャネル伝送線上の第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを測定して、測定した第２チャネル伝送線上の第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータに提供するように構成されている。出力電力センサは合成されたチャネル伝送線上の第１チャネルの合成器後の(post-combiner)無線周波数電力レベルを測定して、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータに提供するように構成され、出力センサ(output sensor)は合成されたチャネル伝送線上の第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを測定して、測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータに提供するようにさらに構成されている。
【００６６】
本発明の他の側面においては、チャネル電力メータが、第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの差を算出することにより、第１チャネルの合成器損失レベル(combiner loss level)を決定するように構成されている。
【００６７】
本発明の他の側面においては、チャネル電力メータが第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの差を算出することにより、第２チャネルの合成器損失レベルを決定するようにさらに構成されている。
【００６８】
本発明の他の側面においては、チャネル電力メータが第１チャネルの合成器損失レベル及び／または第２チャネルの合成器損失レベルの少なくとも一方を表示するようにさらに構成されている。
【００６９】
本発明の他の側面においては、第１入力電力センサ及び／または第２入力電力センサの少なくとも一方は容量性無指向性結合器を備えた無線周波数電力センサである。
【００７０】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器が、無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）及び容量性減衰器を含有し；無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、主伝送線は第１チャネル伝送線または第２チャネル伝送線とすることができ、無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されており、主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する。
【００７１】
本発明の他の側面においては、結合器部はマイクロストリップラインである。
【００７２】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の表側部は結合器部を含有し、無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、結合器部と印刷金属構造部の間に誘電材料が配置され、結合器部と印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、結合器部と印刷金属構造部とは無線周波数電力が結合器部に存在するときに結合するように構成されている。
【００７３】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は印刷金属構造部に電気的に接続されて分路コンデンサとして構成されている。
【００７４】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材が印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されている。
【００７５】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成され、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００７６】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含有し、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００７７】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含有し、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に接触されている。
【００７８】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は円形ドットである。
【００７９】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は可撓性を有する。
【００８０】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は分布コンデンサである。
【００８１】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はワイヤである。
【００８２】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はピンである。
【００８３】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は伸縮ピンである。
【００８４】
本発明のさらなる側面においては、非一過性コンピュータ読み取り可能記録媒体(non-transitory computer-readable strage medium)がチャネルの合成器損失レベルを決定するための実行可能コードを記録しており、実行時にコードが遂行するステップは、第１入力電力センサから測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを受け取るステップと、出力電力センサから測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを受け取るステップと、測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの間の差を算出することにより第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルを決定するステップと、第１チャネル合成起電力損失レベルを出力するステップとを含む。
【００８５】
本発明の他の側面においては、実行時にコードがさらに遂行するステップは、第２入力電力センサから測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを受け取るステップと、出力電力センサから測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを受け取るステップと、測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの間の差を算出することにより第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルを決定するステップと、第２チャネル合成起電力損失レベルを出力するステップとを含む。
【００８６】
本発明の他の側面においては、第１入力電力センサ及び／または第２入力電力センサの少なくとも一方は容量性無指向性結合器を備えた無線周波数電力センサである。
【００８７】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は、無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）及び容量性減衰器を含有し、無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、主伝送線は第１チャネル伝送線または第２チャネル伝送線とすることができ、無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されており、主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する。
【００８８】
本発明の他の側面においては、結合器部はマイクロストリップラインである。
【００８９】
本発明の他の側面においては、無指向性結合器印刷回路基板の表側部は結合器部を含み、無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、結合器部と印刷金属構造部の間に誘電材料が配置され、結合器部と印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、結合器部と印刷金属構造部とは無線周波数電力が結合器部に存在するときに結合するように構成されている。
【００９０】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は印刷金属構造部に電気的に接続されて分路コンデンサとして構成されている。
【００９１】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されている。
【００９２】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成され、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００９３】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含み、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に電気的に接続されている。
【００９４】
本発明の他の側面においては、容量性無指向性結合器は印刷金属構造部及び容量性減衰器に電気的に接続されるように構成された電力伝達部材をさらに含み、容量性減衰器は電力伝達部材の基部に配置され、電力伝達部材の先端部は印刷金属構造部に接触している。
【００９５】
本発明の他の側面においては、印刷金属構造部は円形ドットである。
【００９６】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は可撓性を有する。
【００９７】
本発明の他の側面においては、容量性減衰器は分布コンデンサである。
【００９８】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はワイヤである。
【００９９】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材はピンである。
【０１００】
本発明の他の側面においては、電力伝達部材は伸縮ピンである。
【０１０１】
本発明の長所は、実例として示され説明された以下の本発明の実施形態の説明より当業者に明らかにされる。
【０１０２】
認識されるように、発明は他の異なる実施形態になり得、その詳細はさまざまな事項において変更され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
本発明のこれらの、及び他の特徴、並びにこれらの長所は、添付の図面を参照しつつ、一例として以下に説明される発明の実施形態において特に図説される。
【図１】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの等角図(isometric view)である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの分解図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの平面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサのアナログ基板の等角図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサのアナログ基板の等角図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサのブロック図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの伝送線部分の平面図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの伝送線部分の平面図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの伝送線部分の側面図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの無指向性結合器印刷回路基板の等角図である。
【図１１】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの無指向性結合器印刷回路基板の等角図である。
【図１２】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサのブロック図である。
【図１３】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの無指向性結合器のブロック図である。
【図１４】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサのアナログ処理回路のブロック図である。
【図１５】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサのアナログ基板のブロック図である。
【図１６】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサを備えた無線周波数電力計測システムにおける使用のためのチャネル電力メータのブロック図である。
【図１７】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサを備えた無線周波数電力計測システムのブロック図である。
【図１８】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサを備えたＲＦシステムにおける合成器損失の決定方法を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサを備えたＲＦシステムのメモリ７２５内に記録され、チャネル電力メータ７２０のプロセッサ７２２により実行された、合成器内における損失を算出するためのプログラムのフローチャートである。
【図２０】本発明の例示的な実施形態に従った無指向性結合器を有する無線周波数電力センサの使用方法を示すフローチャートである。
【０１０４】
なお、全ての図は線図であって、正確な縮尺率ではない。
【０１０５】
外形の部分の相対寸法及び比率は、図内での明快さ及び便宜のために、大きさが誇張され、または縮小されて示されている。
【０１０６】
同じ参照番号は一般に、異なる実施形態における対応あるいは類似する特徴を表すために使用される。
【０１０７】
従って、図と説明は本質的に例示とみなされ、限定的なものではない。
【発明を実施するための形態】
【０１０８】
好適な実施形態の詳細な説明
近似用語(approximating language)は、明細書及び特許請求の範囲を通じて、関与する基礎的な機能における変更を生じることなく変化を許容できる、あらゆる量的な表現(quantitative representation)を修飾するために使用されている。従って、「約("about")」のような用語(term or terms)により修飾された値は、特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では、近似用語は値を測定する器具の精度に対応している。範囲限定(range limitations)は合成され及び／または交換されうる。このような範囲は、文脈又は用語がそうでないことを表していない限り、明細書で明言された全ての部分範囲(sub-range)と同一視され且つこれらを含む。取り扱う(operating)実例、またはそうでないことが表された場合以外は、明細書及び特許請求の範囲内で使用されている、構成要素の量(quantities of ingredients)、反応条件等に関する全ての数値又は数式は、用語「約」により全ての例において修飾されているものと理解されるべきである。
【０１０９】
「随意の」または「随意に」("optional" or "optionally")は、事象または状況が生じあるいは生じないであろうことを実質的に述べるもの、もしくは物質が存在しあるいは存在しないであろうことを実質的に確認するものであり、この記述は事象または状況が生じあるいは物質が存在する例、及び事象または状況が生じずあるいは物質が存在しない例を含む。
【０１１０】
本明細書で、用語「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含む(includes)」、「含有している(including)」、「有する(has)」、「有している(having)」またはこれらの他の変形のいずれも、非排他的な包括関係(non-exclusive inclusion)を意図するものである。
【０１１１】
例えば、要素のリストを含む工程(process)、方法(method)、物品(article)または装置(apparatus)は、その要素のみに限定される必要はなく、明確には挙げられていない他の要素または本来備わっているそのような工程、方法、物品または装置も含むものである。
【０１１２】
単数形を示す“a”、“an”及び“the”は、文脈が明確にそうでないことを規定していない限り、複数の指示物を含む。
【０１１３】
本明細書で「プロセッサ(processor)」は信号を処理して一般的計算及び演算機能を遂行する。プロセッサにより処理される信号は、受信、送信及び／または検出可能なデジタル信号、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他の手段を含むことができる。一般にプロセッサは、マルチプロセッサ、シングルプロセッサやマルチコアプロセッサ及びコプロセッサ(co-processor)、並びにシングルプロセッサや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多様な(variety of various)プロセッサがあり得る。プロセッサはさまざまなモジュールを含有してさまざまな機能を遂行することができる。
【０１１４】
本明細書で「メモリ(memory)」は揮発性メモリ及び／または不揮発性メモリを含有しうる。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ(read only memory)、ＰＲＯＭ(programmable read only memory)、ＥＰＲＯＭ(erasable ＰＲＯＭ)及びＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable ＰＲＯＭ)を含むことができる。揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ(random access memory)、同期ＲＡＭ(ＳＲＡＭ)、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレート同期ダイナミックＲＡＭ（ＤＤＲＳＤＲＡＭ）、及びダイレクトラムバスＲＡＭ(direct ＲＡＭ bus ＲＡＭ)を含むことができる。メモリはディスクを含有できる。メモリは、コンピュータ(computing device)のリソースを制御しまたは割り当てるオペレーティングシステムを記憶できる。
【０１１５】
メモリはプロセッサが使用するためのデータも記憶できる。
【０１１６】
本明細書で「ディスク」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もよい。さらにまた、ディスクはＣＤ−ＲＯＭ(コンパクトディスクＲＯＭ）、記録可能なＣＤドライブ（ＣＤ−Ｒドライブ)、書き換え可能なＣＤ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）でもよい。
【０１１７】
ディスクは、コンピュータのリソースを制御し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記憶することができる。
【０１１８】
後に続く詳細な説明の一部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対するオペレーションのアルゴリズム及び象徴(symbolic representations)に関して提示される。これらアルゴリズムの叙述及び表現は、データ処理技術分野の当業者により使用されて、彼らの仕事の実態を最も効率的に他の当業者に伝えることのできる手段である。アルゴリズムは本明細書においては、及び一般においても、所望の結果を導くステップ（命令）の自己矛盾の無いシーケンス(self-consistent sequence)と考えられている。ステップは物理量の物理的操作(physical manipulations)を要求するこれらのものである。通常、必ずしも必要ではないが、これらの量は、記憶、移送、合成、比較及びその他の操作が可能な電気的、磁気的または光学的な非一過性信号(non-transitory signals)の形態をとる。ビット、値、要素、記号、文字、用語、数等としてのこれらの信号に言及することは、主に一般的に使用されているとの理由から、都合のよいことがある(convenient at times)。
【０１１９】
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、または物理量の移送、または物理量の表現を要求するステップの特定の配列に言及することも、都合のよいことがある。
【０１２０】
しかしながら、これらの及び類似の用語の全ては適切な物理量と関連するものであり、これらの量に適用される単なる便利なラベルである。
【０１２１】
以下の説明より明らかなように、そうではないことの具体的な記載のない限り、明細書全体で一貫して、「処理する(proessing)」)」、「計算する(computing)」、「算出する(calculating)」、「決定する(determining)」、「表示する(displaying)」、「決定する(determining)」等の用語を利用した説明は、コンピュータシステムまたは類似の電子計算装置（例えば特定の計算機械）の動作及び処理に言及したものであり、コンピュータシステムメモリまたはレジスタまたは他のそのような情報の記憶、伝送または表示装置の内の物理的な（電子的な）量として表されるデータを操作及び伝送するものと理解される。
【０１２２】
本明細書において説明される実施形態の特定の側面は、アルゴリズムの形式で本明細書において説明される処理ステップ及び命令を含む。なお、実施の形態の処理ステップ及び命令は、ソフトウェア、ファームウエアまたはハードウェア中で具体化される。ソフトウェア中で具体化される場合には、ダウンロードされて常駐し、様々なオペレーティングシステムにより使用される異なるプラットフォームから操作される。
【０１２３】
実施形態も、コンピューティングシステム(computing system)上で実行できるコンピュータプログラム製品の中に存在しうる。
【０１２４】
実施形態は明細書でオペレーションを遂行するための機器とも関連する。この機器は、この目的のために特に構成されうる、例えば特定のコンピュータであり、あるいはコンピュータ中に記憶されたコンピュータプログラムにより選択的に起動され、または再形成された汎用コンピュータを含むことができる。このようなコンピュータプログラムは、限定するものではないが、例えばフロッピーディスク、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスクを含むあらゆるタイプのディスク、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光カード、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または電子命令を記憶するのに適しており且つ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るあらゆるタイプの媒体のような、非揮発性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体中に記憶することができる。さらに、明細書中で言及したコンピュータは単一プロセッサを含有でき、または計算能力を高めるために設計された多重プロセッサを用いたアーキテクチャとすることもできる。
【０１２５】
明細書中に存在するアルゴリズム及びディスプレイは、いかなる特定のコンピュータまたはその他の機器とも本来的に関係するものではない。さまざまな汎用システムが、明細書中の教示に従ってプログラムとともに使用することもでき、または方法のステップを遂行するためにより特殊化された機器を構築するのに都合がよいことが証明されうる。これらのさまざまなシステムの構造は以下の説明より明らかにされる。さらに、実施形態はいかなる特定のプログラミング言語に関連しても説明されることはない。さまざまなプログラミング言語が明細書中で説明されたような実施形態の教示を実施するために使用可能であり、以下のいずれの具体的な言語の参照も実施可能の開示及び実施形態のベストモードのために用意されていることは理解されるだろう。
【０１２６】
さらに、明細書中で使用されている言語は、主として読みやすく教育で用いられるという目的のために選択されたものであり、発明の主題の輪郭を描いたり周囲を囲んだりするために選択されたものではない。従って、実施形態の開示は説明することを意図するものであり、特許請求の範囲に明記された、実施形態の範囲に限定するものではない。
【０１２７】
上述のとおり、無線通信産業内には、伝送線構造内に存在する無線周波数電力の測定を所望する、多数の用途がある。何年間も費やしてこの所望に対する多数のアプローチがなされる間、高性能を維持すると同時に低コストでこれらの測定を遂行する能力は、常に挑戦され続けてきた。さらに、指向性結合器を用いた無線周波数電力センサは大型で、たいていのキャビネットやラックの中では不便で、空間はプレミアム(at a premium)である。
【０１２８】
従来、無線周波数電力センサは指向性結合器を使用して設計され構成されてきた。この結合器は伝送線エネルギのサンプルを提供し、次にサンプリングした(sampled)無線周波数（ＲＦ）エネルギを測定可能な直流電圧に変換するために、何らかのタイプの検知器を用いて処理される。さらに、従来の無線周波数電力センサの心臓部を形成する指向性結合器は、伝送線中の電圧波形と電流波形（電磁場から導出される）の両方のサンプリング(sampling)を通じて指向性を達成する。このアプローチは、伝送線中の進行波形(traveling waveforms)が順方向(foward)か逆方向(reflected)かを識別する必要がある場合に奏効するが、多くの場合、無線周波数電力センサにはこの能力は不必要である。
【０１２９】
指向性結合器の使用への別のアプローチは、図１及び図２の無線周波数電力センサ１００の中に示されており、無指向性結合器７００を使用して、伝送線構造内の電場の寄与度(contribution)のみに基づいて、主伝送線上のエネルギ（ＲＦ電圧）のサンプルを得るようにしている。無指向性結合器７００の使用は、無線周波数電力センサ１００の構造を大幅に簡略化する。無線周波数電力センサ１００が、主伝送線６００内の電場のみに基づいて、主伝送線６００内の無線周波数電力を測定することにより、例えば合成器上の分離器に近接する点のような、伝送システム内のＶＳＷＲ（電圧定在波比）の低い（インピーダンス不整合の小さい）点に配置された無線周波数電力センサ１００の精度が向上する。
【０１３０】
しかしながら、主伝送線６００の電場のみのサンプリングは、例えば指向性センサにおける磁場のサンプリングをするために必要であるような、周波数選択機器の使用を少なくすることができる。したがって、無指向性結合器７００を有する無線周波数電力センサ１００は、指向性結合器を使用した従来の無線周波数電力センサに比べると、より広い周波数応答を有する。
【０１３１】
さらに、無線周波数電力センサ１００の無指向性結合器７００は容量性無指向性結合器である。無指向性結合器７００は、無指向性結合器印刷回路基板４００である容量性印刷回路基板（ＰＣＢ）を使用して、主伝送線６００からのＲＦエネルギをサンプリングしている。無線周波数電力センサ１００中の無指向性結合器印刷回路基板４００の構造は、いったん製造されたままで固定され(fixed once produced)、これにより調整を必要とせず、指向性結合器と比較すると、組み立て及び較正が簡略化される。これは、指向性結合器が２つの独立した測定チャネルの較正を伴い、また各指向性結合器チャネルが電場と磁場の両方のサンプリングに依存しており、システムに基づく指向性結合器の較正及び試験が必然的により複雑になるからである。加えて、結合器の指向性能を計測した特性（指向性）も試験しなければならない。さらに、無線周波数電力センサの無指向性結合器印刷回路基板４００の構造は組み立て品(assmbly)を取り付けているので、無線周波数電力センサ１００は製造後に再較正する必要がない。これは、指向性結合器を使用して定期的に較正しなければならない無線周波数電力センサとは対照的である。
【０１３２】
さらに、従来はＲＦシステム中に指向性結合器を備えた従来の無線周波数電力センサを何台も配置することは非常に高価であり、システムの数が増加したり、より大規模になったり、より複雑になると、さらに高価になっていく。図１の無線周波数電力センサ１００の無指向性結合器７００の設計のために、無線周波数電力センサ１００のユニット当たりのコストは、指向性結合器を利用した従来の無線周波数電力センサのコストの数分の一でしかない。これによってＲＦシステムの所有者は指向性結合器を利用した少数の従来の無線周波数電力センサと同じ値段で、無指向性結合器７００を備えた無線周波数電力センサ１００を多数配置することができる。これによりシステム所有者は、彼らのＲＦシステムに関しより多くの情報を管理し、入手することができる。一つの例は、合成器に入る個別チャネルそれぞれの伝送線上に無線周波数電力センサ１００を据えつけることのできる能力である。これは、各チャネルが合成器に送信する無線周波数電力のレベルの測定値を個別に得られることで、システム所有者にコスト効率の手段(avenue)を与える。これは、システム所有者にとって、指向性結合器を備えた従来の無線周波数電力センサを使用して実現することは、以前は費用が高くつき過ぎた。無指向性結合器７００を備えた無線周波数電力センサ１００は、この業界の長年の要望を満たすことができる。
【０１３３】
図１−図１１を参照すると、無線周波数電力センサ１００はキャリア本体１０５を有する。キャリア本体１０５は主本体２００と伝送線部３００とを有する。いくつかの例示的な実施形態においては、主本体２００はプラスチック製であり、伝送線部３００は金属製である。主本体２００はウエッジ部２０５と直方体部２５０とを有する。
【０１３４】
ウエッジ部２０５の頂点２２０は面取りされている。ウエッジ部２０５は上流壁部２１５と、上流壁部２１５に対向する下流壁部２１０を備えている。外壁部２２６は上流壁部２１５と下流壁部２１０との間に跨がっている。ウエッジ部２０５は上流壁部２１５と下流壁部２１０とを通って延びる円筒状開口部２２５を備えている。円筒状開口部２２５は伝送線部３００と同心に配向されており、これにより主本体２００のウエッジ部２０５は伝送線部３００の一部分の周囲に配置され、その結果キャリア本体１０５が形成される。
【０１３５】
ウエッジ部２０５の円筒状開口部２２５は金属被覆された内面２３０を有する。
【０１３６】
円筒状開口部２２５の内面２３０上の金属被覆は、伝送線部３００の金属構造材料とともに作用して、無線周波数電力センサの伝送線３１５の周囲にファラデーケージ(Faraday cage)を形成する。具体的には、ウエッジ部２０５の円筒状開口部２２５が無指向性結合器印刷回路基板４００を収容する伝送線部３００の溝３４５の上に配置されたときに、円筒状開口部２２５の内面３４０上の金属被覆が、伝送線部３００の金属構造材料と協働して、無線周波数電力センサの伝送線３１５の周囲にシールドを形成する。
【０１３７】
ウエッジ部２０５は、主本体２００の直方体部２５０の第１側部２５５に取り付けられる基部２３５を有する。カバー２９５は直方体部２５０の第２側部２６０に形成された空洞２６５を覆って配置される。直方体部２５０の第１側部２５５は第２側部２６０と対向する。カバー２９５は、ポート５５０が貫通して延びるポート開口２９８を有する。カバー２９５は、光管(light tube)２９６が貫通する光管開口２９７も有しており、これによりユーザはＬＥＤ５５１により発せられる光を見ることができる。
【０１３８】
直方体部２５０は、第１側部５０５と第２側部５１０とを有するアナログ基板５００を収容する。第１側部５０５は第２側部５１０に対向している。アナログ基板５００の第１側部５０５は、直方体部２５０の空洞２６５の基部２６６の方を向いている。アナログ基板５００は、直方体部２５０の基部２６６に向かうアナログ基板５００の第１側部５０５から突出した、先端部５１７を有する電力伝達部材５１５を有する。電力伝達部材５１５の先端部５１７は、無指向性結合器印刷回路基板４００の裏側部４１５の印刷金属構造部４２０に電気的に接続可能である。容量性減衰器５２０は電力伝達部材５１５の基部５１６に配置されている。いくつかの例示的な実施形態においては、容量性減衰器５２０はアナログ基板の第２側部５１０に搭載された分布コンデンサアレイ（a distributed capacitor array）であり、アナログ基板５００の第２側部５１０上の電力伝達部材５１５の基部５１６の周囲に配置されている。いくつかの例示的な実施形態においては、電力伝達部材５１５の基部５１６は、アナログ基板５００の第１側部５０５から、アナログ基板５００の第２側部５１０に向かって延びている。
【０１３９】
電力伝達部材５１５は可撓性を有する。いくつかの例示的な実施形態においては、電力伝達部材５１５はワイヤ（wire)とすることができる。他の例示的な実施形態においては、電力伝達部材５１５は伸縮ピン（telescoping pin）とすることができる。さらなる例示的な実施形態においては、電力伝達部材５１５はバネ仕掛けの伸縮ピン(spring loaded telescoping pin)とすることができる。
【０１４０】
絶縁層２９０が、アナログ基板５００と、直方体部の空洞２６５の基部２６６との間に配置されている。直方体部の空洞の基部２６６は開口２６７を有し、絶縁層２９０は開口２９１を有する。直方体部の空洞の基部２６６と絶縁層の開口２９１とは同心であり、よって電力伝達部材５１５がその中を通ることができる。
【０１４１】
アナログ基板５００は、留め具２９９を使用して、無線周波数電力センサ１００の直方体部２５０及び伝送線部３００に固定されている。また、絶縁層２９０は、留め具２９９を使用して、無線周波数電力センサ１００の直方体部２５０及び伝送線部３００に固定されている。さらに、直方体部２５０も、留め具２９９を使用して、伝送線部３００に固定されている。さらにまた、カバー２９５が、留め具２９９を使用して、直方体部２５０の第２側部２６０に留められている。
【０１４２】
アナログ基板５００の第２側部５１０はポート５５０とＬＥＤ５５１とを有する。ＬＥＤ５５１は電力状態の表示を提供し、光管２９６を通じてユーザが見ることができる。
【０１４３】
伝送線部３００は無線周波数電力センサ１００の伝送線部３００と主伝送線６００とを接続するための上流コネクタ３０５と下流コネクタ３１０とを有しており、これにより無線周波数電力センサの伝送線３１５を主伝送線６００に電気的に接続する。伝送線部３００は、伝送線部３００の長手方向軸３４７に直角に向いた溝３４５を有する。溝３４５は上流コネクタ３０５と下流コネクタ３１０とのほぼ真ん中に配置されている。溝３４５は、伝送線部３００の長手方向軸３４７のわずかに下から始まり、伝送線部３００の頂部３４６を貫通する。溝３４５は半円形の横断面を有し、伝送線部３００の上流壁３３５、下流壁３４０及び基部壁３３０により形成されたクォンセット形状（Quonset-shaped）である。
【０１４４】
無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）４００は、溝３４５内に配置されている。無指向性結合器印刷回路基板４００は溝３４５の中で、無指向性結合器印刷回路基板４００の裏側部４１５が伝送線部３００の基部壁３３０に面するように配向される。
【０１４５】
無線周波数電力センサ１００の伝送線部３００は、伝送線部３００を通り抜ける無線周波数電力センサ伝送線３１５を有する。無線周波数電力センサ伝送線３１５は上流部３２０、結合器部４１０及び下流部３２５を有する。上流部３２０は第１端部３２１及び第２端部３２２を有する。上流部３２０の第１端部３２１は、伝送線部３００の上流コネクタ３０５を通じて、主伝送線６００の上流端６０１に電気的及び機械的に接続可能である。
【０１４６】
一つの例示的な実施形態においては、上流コネクタ３０５はＮ型雄コネクタ（Type N male connector）である。
【０１４７】
上流部３２０の第２端部３２２は、無指向性結合器印刷回路基板４００の結合器部４１０の上流端４１１に電気的に接続されている。一つの例示的な実施形態においては、結合器部４１０の上流端部４１１は、上流壁３３５を通って延びる上流部３２０の第２端部３２２の一部にハンダ接合されている。上流端部４１１の第２端部３２２へのハンダ接合は、伝送線部３００の溝３４５内の定位置に無指向性結合器印刷回路基板４００を機械的に固定する。
【０１４８】
無線周波数電力センサの伝送線３１５の下流部３２５は第１端部３２６及び第２端部３２７を有する。下流部３２５の第２端部３２７は無指向性結合器印刷回路基板４００の結合器部４１０の下流端４１２に電気的に接続されている。一つの例示的な実施形態においては、結合器部４１０の下流端４１２は下流壁３４０を通って延びる下流部３２５の第２端部３２７の一部にハンダ接合されている。下流端４１２の第２端部３２７へのハンダ接合は、伝送線部３００の溝３４５内の定位置に無指向性結合器印刷回路基板４００を機械的に固定する。
【０１４９】
無線周波数電力センサの伝送線３１５の下流部３２５の第１端部３２６は、下流コネクタ３１０を通じて主伝送線６００の下流端部６０２に電気的及び機械的に接続されている。一つの例示的な実施形態においては、下流コネクタはＮ型雌コネクタ（Type N female connector）である。
【０１５０】
図１０と図１１は無線周波数電力センサ１００の無指向性結合器印刷回路基板４００の等角図を示す。無指向性結合器印刷回路基板４００は表側部４０５及び裏側部４１５を有する。表側部４０５及び裏側部４１５は、無指向性結合器印刷回路基板４００の対向する面に位置している。表側部４０５は無線周波数電力センサの伝送線３１５の結合器部４１０を備えている。一つの例示的な実施形態においては、結合器部４１０は５０オームのマイクロストリップライン伝送路であり、約２ＧＨｚ以下の周波数における低挿入損失（low insertion loss）及び良好な挿入ＶＳＷＲ(good insertion VSWR)のために最適化されている。例えば、例示的な実施形態においては、結合器部４１０の挿入オフ(insertion off)は約０．１ｄＢ未満であり、ＶＳＷＲは約１．１０である。
【０１５１】
無指向性結合器印刷回路基板４００は、印刷金属構造部４２０を備えた裏側部４１５を有する。一つの例示的な実施形態においては、印刷金属構造部４２０は約3.18mm(0.125 inches)の直径を有するプリント金属円形ドット（printed metallic circular dot）である。印刷金属構造部は、限定するものではないが、楕円や四角形のような他の形状でもよいと考えられる。一つの例示的な実施形態においては、印刷金属構造部４２０の中心は、結合器部４１０の中心線４１３に沿って配置される。さらに、いくつかの例示的な実施形態においては、印刷金属構造部４２０の中心は結合器部４１０の中心線４１３に沿って配置され、また結合器部４１０の上流端４１１と下流端４１２との真ん中に配置される。
【０１５２】
結合器部４１０と印刷金属構造部４２０とのオーバラップの量は、無指向性結合器印刷回路基板４００の誘電材料４２５、結合器部４１０及び印刷金属構造部により形成されるコンデンサの値を決定する要因となる。コンデンサの値に影響しうる他の要因は、結合器部４１０の幅、無指向性結合器印刷回路基板４００の誘電材料４２５の厚さ、及び印刷金属構造部４２０のサイズ（例えば円形の直径）を含んでいる。
【０１５３】
無指向性結合器印刷回路基板４００は、結合器部４１０と印刷金属構造部４２０との間に配置された誘電材料４２５を有する。無指向性結合器印刷回路基板４００の一つの例示的な実施形態において、誘電材料４２５はＦＲ４である。ＦＲ４の厚さは約５．１mm(.020 inches)であり、結合器部４１０及び印刷金属構造部４２０が作られる銅箔の厚さは少なくとも約０．２mm(0.008 inches)である。無指向性結合器印刷回路基板４００の長さは約７．６mm(.3 inches)であり、幅は約１０mm(.4 inches)である。無指向性結合器印刷回路基板４００は、限定するものではないが、例えば、ＡｒｌｏｎまたはＲｏｇｅｒｓ  ５８−８０により提供されるプリント基板材料のような、上述したようなサイズのＦＲ４から作成された無指向性結合器印刷回路基板４００の誘電材料４２５と類似した誘電特性を有する能力がある、他の誘電材料４２５により製造されてもよいと考えられる。ＦＲ４は、難燃性（自己消火性）のエポキシ樹脂バインダを含むガラス繊維織物から構成された複合誘電材料である。
【０１５４】
図２−図４、図７、図９及び図１１を参照すると、伝送線部３００の基部壁３３０は開口３３１を有し、伝送線部３００の基部３５０は開口３３１を有する。さらに、上述のように、直方体部の空洞の基部２６６は開口２６７を有し、絶縁層２９０は開口２９１を有する。これら全ての開口は同心であり、従って電力伝達部材５１５の先端部５１７が通り抜けて、無指向性結合器印刷回路基板４００の裏側部４１５上の印刷金属構造部４２０に接触する。電力伝達部材５１５は印刷金属構造部４２０に電気的に接続される。電力伝達部材５１５は無指向性結合器印刷回路基板４００によって主伝送線６００からサンプリングした無線周波数電力がアナログ基板５００へ進行するための経路を提供する。
【０１５５】
図１２は無線周波数電力センサ１００のブロック図を示す。無線周波数電力センサ１００は無指向性結合器７００とアナログ処理回路７１０とを含む。主伝送線６００は無指向性結合器７００に電気的に接続されている。無指向性結合器７００はアナログ処理回路７１０に電気的に接続されている。アナログ処理回路７１０はチャネル電力メータ７２０に電気的に接続されている。主伝送線６００は無線周波数電力センサ１００に電気的に接続されている。無線周波数電力センサ１００はチャネル電力メータに電気的に接続されている。無指向性結合器７００は主伝送線６００上のエネルギ（ＲＦ電圧）をサンプリングし、エネルギのサンプルをアナログ処理回路７１０に提供する。アナログ処理回路７１０は無指向性結合器７００からエネルギのサンプルを受け取って、エネルギのサンプルを処理し、主伝送線６００上を進行する無線周波数電力のフルスケールレベル(full scale level)を表すようにスケーリングした直流電圧を出力する。アナログ処理回路７１０はチャネル電力メータ７２０に直流電圧を出力する。別案として述べると、アナログ処理回路７１０はサンプリングしたエネルギを、主伝送線６００上の無線周波数電力に線形に比例するスケーリングした直流電圧に変化させる。チャネル電力メータ７２０は主伝送線６００を進行する無線周波数電力のフルスケールレベルのための値を表示するように構成されており、この値はアナログ処理回路７１０から受け取ったスケーリングした直流電圧の値に相応する。
【０１５６】
例えば、無線周波数電力センサ１００が１００Ｗのフルスケール電力レベルを有し、且つ０−４ＶＤＣのスケーリングしたアナログ電圧出力範囲を有する場合、アナログ処理回路は主伝送線６００上を５０Ｗが進行してきたときにチャネル電力メータ７２０に２ＶＤＣのスケーリングした直流電圧レベルを出力する。チャネル電力メータ７２０は、０−４ＶＤＣのスケーリングした直流入力範囲を備えて構成されていれば、２ＶＤＣのスケーリングした直流電流を受け取って、主伝送線６００上の電力測定値を５０Ｗと表示する。無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０のスケーリングした直流電圧出力と、チャネル電力メータ７２０のアナログ直流入力とは、０−４ＶＤＣ以外の範囲にスケーリングできるものと考えられる。
【０１５７】
図１３−図１４を参照すると、図１３は無指向性結合器７００のブロック図を示し、これは無指向性結合器印刷回路基板４００、電力伝達部材５１５及び容量性減衰器５２０を含む。無指向性結合器印刷回路基板４００は電力伝達部材５１５に電気的に接続されている。電力伝達部材５１５は容量性減衰器５２０に電気的に接続され、これは分路コンデンサ（shunt capacitor）として構成される。容量性減衰器５２０はアナログ処理回路７１０に電気的に接続されている。上述したように、無指向性結合器７００は主伝送線６００上のエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を得て、主伝送線６００からサンプリングしたエネルギをアナログ処理回路７１０に提供する。図６、図１０−図１１及び図１３を参照すると、無指向性結合器印刷回路基板４００の結合器部４１０は、無線周波数電力センサの伝送線３１５の一部であるが、主伝送線６００に電気的に接続されている。結合器部４１０が主伝送線６００に電気的に接続されていると、主伝送線６００の上流端６０１と下流端６０２との間を流れるエネルギは、無指向性結合器印刷回路基板４００の結合器部４１０を通り抜ける。上述のように、無指向性結合器印刷回路基板４００はコンデンサとして作用する。これは無指向性結合器印刷回路基板４００の印刷金属構造部４２０、結合器部４１０及び誘電材料４２５の構造のためである。
【０１５８】
従って、無指向性結合器７００は容量性無指向性結合器として作用する。さらに、結合器部４１０と印刷金属構造部４２０は、前記無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されている。従って、エネルギ（無線周波数電力）が主伝送線６００を通じて進行すると、電力伝達部材５１５を通じて電気的に接続された無指向性結合器印刷回路基板４００と容量性減衰器５２０とにより、容量性電圧分圧器（capacitive voltage divider）が形成される。言い換えると、無指向性結合器７００の無指向性結合器印刷回路基板４００と容量性減衰器５２０は、主伝送線６００上を進行するエネルギのサンプルを生成する容量性電圧分圧器を形成するように構成されている。無指向性結合器７００により生成されたサンプリングしたエネルギは、アナログ処理回路７１０に供給される。
【０１５９】
一つの例示的な実施形態においては、無指向性結合器７００により生成されたサンプリングしたエネルギは、ラインパワーを介してフルスケールで(at full scale thru line power)約１４ｄＢｍである。さらに、一つの例示的な実施形態においては、無指向性結合器７００により生成されるエネルギサンプルの電力レベルは、主伝送線６００からラインパワーを介してフルスケールで約−３６ｄＢｍである。
【０１６０】
図１４は無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０のブロックダイアグラムを示し、これは抵抗減衰器５２５、二乗検波器５３０、第１アナログ利得段５３５、第２アナログ利得段５４０、温度補償回路５４５及びポート５５０を有する。アナログ処理回路７１０は無指向性結合器７００に電気的に接続されて、無指向性結合器７００により生成されたエネルギサンプルを受け取る。より具体的には、抵抗減衰器５２５が無指向性結合器７００に電気的に接続されて、無指向性結合器７００から主伝送線６００上を進行するエネルギのサンプルを受け取る。抵抗減衰器５２５は二乗検波器５３０に電気的に接続されている。二乗検波器５３０は第１アナログ利得段５３５に電気的に接続されている。
【０１６１】
第１アナログ利得段５３５は第２アナログ利得段５４０に電気的に接続されている。第２アナログ利得段５４０はポート５５０に電気的に接続されている。温度補償回路５４５は第１アナログ利得段５３５に電気的に接続されている。ポート５５はチャネル電力メータ７２０に電気的に接続可能である。無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、チャネル電力メータ７２０に電気的に接続可能である。
【０１６２】
抵抗減衰器５２５は、無指向性結合器７００から、無指向性結合器７００により生成された主伝送線６００上のエネルギのサンプルを受け取る。抵抗減衰器５２５は、エネルギのサンプルの電圧レベルを二乗検波器５３０にとって適切なレベルに設定することにより、無指向性結合器７００から受け取ったエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を減衰する。
【０１６３】
抵抗減衰器５２５は、無指向性結合器７００の回路部品とアナログ処理回路７１０の回路部品との間の絶縁も提供する。抵抗減衰器５２５は、減衰したエネルギのサンプルを二乗検波器５３０に出力する。
【０１６４】
従って、抵抗減衰器５２５は、無指向性結合器７００から主伝送線６００上を進行するエネルギを表すエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受け取って、エネルギのサンプルを主伝送線６００上を進行するエネルギを表す減衰したエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）に変換するように構成されている。一つの例示的な実施形態においては、抵抗減衰器５２５により二乗検波器５３０に出力された減衰したエネルギのサンプルは、ラインパワーを介したフルスケールで主伝送線６００からは約−２３ｄＢｍであり、これは二乗検波器５３０がその動特性(dynamic response)の二乗則領域内で作動できるようにする。
【０１６５】
二乗検波器５３０は抵抗減衰器５２５により生成された減衰したエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受け取って、主伝送線６００上を進行するエネルギを表すアナログ直流電圧を第１アナログ利得段５３５に出力する。従って、二乗検波器５３０は主伝送線６００上を進行するエネルギを表す減衰したエネルギのサンプル（ＲＦ電圧）を受け取って、エネルギのサンプルを主伝送線６００上を進行するエネルギを表すアナログ直流電圧に変換し、アナログ直流電圧を第１アナログ利得段５３５に提供するように構成されている。
【０１６６】
一つの例示的な実施形態においては、二乗検波器５３０のアナログ直流電圧出力はフルスケールで約１ｍＶである。
【０１６７】
第１アナログ利得段５３５は二乗検波器５３０からアナログ直流電圧出力を受け取って、二乗検波器５３０からアナログ直流電圧出力に温度補正を適用する。第１アナログ利得段５３５により適用される温度補正は、二乗検波器５３０のあらゆる熱誘発ドリフト(thermally induced drift)の影響を較正する。この温度補正直流電圧は、第２アナログ利得段５４０に提供される。第１アナログ利得段５３５により適用される温度補正の量は、温度補償回路５４５の出力により決定される。温度補償回路５４５は直方体部２５０の空洞２６５内の空気の温度を測定する。一つの例示的な実施形態においては、温度補償回路５４５は第１アナログ利得段５３５のフィードバックループに配置されたポジスタ(posistor)である。他の例示的な実施形態においては、温度補償回路５４５は、限定するものではないが、例えばサーミスタのような他の装置を使用しても実行できるものと考えられる。
【０１６８】
第１アナログ利得段５３５は、温度補正した直流電圧として第２アナログ利得段５４０に出力するに先立って、アナログ直流電圧にいくらかの増幅も適用する。第１アナログ利得段５３５の全体利得も変化し、温度補償回路５４５により決定される。一つの例示的な実施形態においては、約８２４の利得が第１アナログ利得段５３５によりアナログ直流電圧に適用され、これにより約０．８Ｖの温度補正した直流電圧が生成される。
【０１６９】
従って、第１アナログ利得段５３５は、主伝送線６００上を進行するエネルギを表すアナログ直流電圧を受け取って、温度補正を含むアナログ直流電圧に利得を適用して二乗検波器５３０の熱誘発ドライブ(thermally induced drive)の影響を補償し、主伝送線６００上を進行するエネルギを表す温度補正した直流電圧を第２アナログ利得段５４０に出力するように構成されている。それ故に、第１アナログ利得段５３５は、主伝送線６００上を進行するエネルギを表すアナログ直流電圧を受け取って、前記アナログ直流電圧に温度補正を適用することにより温度補正した直流電圧を生成し、主伝送線上を進行するエネルギを表す温度補正した直流電圧を第２アナログ利得段５４０に出力するように構成されている。
【０１７０】
一つの例示的な実施形態においては、第１アナログ利得段５３５は例えば１μＶ未満の非常に低いオフセットを伴う精確に操作可能な増幅器である。
【０１７１】
第２アナログ利得段５４０は、第１アナログ利得段５３５から温度補正した直流電圧を受け取って、第１アナログ利得段５３５からの温度補正した直流電圧出力に利得を適用する。第２アナログ利得段５４０により適用される利得は、主伝送線６００上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧として出力するために、温度補正した直流電圧をスケーリングする。
【０１７２】
従って、第２アナログ利得段５４０は、主伝送線６００上を進行するエネルギを表す温度補正した直流電圧を受け取って、温度補正した直流電圧に利得を適用することにより温度補正した直流電圧をスケーリングし、主伝送線６００上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧をポート５５０に出力するように構成されている。
【０１７３】
一つの例示的な実施形態においては、約５の利得が第２アナログ利得段５４０により温度補正した直流電圧に適用されてスケーリングした直流電圧が生成されるが、当業者ならば異なる基準が所望される場合には他の利得値を適用することを選択するだろう。例示的な実施形態においては、無線周波数電力センサ１００は１００Ｗのフルスケール電力範囲を有し、スケーリングした直流電圧の範囲は０−４ＶＤＣである。従って、例示的な実施形態においては、主伝送線６００上を０Ｗが進行しているときは第２アナログ利得段５４０のポート５５０へのスケーリングした直流電圧出力は０ＶＤＣであり、主伝送線６００上を５０Ｗが進行しているときは２ＶＤＣであり、主伝送線６００上を１００Ｗが進行しているときは４ＶＤＣである。スケーリングした直流電圧を生成するために、第２アナログ利得段５４０により温度補正した直流電圧に適用される基準は、第２アナログ利得段５４０の利得を調整することにより、０−４ＶＤＣとは異なる範囲を有するように変更することができる、と考えられる。
【０１７４】
ポート５５０は第２アナログ利得段からスケーリングした直流電圧を受け取って、例えばユーザにフル電力値(full power value)を表示するためのチャネル電力メータ７２０への出力のためにスケーリングした直流電圧を提供する。従って、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０のポート５５０は、例えばユーザにフル電力値を表示するためのチャネル電力メータ７２０への出力のためにスケーリングした直流電圧を提供するように構成されている。さらに、無線周波数電力センサ１００のポート５５０は、例えばユーザにフル電力値を表示するためのチャネルへの出力のためにスケーリングした直流電圧を提供するように構成されている。
【０１７５】
図１５は、無線周波数電力センサ１００のアナログ基板５００のブロック図を示す。
【０１７６】
アナログ基板５００は、電力伝達部材５１５、容量性減衰器５２０、抵抗減衰器５２５、二乗検波器５３０、第１アナログ利得段５３５、第２アナログ利得段５４０、温度補償回路５４５、ポート５５０及びＬＥＤ５５１を有する。電力伝達部材５１５は容量性減衰器５２０に電気的に接続されている。容量性減衰器５２０は抵抗減衰器５２５に電気的に接続されている。抵抗減衰器５２５は二乗検波器５３０に電気的に接続されている。二乗検波器５３０は第１アナログ利得段５３５に電気的に接続されている。第１アナログ利得段５３５は温度補償回路５４５に電気的に接続されている。第１アナログ利得段５３５は第２アナログ利得段５４０に電気的に接続されている。第２アナログ利得段５４０はポート５５０に電気的に接続されている。
【０１７７】
ポート５５０はＬＥＤ５５１に電気的に接続されている。ポート５５０は、電力を受け取って、第１アナログ利得段５３５、第２アナログ利得段５４０、温度補償回路５４５及びＬＥＤ５５１のような、作動に電力を必要とする無線周波数電力センサ１００のいくつかの部品に電力を供給するように構成されている。ＬＥＤ５５１は、無線周波数電力センサ１００の回路がポート５５０を通じて電力を受け取って、無線周波数電力センサ１００のいくつかの部品の電力が供給されたときに発光する。一つの例示的な実施形態においては、ポート５５０はチャネル電力メータ７２０から電力を受け取ることができる。
【０１７８】
図１６はチャネル電力メータ７２０ブロック図を示し、これはポート７２１、プロセッサ７２２、メモリ７２５、及びユーザＩ／Ｏ７２６を有する。ユーザＩ／Ｏ７２６はユーザ入力装置７２３とディスプレイ７２４の一方又は両方を含むことができる。いくつかの例示的な実施形態においては、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４とユーザ入力装置７２３は、例えばタッチスクリーンのように、組み合わされていてもよい。またユーザＩ／Ｏ７２６は独立したディスプレイ７２４とユーザ入力装置７２３とを有していてもよい。他の例示的な実施形態においては、ユーザ入力装置７２３はボタン、キーパッドまたはキーボードである。
【０１７９】
プロセッサ７２２はポート７２１、ディスプレイ７２４、メモリ７２５及びユーザＩ／Ｏ７２６に電気的に接続されている。チャネル電力メータ７２０は、無線周波数電力センサ１００からスケーリングした直流電圧を受け取って、ディスプレイ７２４を通じて、主伝送線６００上を進行する無線周波数電力の相応するフルスケール値をユーザに表示するように構成されている。複数の無線周波数電力センサ１００がチャネル電力メータ７２０に接続されている場合、ユーザはユーザＩ／Ｏ７２６を利用して、例えば個別にスクロールして無線周波数電力センサ１００に接続されたそれぞれのフルスケール値の一つ以上を表示したり、あるいは無線周波数電力センサ１００に接続されたそれぞれのフルスケール値の全てを同時に表示することにより、無線周波数電力センサ１００に接続されたそれぞれの無線周波数電力測定のための個別のフルスケール値を表示することができる。
【０１８０】
図１７はＲＦ伝送システム８０１用の無線周波数電力計測システム８００のブロック図を示す。無線周波数電力計測システム８００は、第１入力電力センサ８１０、第２入力電力センサ８２０及び出力電力センサ８３５を有する。ＲＦ伝送システム８０１は第１チャネル伝送線８０５、第２チャネル伝送線８１５、合成器８２５及び合成チャネル伝送線８３０を有する。
【０１８１】
第１入力電力センサ８１０は第１チャネル伝送線８０５及びチャネル電力メータ７２０に電気的に接続可能である。第２入力電力センサ８２０は第２チャネル伝送線８１５及びチャネル電力メータ７２０に電気的に接続可能である。合成器８２５は第１チャネル伝送線８０５、第２チャネル伝送線８１５及び合成チャネル伝送線８３０に電気的に接続されている。出力電力センサ８３５は合成チャネル伝送線８３０及びチャネル電力メータ７２０に電気的に接続可能である。
【０１８２】
第１入力電力センサ８１０は、第１チャネル伝送線８０５上の無線周波数電力レベルを測定し、測定した第１チャネル伝送線８０５上の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータ７２０に提供するように構成されている。第２入力電力センサ８２０は第２チャネル伝送線８１５上の無線周波数電力レベルを測定し、測定した第２チャネル伝送線８１５上の無線周波数電力レベルをチャネル電力メータ７２０に提供するように構成されている。
【０１８３】
第１入力電力センサ８１０は、無線周波数電力センサ１００のような無指向性電力センサでよい。第２入力電力センサ８２０は、無線周波数電力センサ１００のような無指向性電力センサでよい。
【０１８４】
合成器８２５は、第１チャネル伝送線８０５からの第１チャネルと第２チャネル伝送線８１５からの第２チャネルとを、合成チャネル伝送線８３０上に合成するように構成されている。出力電力センサ８３５は、合成チャネル伝送線８３０上の第１チャネルの無線周波数電力レベルを測定し、測定した第１チャネルの無線周波数電力レベルをチャネル電力メータ７２０に提供するように構成されている。出力電力センサ８３５は、合成チャネル伝送線８３０上の第２チャネルの無線周波数電力レベルを測定し、測定した第２チャネルの無線周波数電力レベルをチャネル電力メータ７２０に提供するように構成されている。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、指向性のチャネル化された(directional channelized)電力を決定する能力を持ついかなる装置でもよい。出力電力センサ８３５は、指向性のチャネル化された電力を決定する能力がない装置（例えば複合電力測定装置(composite power measurement device)）であってもよく、対象となるチャネル(channel of interest)の無線周波数電力レベルが測定されるときに、対象となるチャネルだけでも作動しさえすればよい。例えば、第１チャネルの無線周波数電力レベルが測定されているときには第１チャネルのみが作動し、第２チャネルの無線周波数電力レベルが測定されているときには第２チャネルのみが作動するようにすれば、複合電力測定装置は出力電力センサ８３５として使用することができる。
【０１８５】
チャネル電力メータ７２０は、第１チャネル伝送線８０５上の第１チャネルの無線周波数電力レベル、これは第１チャネル合成器前の無線周波数電力レベル（合成器８２５に入る前の第１チャネルの無線周波数電力レベル）だが、これを表示するように構成されている。
【０１８６】
チャネル電力メータ７２０は、第２チャネル伝送線８１５上の第２チャネルの無線周波数電力レベル、これは第２チャネル合成器前の無線周波数電力レベル（合成器８２５に入る前の第２チャネルの無線周波数電力レベル）だが、これを表示するようにも構成されている。また、チャネル電力メータ７２０は、合成チャネル伝送線８３０上の第１チャネルの無線周波数電力レベル、これは第１チャネル合成器後の無線周波数電力レベル（合成器８２５を出た後の第１チャネルの無線周波数電力レベル）だが、これを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８３０上の第２チャネルの無線周波数電力レベル、これは第２チャネル合成器後の無線周波数電力レベル（合成器８２５を出た後の第２チャネルの無線周波数電力レベル）だが、これを表示するように構成されている。
【０１８７】
また、チャネル電力メータ７２０は、第１チャネル合成器前の無線周波数電力レベルと第１チャネル合成器後の無線周波数電力レベルとの間の差である、第１チャネルの合成器損失を算出して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、第２チャネル合成器前の無線周波数電力レベルと第２チャネル合成器後の無線周波数電力レベルとの間の差である、第２チャネルの合成器損失を算出して表示するように構成されている。
【０１８８】
図１８は無線周波数電力計測システム８００を使用したＲＦ伝送システム８０１における合成器損失決定方法９００を示すフローチャートである。ブロック９０５において、第１チャネル伝送線上の第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを第１入力電力センサ８１０を使用して測定する。第１入力電力センサ８１０は無線周波数電力センサ１００でよい。ブロック９１０において、合成チャネル伝送線８３０上の第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを出力電力センサ８３５を使用して測定する。
【０１８９】
ブロック９１５において、第２チャネル伝送線上の第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルを第２入力電力センサ８２０を使用して測定する。第２入力電力センサ８２０は無線周波数電力センサ１００でよい。ブロック９２０において、合成チャネル伝送線８３０上の第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを出力電力センサ８３５を使用して測定する。
【０１９０】
ブロック９２５において、測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルが第１入力電力センサ８１０によりチャネル電力メータ７２０に提供され、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルが出力電力センサ８３５によりチャネル電力メータ７２０に提供され、測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルが第２入力電力センサ８２０によりチャネル電力メータ７２０に提供され、測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルが出力電力センサ８３５によりチャネル電力メータ７２０に提供される。
【０１９１】
ブロック９３０において、第１チャネルの合成器損失レベルをチャネル電力メータ７２０を使用して算出する。第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの差の算出による。
【０１９２】
ブロック９３５において、第２チャネルの合成器損失レベルをチャネル電力メータ７２０を使用して算出する。第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルと第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルとの差の算出による。
【０１９３】
ブロック９４０において、算出した第１チャネルの合成器損失レベル及び算出した第２チャネルの合成器損失レベルは、チャネル電力メータ７２０によりユーザに表示される。
【０１９４】
例示的な実施形態においては、チャネル電力メータ７２０は、算出した第１チャネルの合成器損失レベル及び算出した第２チャネルの合成器損失レベルを、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を使用して表示する。
【０１９５】
図１９は、無線周波数電力計測システム８００の例示的な実施形態において、チャネル電力メータ７２０のメモリ７２５内に記憶され、プロセッサ７２２により実行される損失算出用プログラム１０００のフローチャートであり、図１６−図１７を参照しつつ説明する。
【０１９６】
ブロック１００５において、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルはプロセッサ７２２が受け取ってメモリ７２５内に記憶される。いくつかの例示的な実施形態においては、測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルは、第１チャネル伝送線８０５上を進行するエネルギ（合成器８２５に入る前の第１チャネルの無線周波数電力レベル）を表すスケーリングした直流電圧の形態で、チャネル電力メータ７２０に受け取られる。測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルは、第１入力電力センサ８１０により測定され、第１入力電力センサ８１０から受け取られる。
【０１９７】
第１入力電力センサ８１０は、無線周波数電力センサ１００のような無指向性電力センサでよい。測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルは第１チャネル伝送線８０５上の無線周波数電力レベルである。
【０１９８】
ブロック１０１０において、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルはプロセッサ７２２により受け取られ、メモリ７２５内に記憶される。
【０１９９】
測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルは、出力電力センサ８３５により測定され、出力電力センサ８３５から受け取られる。いくつかの例示的な実施形態においては、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルは、第１チャネルの合成チャネル伝送線８３０上を進行するエネルギ（合成器８２５から出た後の第１チャネルの無線周波数電力レベル）を表すスケーリングした直流電圧の形態で、チャネル電力メータ７２０に受け取られる。例示的な実施形態においては、出力電力センサ８３５は、スペクトラムアナライザのような、指向性のチャネル化された電力を決定する能力を持ついかなる装置でもよい。出力電力センサ８３５は、指向性のチャネル化された電力を決定する能力がないデバイスでもよく（例えば複合電力測定装置）、対象となるチャネルの無線周波数電力レベルが測定されるときに、対象となるチャネルだけでも作動しさえすればよい。例えば、第１チャネルの無線周波数電力レベルが測定されているときには第１チャネルのみが作動し、第２チャネルの無線周波数電力レベルが測定されているときには第２チャネルのみが作動するようにすれば、複合電力測定装置は出力電力センサ８３５として使用することができる。測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルは、合成チャネル伝送線８３０上の第１チャネルの無線周波数電力レベルである。
【０２００】
ブロック１０１５において、測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルはプロセッサ７２２により受け取られ、メモリ７２５内に記憶される。いくつかの例示的な実施形態においては、測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルは、第２チャネル伝送線８１５上を進行するエネルギ（合成器８２５に入る前の第２チャネルの無線周波数電力レベル）を表すスケーリングした直流電圧の形態で、チャネル電力メータ７２０に受け取られる。測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルは、第２入力電力センサ８２０により測定され、第２入力電力センサ８２０から受け取られる。第２入力電力センサ８２０は、無線周波数電力センサ１００のような、無指向性電力センサでもよい。測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルは、第２チャネル伝送線８１５上の無線周波数電力レベルである。
【０２０１】
ブロック１０２０において、測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルはプロセッサ７２２により受け取られ、メモリ７２５内に記憶される。いくつかの例示的な実施形態においては、測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルは、第２チャネルの合成チャネル伝送線８３０上を進行するエネルギ（合成器８２５から出た後の第２チャネルの無線周波数電力レベル）を表すスケーリングした直流電圧の形態で、チャネル電力メータ７２０に受け取られる。測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルは、出力電力センサ８３５により測定され、出力電力センサ８３５により受け取られる。例示的な実施形態においては、出力電力センサ８３５は、スペクトラムアナライザのような、指向性のチャネル化された電力を決定する能力を持ついかなる装置でもよい。出力電力センサ８３５は、指向性のチャネル化された電力を決定する能力がないデバイスでもよく（例えば複合電力測定装置）、対象となるチャネルの無線周波数電力レベルが測定されるときに、対象となるチャネルだけでも作動しさえすればよい。
【０２０２】
例えば、第１チャネルの無線周波数電力レベルが測定されている時には第１チャネルのみが作動し、第２チャネルの無線周波数電力レベルが測定されている時には第２チャネルのみが作動するようにすれば、複合電力測定装置は出力電力センサ８３５として使用することができる。
【０２０３】
測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルは合成チャネル伝送線８３０上の第２チャネルの無線周波数電力レベルである。
【０２０４】
ブロック１０２５において、第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルは、測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルをメモリ７２５から取り出し、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルをメモリ７２５から取り出し、測定した合成器前の無線周波数電力レベルと測定した合成器後の無線周波数電力レベルとの差を算出し、第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルとして差をメモリ７２５に記憶することによって、プロセッサ７２２により決定する。
【０２０５】
ブロック１０３０において、第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルは、測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベルをメモリ７２５から取り出し、測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルをメモリ７２５から取り出し、測定した合成器前の無線周波数電力レベルと測定した合成器後の無線周波数電力レベルとの差を算出し、第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルとして差をメモリ７２５に記憶することによって、プロセッサ７２２により決定する。
【０２０６】
ブロック１０３５において、第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルはメモリ７２５から取り出されてユーザに出力される。プロセッサ７２２は第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルをユーザＩ／Ｏ７２６を利用してユーザに出力することができる。
【０２０７】
例示的な実施形態においては、プロセッサ７２２は表示のために、第１チャネル合成器無線周波数電力損失レベルの表示を、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を利用して、ユーザに出力することができる。
【０２０８】
ブロック１０４０において、第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルはメモリ７２５から取り出されてユーザに出力される。プロセッサ７２２は第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルをユーザＩ／Ｏ７２６を利用してユーザに出力することができる。
【０２０９】
例示的な実施形態においては、プロセッサ７２２は表示のために、第２チャネル合成器無線周波数電力損失レベルの表示を、ユーザＩ／Ｏ７２６のディスプレイ７２４を利用して、ユーザに出力することができる。
【０２１０】
例示的な実施形態においては、プロセッサ７２２は測定した第１チャネルの合成器前の無線周波数電力レベル、測定した第１チャネルの合成器後の無線周波数電力レベル、測定した第２チャネルの合成器前の無線周波数電力レベル、及び測定した第２チャネルの合成器後の無線周波数電力レベルを、チャネル電力メータ７２０のポート７２１を通して受け取ることができる。
【０２１１】
図２０は無線周波数電力センサ１００を使用した方法１１００のフローチャートである。
【０２１２】
ブロック１１０５において、無線周波数電力センサ１００と主伝送線６００を準備する。
【０２１３】
ブロック１１１０において、無線周波数電力センサ１００を主伝送線６００に接続する。
【０２１４】
ブロック１１１５において、無指向性結合器７００を使用して、無線周波数電力センサ１００により、主伝送線上を進行するエネルギのサンプルを得る。
【０２１５】
ブロック１１２０において、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０が、無指向性結合器７００により得られたエネルギのサンプルを減衰して、減衰したエネルギのサンプルとする。例示的な実施形態においては。無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、抵抗減衰器５２５を使用して、エネルギのサンプルを減衰したエネルギのサンプルに変換する。
【０２１６】
ブロック１１２５において、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、無指向性結合器７００により得られた減衰したエネルギのサンプルを、主伝送線６００上を進行するエネルギを表す直流電圧に変換し、これによりアナログ直流電圧を生成する。例示的な実施形態においては、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、二乗検波器５３０を使用して、減衰したエネルギのサンプルを、アナログ直流電圧に変換する。
【０２１７】
ブロック１１３０において、アナログ処理回路７１０は、アナログ直流電圧を温度補正し、これにより温度補正した直流電圧を生成する。例示的な実施形態においては、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、第１アナログ利得段５３５を使用して、アナログ直流電圧を温度補正する。
【０２１８】
ブロック１１３５において、アナログ処理回路７１０は温度補正した直流電圧をスケーリングし、これによりスケーリングした直流電圧を生成する。例示的な実施形態においては、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、第２アナログ利得段５４０を使用して、温度補正した直流電圧をスケーリングする。
【０２１９】
ブロック１１４０において、スケーリングした直流電圧をアナログ処理回路７１０により出力する。一つの例示的な実施形態においては、無線周波数電力センサ１００のアナログ処理回路７１０は、ポート５５０を使用して、スケーリングした直流電圧を出力する。
【０２２０】
本発明が上述の特定の実施形態とともに説明されていたとしても、多数の代替、組み合わせ、修正及び変形が当業者に自明であることは明白である。従って、本発明の好ましい実施形態は、説明のみを意図したとおりで、意味を限定するものではない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、さまざまな変更が可能である。上記実施形態と他の実施形態との組み合わせは、当業者が上記説明を学べば自ずから明らかになり、その中に包含することが意図されるものである。それ故、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により定義され、特許請求の範囲の目的内に入る全ての装置、工程、及び方法は、逐語的であると等価であるとを問わず、その中に包含することが意図されるものである。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月18日(2017.12.18)
【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】
無指向性結合器及びアナログ処理回路を含み、
前記無指向性結合器は容量性無指向性結合器であって無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器を含み、
前記無指向性結合器印刷回路基板は主伝送線上を進行するエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、
前記無指向性結合器印刷回路基板及び容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、前記主伝送線上のエネルギのサンプルを提供することを特徴とする無線周波数電力センサ。
【請求項２】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項１に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項３】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部は前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、前記結合器部と前記印刷金属構造部の間に誘電材料が配置され、
前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、
前記結合器部と前記印刷金属構造部は無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されている請求項１または２に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項４】
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に電気的に接続され且つ分路コンデンサとして構成され、
電力伝達部材が前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器を電気的に接続する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項５】
前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器を電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに有し、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項６】
前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項７】
前記印刷金属構造部は円形ドットであり、
前記電力伝達部材は可撓性を有し、
前記電力伝達部材は、ワイヤ、ピン及び／または伸縮ピンであり、
前記容量性減衰器は分布コンデンサである請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項８】
前記印刷金属構造部は３．１８mmの直径を有し、
前記無指向性結合器印刷回路基板の長さは約７．６mmであり、
前記無指向性結合器印刷回路基板の幅は約１０mmであり、
前記無指向性結合器印刷回路基板の誘電材料の厚さは約０．５１mmであり、
前記結合部材は約１．２７mmの幅と約７．６２mmの長さを有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項９】
前記アナログ処理回路は前記主伝送線上の前記エネルギのサンプルを受け取って、前記エネルギのサンプルを出力用の直流電圧に変換するように構成され、
前記直流電圧は前記主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングされた直流電圧である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項１０】
前記アナログ処理回路は抵抗減衰器、二乗検波器、第１アナログ利得段、第２アナログ利得段、及びポートを含み、
前記抵抗減衰器は前記容量性無指向性結合器から前記主伝送線上の前記エネルギのサンプルを受け取って前記エネルギのサンプルを減衰したエネルギのサンプルに変換するように構成され、
前記二乗検波器は前記減衰したエネルギのサンプルを受け取って前記減衰したエネルギのサンプルをアナログ直流電圧に変換するように構成され、
前記第１アナログ利得段は前記直流電圧を受け取って前記アナログ直流電圧に温度補正を伴う利得を適用し、これによって温度補正した直流電圧を生成するように構成され、前記第１アナログ利得段により適用される温度補正量は温度補償回路の出力によって決定され、
前記第２アナログ利得段は前記温度補正した直流電圧を受け取ってスケーリングし、これによってスケーリングした直流電圧を生成するように構成され、
前記ポートは前記スケーリングした直流電圧を受け取って前記スケーリングした直流電圧を出力する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の無線周波数電力センサ。
【請求項１１】
無線周波数電力センサ及び主伝送線を準備し、前記無線周波数電力センサは無指向性結合器及びアナログ処理回路を含み、
前記無線周波数電力センサを前記主伝送線に接続し、
前記無指向性結合器を使用して前記主伝送線上のエネルギのサンプルを取得し、
前記無指向性結合器は容量性無指向性結合器であり、無指向性結合器印刷回路基板（ＰＣＢ）と容量性減衰器を含み、
前記無指向性結合器印刷回路基板は前記主伝送線上のエネルギを移送するように構成された結合器部を含み、
前記無指向性結合器印刷回路基板と前記容量性減衰器は容量性電圧分圧器として構成されて、前記主伝送線上のエネルギのサンプルを提供する無線周波数電力センサの使用方法。
【請求項１２】
前記エネルギのサンプルを前記主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧に変換し、前記スケーリングした直流電圧を出力することをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記結合器部はマイクロストリップラインである請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記無指向性結合器印刷回路基板の表側部は前記結合器部を含み、前記無指向性結合器印刷回路基板の裏側部は印刷金属構造部を含み、誘電材料が前記結合器部と前記印刷金属構造部との間に配置され、
前記結合器部と前記印刷金属構造部の少なくとも一部はオーバラップしており、
前記結合器部と前記印刷金属構造部は前記無線周波数電力が前記結合器部に存在するときに結合するように構成されており、
前記容量性減衰器は前記印刷金属構造部に接続されて分路コンデンサとして構成されている請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
電力伝達部材が前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続されており、
前記無線周波数電力センサは前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器に電気的に接続するように構成された電力伝達部材をさらに含み；
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に電気的に接続されている請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記電力伝達部材は前記印刷金属構造部及び前記容量性減衰器を電気的に接続するように構成されており、
前記容量性減衰器は前記電力伝達部材の基部に配置され、前記電力伝達部材の先端部は前記印刷金属構造部に接触している請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記印刷金属構造部は円形ドットであり、
前記電力伝達部材は可撓性を有し、
前記電力伝達部材は、ワイヤ、ピン及び／または伸縮ピンであり、
前記容量性減衰器は分布コンデンサである請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記印刷金属構造部は３．１８mmの直径を有し、
前記無指向性結合器印刷回路基板の長さは約７．６mmであり、前記無指向性結合器印刷回路基板の幅は約１０mmであり、
前記無指向性結合器印刷回路基板の誘電材料の厚さは約０．５１ｍｍであり、
前記結合器部は約１．２７ｍｍの幅と約７．６２ｍｍの長さを有する請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アナログ処理回路は前記主伝送線上の前記エネルギのサンプルを受け取って、前記エネルギのサンプルを出力用の直流電圧に変換するように構成されており、
前記直流電圧は前記主伝送線上を進行するエネルギを表すスケーリングした直流電圧である請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記アナログ処理回路は抵抗減衰器、二乗検波器、第１アナログ利得段、第２アナログ利得段、温度補償回路及びポートを含み、
前記二乗検波器を使用して前記減衰したエネルギのサンプルをアナログ直流電圧に変換し、
前記第１アナログ利得段を使用して利得及び温度補正を前記アナログ直流電圧に適用することにより前記アナログ直流電圧を温度補正した直流電圧に変換し、前記第１アナログ利得段の利得は前記温度補償回路の出力により決定され、
前記第２アナログ利得段を使用して温度補正した直流電圧をスケーリングした直流電圧に変換し、
前記ポートを使用してスケーリングした直流電圧を出力することをさらに含む請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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