(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、
前記第１のチャンネルに用いる前記組合せは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
前記情報で前記搬送周波数と前記回転周波数とを変調し、前記２つのチャンネルを持つ電磁波を送信することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記２つのチャンネルは同じ搬送周波数を持つ
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記２つのチャンネルは異なる搬送周波数を持つ
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記２つのチャンネルは同じ回転周波数を持つ
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数は、前記第２のチャンネルにおける前記回転周波数と異なる
請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数が、前記第１のチャンネルにおける前記搬送周波数よりも、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の２分の１だけ低く、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の２分の１だけゼロより高い
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記電磁波が、伝搬軸の周りに角度を持たせて、前記伝搬軸を横切る面上に配置された、少なくとも３本の単極アンテナを用いて送信される
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記電磁波が、伝搬軸の周りに直角でない角度を持たせて、前記伝搬軸を横切る面上に配置された、少なくとも３本の単極アンテナを用いて送信される
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電磁波が、伝搬軸の周りに角度を持たせて、前記伝搬軸を横切る面上に配置された、少なくとも３本の単極アンテナを用いて送信され、各情報チャンネルの回転変調器が複数の回転信号の中から、各回転信号を前記単極アンテナの角度配置に応じてシフトする
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
電磁波を用いて情報を受信する方法であって、
少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルを持つ前記電磁波を受信し、前記各チャンネルが伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせにより規定されており、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、前記情報で前記搬送周波数と前記回転周波数とを変調し
受信した前記電磁波は、前記各チャンネルのそれぞれに対して少なくとも１つの波動成分を持ち、
前記２つのチャンネルを分割する
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記２つのチャンネルは同じ搬送周波数を持つ
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記２つのチャンネルは異なる搬送周波数を持つ
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記２つのチャンネルは同じ回転周波数を持つ
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数は、前記第２のチャンネルにおける前記回転周波数と異なる
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数が、前記第１のチャンネルにおける前記搬送周波数よりも、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の２分の１だけ低く、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の２分の１だけゼロより高い
請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記電磁波が、伝搬軸の周りに直角でない角度を持たせて、前記伝搬軸を横切る面上に配置された、少なくとも３本の単極アンテナを用いて送信される
請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記電磁波が、伝搬軸の周囲に角度的に垂直とならないように配置され、前記伝搬軸に対して直角な面上にある、少なくとも３本の単極アンテナを用いて受信され、
各情報チャンネルの回転変調器が複数の回転信号の中から、各回転信号を前記単極アンテナの角度配置に応じてシフトする
請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
電磁波を用いて情報を伝達する装置であって、
チャンネルを有する少なくとも２つのコミュニケーションシステムであって、前記各チャンネルは、伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって規定されており、前記第１のコミュニケーションシステムに用いる前記組み合わせは前記第２のコミュニケーションシステムに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
前記情報で前記搬送周波数と前記回転周波数とを変調するシステムと、
前記少なくとも２つのコミュニケーションシステムに接続した結合器であって、前記少なくとも２つのコミュニケーションシステムが有する前記少なくとも２つのチャンネルに対応する信号を合成して伝達する結合器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記２つのチャンネルは同じ搬送周波数を持つ
請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記２つのチャンネルは異なる搬送周波数を持つ
請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記２つのチャンネルは同じ回転周波数を持つ
請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数は、前記第２のチャンネルにおける前記回転周波数と異なる
請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数が、前記第１のチャンネルにおける前記搬送周波数よりも、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の少なくとも２分の１だけ低く、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の少なくとも２分の１だけゼロより高い
請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記結合器が、伝搬軸の周りに、垂直でないように角度的に、伝搬軸に直角な面上に配置された少なくとも３つの単極アンテナを含む
請求項１８に記載の装置。
【請求項２５】
前記結合器が、伝搬軸の周りに、垂直でないように角度的に、伝搬軸に直角な面上に配置された少なくとも３つの単極アンテナを含み、
前記各チャンネルの回転変調器が複数の回転信号の中の各回転信号を前記単極アンテナの角度配置に対応する量だけシフトする
請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
電磁波を用いて情報を受信する装置であって、
少なくとも２つのチャンネルを含む前記電磁波を受信して複数の受信信号を生成する伝達媒体デカプラーと、
前記伝達媒体デカプラーに連結された少なくとも２つの受信システムとを含み、
前記チャンネルは、伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって規定され、
前記少なくとも２つの受信システムのそれぞれが、前記各チャンネルにおける前記搬送周波数と前記回転周波数との組み合わせを用いて前記複数の受信信号をそれぞれ復調し、前記第１の受信システムに用いる前記組み合わせは前記第２の受信システムに用いる組み合わせとは異なることを特徴とする装置。
【請求項２７】
前記２つのチャンネルは同じ搬送周波数を持つ
請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記２つのチャンネルは異なる搬送周波数を持つ
請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記２つのチャンネルは同じ回転周波数を持つ
請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１のチャンネルの前記回転周波数が、前記第２のチャンネルの前記回転周波数と異なる
請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数が、前記第１のチャンネルにおける前記搬送周波数よりも、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の少なくとも２分の１だけ低く、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の少なくとも２分の１半分だけゼロより高い
請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
前記伝達媒体デカプラーが、伝搬軸の周りに垂直でないように、実質的に前記伝搬軸に直角な面上に角度的に配置された少なくとも３つの単極アンテナを持つ
請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
前記伝達媒体デカプラーが、伝搬軸の周りに垂直でないように、実質的に前記伝搬軸に直角な面上に角度的に配置された少なくとも３つの単極アンテナを持ち、
各情報チャンネルの回転変調器が複数の回転信号の中の各回転信号を前記単極アンテナの角度配置に対応する量だけシフトする
請求項２６に記載の装置。
【請求項３４】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、
少なくとも１つの前記チャンネルが、
前記１つのチャンネルにおける前記搬送周波数を持つ搬送信号を前記情報で変調させて少なくとも２つの成分信号を生成し、当該チャンネルの前記回転周波数を有し、かつ位相をそれぞれシフトさせた複数の回転信号の中の１つの回転信号で、前記各成分信号を変調させることによって規定され、前記回転周波数はゼロよりも大きく、
前記少なくとも２つの情報チャンネルを持つ電磁波を転送する
ことを特徴とする方法。
【請求項３５】
前記１つのチャンネルに対して、前記搬送信号は前記情報で振幅変調される
請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記１つのチャンネルに対して、前記搬送信号は前記情報で位相変調される
請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記１つのチャンネルに対して、前記搬送信号は前記情報で周波数変調される
請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く
少なくとも１つの情報チャンネルが、
当該チャンネルにおける前記回転周波数を有し、かつ、位相をそれぞれシフトさせた複数の回転信号の中の各回転信号を前記情報で変調させて複数の変調回転信号を生成し、
前記各変調回転信号を前記１つのチャンネルと関連する搬送信号で変調させることによって規定され、
前記少なくとも２つのチャンネルを持つ電磁波を転送する
ことを特徴とする方法。
【請求項３９】
前記１つのチャンネルに対して、前記搬送信号は前記情報で振幅変調される
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
少なくとも１つの前記チャンネルが、当該チャンネルにおける前記回転周波数を有し、かつ位相をそれぞれシフトさせた複数の回転信号の中の各回転信号を、当該チャンネルにおける前記搬送周波数を有する複数の成分信号の中の１つの成分信号で変調させて複数の変調搬送信号を生成し、各変調搬送信号を前記情報で変調させることによって規定され、
前記少なくとも２つの前記チャンネルを持つ電磁波を転送する
ことを特徴とする方法。
【請求項４１】
前記１つのチャンネルに対して、前記変調搬送信号は前記情報で振幅変調される請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
少なくとも１つの前記チャンネルが、
第一搬送周波数を持つ第一成分信号を生成し、
第二搬送周波数を持ち前記第一成分信号とは異なる第二成分信号を生成し、
前記第一成分信号と前記第二成分信号とを前記情報で変調させることによって規定され、
１つの前記チャンネルにおける送信電磁波の成分における前記搬送周波数は前記第一搬送周波数と前記第二搬送周波数との平均であり、
１つの前記チャンネルにおける送信電磁波の成分における前記回転周波数は前記第一搬送周波数と前記第二搬送周波数との差違の半分であり、
前記少なくとも２つの情報チャンネルを持つ電磁波を転送する
ことを特徴とする方法。
【請求項４３】
前記１つのチャンネルに対して、前記第一成分信号及び前記第二成分信号は前記情報で変調される
請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記１つのチャンネルに対して、前記第一成分信号及び前記第二成分信号は前記情報で振幅変調される
請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記１つのチャンネルに対して、前記第一成分信号及び前記第二成分信号は前記情報で位相変調される
請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
電磁波を用いて情報を受信する方法であって、
少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを含む電磁波を受信し、前記各チャンネルは、伝搬する波動の搬送周波数と当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって規定され、、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
少なくとも１つの前記チャンネルが、
当該チャンネルにおける波動成分に基づいて複数の受信信号を生成し、
各回転信号が他の回転信号からそれぞれ位相シフトし、当該チャンネルにおける前記回転周波数をそれぞれ持つ複数の回転信号を生成し、
前記各受信信号を前記複数の回転信号の中の１つの回転信号で復調して複数の復調受信信号を生成し、
前記複数の復調受信信号を合算して合算信号を生成し、
前記合算信号を当該チャンネルにおける前記搬送信号で復調して前記情報を再生することによって、当該チャンネルが規定される
ことを特徴とする方法。
【請求項４７】
前記１つのチャンネルに対して、前記合算信号は当該チャンネルにおける前記搬送信号で振幅を復調されて前記情報を再生する
請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記１つのチャンネルに対して、前記合算信号は当該チャンネルにおける前記搬送信号で位相を復調されて前記情報を再生する
請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
電磁波を用いて情報を受信する方法であって、
少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを持つ電磁波を受信し、前記各チャンネルは伝搬する波動の搬送周波数と当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって規定され、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルに用いる前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
少なくとも１つの前記チャンネルが、
当該チャンネルにおける波動成分に基づいて複数の受信信号を生成し、
前記複数の成分信号の中の各成分信号は前記１つのチャンネルにおける前記搬送周波数を持ち、前記各受信信号を前記複数の成分信号の中の１つの成分信号で復調して複数の復調受信信号を生成し、
前記各復調受信信号を、各回転信号が他の回転信号からそれぞれ位相シフトされ、当該チャンネルにおける前記回転周波数をそれぞれ有する複数の回転信号の中の１つの回転信号で復調して複数の情報信号を生成し、前記複数の情報信号を合算して合算情報信号を生成することによって、当該チャンネルが規定される
ことを特徴とする方法。
【請求項５０】
前記１つのチャンネルに対して、前記復調受信信号は当該チャンネルにおける前記回転信号で復調されて前記情報を再生する
請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記１つのチャンネルに対して、前記復調受信信号は当該チャンネルにおける前記回転信号で振幅を復調されて前記情報を再生する
請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
電磁波を用いて情報を受信する方法であって、
少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを持つ電磁波を受信し、前記各チャンネルは、伝搬する波動の搬送周波数と当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって規定され、前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルにおける前記組み合わせと異なっており、ある特定の前記組み合わせにおける前記回転周波数はゼロより高く、
少なくとも１つの前記チャンネルが、
第一搬送周波数を持つ第一成分信号を生成し、
第二搬送周波数を持ち、前記第一成分信号と異なる第二成分信号を生成し、
前記第一成分信号及び前記第二成分信号を復調して前記情報を再生することによって当該チャンネルが規定され、
前記送信電磁波の各成分に関連する前記回転周波数が前記第一搬送周波数と前記第二搬送周波数との平均である
ことを特徴とする方法。
【請求項５３】
前記１つのチャンネルに対して、前記第一成分信号及び前記第二成分信号が復調され、前記情報を再生する
請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記１つのチャンネルに対して、当該チャンネルにおける前記回転周波数を用いて前記第一成分信号及び前記第二成分信号の振幅が復調され、前記情報を再生する
請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記１つの情報チャンネルに対して、当該チャンネルにおける前記回転周波数を用いて前記第一成分信号及び前記第二成分信号の位相が復調され、前記情報を再生する
請求項５２に記載の方法。
【請求項５６】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
前記情報で変調された搬送周波数を有する複数の成分信号の中の各成分信号を、複数の回転信号の中の１つの回転信号で変調させ、前記複数の回転信号の中の各回転信号は前記回転周波数を持ち、前記回転周波数は、前記搬送周波数で送信される前記電磁波の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数であり、 前記伝搬軸の周りに角度を持たせて配置され、前記伝搬軸に対して垂直な面に実質的にある少なくとも３つの単極アンテナに前記電磁波を送信し、前記複数の回転信号の中の前記各回転信号が前記少なくとも３つの単極アンテナの角度位置に応じた量だけ位相シフトする
ことを特徴とする方法。
【請求項５７】
前記少なくとも３つの単極アンテナが前記伝搬軸の周りに実質的に等しい角度で配置され、
前記複数の回転信号の中の各回転信号は、それぞれ実質的に等しい量の位相シフトを有する
請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
電磁波を用いて情報を受信する方法であって、
伝搬軸の周りに角度を持って配置され、前記電磁波が前記伝搬軸に垂直な面上の少なくとも３つの単極アンテナで前記電磁波を受信し、
変調された搬送周波数を有する複数の回転信号における各回転周波数を生成し、
各成分信号を、複数の前記回転信号の中の１つの回転信号で変調し、
前記複数の回転信号の中の前記各回転信号が前記少なくとも３つの単極アンテナの角度配置と等しい量だけ位相シフトする方法。
【請求項５９】
前記少なくとも３つの単極アンテナが前記伝搬軸の周りに実質的に均等に角度配置される、
請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
情報を送信する方法であって、
搬送周波数を持つ複数の成分信号を生成し、
位相をそれぞれシフトさせた複数の回転信号における各回転信号で各成分信号を変調して複数の変調された成分信号を生成し、
変調された前記各成分信号を前記情報で変調して複数の情報変調信号を生成し、
前記情報変調信号に基づいて、ゼロより高い周波数で伝搬軸の周りを回転する電界を持つ電磁波を送信する
ことを特徴とする方法。
【請求項６１】
情報を送信する方法であって、
搬送周波数を持つ成分信号を生成し、
前記成分信号が有する前記搬送周波数を前記情報で変調して複数の変調成分信号を生成し、
位相をそれぞれシフトさせた複数の回転信号における各回転信号で前記各変調成分信号を変調して複数の変調された回転信号を生成し、
変調された複数の前記回転信号に基づいて、ゼロより高い周波数で伝搬軸の周りを回転する電界を持つ電磁波を送信する
ことを特徴とする方法。
【請求項６２】
情報を受信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数によって規定されるチャンネルを示す複数の波動成分を持つ電磁波を受信し、
前記複数の波動成分に基づく複数の受信信号を生成し、
それぞれが前記回転周波数を持ち、他の回転信号からそれぞれ位相シフトされた複数の回転信号を生成し、
前記各受信信号を前記複数の回転信号の中の１つの回転信号で復調して複数の復調受信信号を生成し、
前記複数の復調受信信号を合算して合算信号を生成し、
前記合算信号を搬送信号で復調して前記情報を再生する
ことを特徴とする方法。
【請求項６３】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって各チャンネルを規定し、
同一の搬送周波数を持つ複数のチャンネルを同時に送信し、
それぞれの前記チャンネルに、他の前記チャンネルの回転周波数とは異なる回転周波数を与え、
前記情報で前記搬送周波数と複数の前記回転周波数とを変調する
ことを特徴とする方法。
【請求項６４】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、前記第１のチャンネルに用いた前記組み合わせは、前記第２のチャンネルにおける前記組み合わせと異なっており、
前記情報で前記搬送周波数と前記回転周波数とを変調し、前記少なくとも２つのチャンネルを持つ電磁波を転送する
ことを特徴とする方法。
【請求項６５】
前記電磁波は前記各チャンネルに対応する複数の波動成分を持ち、当該各波動成分、の回転周波数は、他の波動成分が持つ回転周波数とは異なる
請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
同一の搬送周波数を持つ少なくとも第１のチャンネルと第２のチャンネルを同時に送信し、
前記各チャンネルに、前記電磁波の電界ベクトルの位置を特徴づける分極を与え、前記第１のチャンネルの分極は前記第２のチャンネルの分極と回転周波数において異なり、
前記情報で前記搬送周波数と複数の前記回転周波数とを変調する
ことを特徴とする方法。
【請求項６７】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
第１及び第２の変調された回転信号を得るために少なくとも第１及び第２の情報信号を回転周波数で変調する第１変調ステップと、
前記第１及び第２の変調搬送信号を得るために搬送周波数を前記第１及び第２の変調回転信号で変調する第２変調ステップと、
結果として得られる電磁波が前記第１及び第２の情報信号を含む波動の成分を持つように、前記第１及び第２の変調搬送信号を、同時に送信する送信ステップと、
を備え、
前記第１及び第２の変調信号における前記波動の成分は、当該各波動の電界ベクトルの位置を特徴づける分極を有しており、
前記第１変調ステップは、前記第２の情報信号に含まれる前記成分の分極とは、回転周波数において異なる分極を、前記第１の情報信号に含まれる前記成分に持たせることを特徴とする方法。
【請求項６８】
電磁波を用いて情報を送信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって第１のチャンネルと第２のチャンネルとを規定し、
前記第１のチャンネルと前記第２のチャンネルを同時に送信し、
前記第１のチャンネルに用いる前記組み合わせは、前記第２のチャンネルの前記組み合わせと異なっており、前記各チャンネルに関連する回転周波数が異なり、
前記情報で前記搬送周波数と前記異なる回転周波数とを変調する
ことを特徴とする方法。
【請求項６９】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数は、前記第２のチャンネルにおける前記回転周波数と、異なる
請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数は、前記第１のチャンネルにおける前記搬送周波数よりも、前記第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の２分の１だけ低く、当該第１のチャンネルにおける変調された前記搬送周波数の帯域幅の２分の１だけゼロより高い
請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
前記２つのチャンネルが、伝搬軸の周りに直角でない角度を持たせて、前記伝搬軸を横切る面上に配置された、少なくとも３本のアンテナ要素を用いて送信される
請求項６８に記載の方法。
【請求項７２】
前記２つのチャンネルが、伝搬軸の周りに角度を持たせて、前記伝搬軸を横切る面上に配置された、少なくとも３本のアンテナ要素を用いて送信され、
アンテナ要素が各情報チャンネルについて前記アンテナ要素の角度配置に応じて位相がシフトされた回転変調信号を受信する
請求項６８に記載の方法。
【請求項７３】
電磁波を用いて情報を受信する方法であって、
伝搬する波動の搬送周波数と、当該波動の伝搬軸に対して回転する電界の回転周波数との組み合わせによって第１のチャンネルと第２のチャンネルとが規定され、
前記第１のチャンネルと前記第２のチャンネルを同時に受信し、前記第１のチャンネルの前記組み合わせは、前記第２のチャンネルの前記組み合わせと異なっており、各組み合わせにおける前記回転周波数は、ゼロより高く、各組み合わせにおける搬送周波数より低く、
前記情報で前記搬送周波数と前記異なる回転周波数とが変調されていることを特徴とする方法。
【請求項７４】
前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数が、前記第１のチャンネルにおける前記回転周波数と前記第２のチャンネルにおける前記回転周波数とは異なる
請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記第１のチャンネルの前記回転周波数が、前記第１のチャンネルの前記搬送周波数よりも、当該第１のチャンネルの帯域幅の少なくとも２分の１だけ低く、前記第１のチャンネルの当該帯域幅の少なくとも２分の１だけゼロより高い
請求項７３に記載の方法。
【請求項７６】
２つの前記チャンネルが、伝搬軸の周囲に角度的に垂直とならないように配置され、前記伝搬軸に対して直角な面上にある、少なくとも３本のアンテナ要素を用いて受信される
請求項７３に記載の方法。
【請求項７７】
前記各チャンネルにおける前記回転周波数は、当該チャンネルにおける前記搬送周波数よりも低いことを特徴とする請求項１、３４、３８、４０または４２のいずれかに記載の方法。
【請求項７８】
前記各チャンネルにおける前記回転周波数は、当該チャンネルにおける前記搬送周波数よりも低いことを特徴とする請求項１０、４６、４９、または５２のいずれかに記載の方法。
【請求項７９】
前記各チャンネルにおける前記回転周波数は、当該チャンネルにおける前記搬送周波数よりも低いことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項８０】
前記送信された電磁波が有する前記伝搬軸のまわりを回転する前記電界の周波数は、前記搬送周波数よりも低いことを特徴とする請求項６０または６１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
関連する出願の参照
本願は、１９９７年５月９日に出願された出願シリアル番号０８／８５３，８３３，の継続出願であり、その全内容が参照としてこの中に含まれている。
発明の背景
１．発明の属する分野
本発明は、一般的にはコミュニケーションシステムに関する。より詳細には、本発明は情報変調電磁波が搬送周波数と、その波動の搬送周波数より低い第二の周波数で非線形の予測可能なパスを描く回転ベクトルに対応する電界と、を持つコミュニケーションシステムに関する。
２．関連する技術についての記載
電磁波は、伝搬軸に沿って互いに直交する電界と磁界とによって規定できる。波動の振る舞いは電界（Ｅ）のベクトルの位置について述べることができる。
分極によって、ある電磁波の電界のベクトルの位置を特徴づけることができる。種々の分極には、直線（平面とも言う。）、円形、及び楕円形の分極が含まれる。
波動が軸に沿って伝搬して電界ベクトルが平面上を進むとき、波動の分極は直線又は平面の分極であると言う。伝搬軸に対して垂直に与えられた平面上の電界の末端、つまりベクトルの端が、波動の周波数に等しい周波数で伝搬軸の周りを回転する楕円のパスを描くとき、分極は楕円分極、一般的には円形分極であると言う。
分極された波動は種々の異なる方法で送信又は受信される。例えば、アンテナそれ自身が送信する波動にある分極を与えることもでき、又はある特定の分極の波動を受信できる。地球に対して水平に位置された双極アンテナは分極の平面が地球に対して平行な直線分極波動を受信及び／又は送信するのに適している。同様に、地球に対して垂直に位置された双極アンテナは、分極平面が地球に対して直角な直線分極波動を受信及び／又は送信するのに適している。螺旋状のアンテナは円形分極波動を受信及び／又は送信するのに適している。
分極波動を送信し、受信するコミュニケーションシステムは、単一種類の分極を持つ送信／受信波動の明らかに長いフェーディングによって不利な作用を受ける。一種の分極を持つ受信波動の振幅のフェーディングを最小にするため、コミュニケーションシステムは、異なる分極を持つ多重化波動を送信受信するよう設計することができる。この方法は分極ダイバーシティとして特徴づけられる。
分極はまた、例えば、衛星コミュニケーションシステムのチャンネル間干渉を避けるために用いられることもある。衛星は、隣の衛星が他の地上のステーションを、左手方向（つまり反時計方向）の円形分極波動を用いてある搬送周波数で交信しているとき、地上のステーションと右手方向（つまり、時計方向）の円形分極波動を用いて同じ搬送周波数で交信することができる。反対方向の螺旋を持つ、螺旋アンテナは左手及び右手の円形分極波動を受信し、及び／又は送信するために用いられ得る。
分極は、コミュニケーションシステム中で情報を符号化するのに用いられ得る。ウェルチに与えられた米国特許番号４０８４１３７号には、水平方向に分極された波動と鉛直に分極された波動に、情報に基づいて符号化するコミュニケーションシステムについて述べられている。法廷発明登録Ｈ４８４号にはレーダーシステムにおけるサイドローブの問題を扱う同様のシステムについて述べられている。
上記の参照文献に示された分極符号の概念は、メッセージに起こりそうな独断的な妨害を最小にするために用いられ得る。バレットに与えられた米国特許番号５，５９２，１７７号には、信号搬送波動の分極を擬似乱数的に連続的に変化するコミュニケーションシステムについて述べられている。バレットシステムは送信及び受信システムの望ましい周波数帯域幅を最小にする間に、信号を送信及び又は受信するための広い分極帯域幅を与える。選択された分極には種々の分極面位置を持つ直線分極と、右手方向及び左手方向の円形分極と、種々の楕円主軸位置を取る右手方向及び左手方向の楕円形分極と、が含まれる。特定の分極を変化することで、広帯域コミュニケーションシステムで、連続する周波数範囲に渡り、相似から信号が広がるように信号が分極流で広がる。信号搬送波動が円形又は楕円形に分極しているとき、発生する電界ベクトルは搬送周波数と同じ周波数で回転していることに注意すべきである。
符号化された水平分極波動と符号化された鉛直分極波動を別々に送信する概念は２チャンネルコミュニケーションシステムで、チャンネルが同じ搬送周波数を持つとき、各チャンネルを区別するために用いられる。トヨナガに与えられた米国特許番号４，５２１，８７８号では、第一チャンネルに基づく信号を生成する第一コードによって水平分極波動と鉛直分極波動に符号化し、第二チャンネルに基づく信号を生成する第二コードによって水平分極波動と鉛直分極波動に符号化するコミュニケーションシステムについて記載されている。このシステムは、単に水平分極を用いた第一チャンネルと鉛直分極を用いた第二チャンネルを送信する公知のシステムに対して、交差分極識別をはかるという点で改良されている。
しかし、これらの公知のコミュニケーションシステムでは、欠陥の問題がある。公知のコミュニケーションシステムに用いられる分極の種類に関わらず、電磁波の電界ベクトルは直線状又は螺旋状のいずれかに分極され、その結果、その波動の搬送周波数に等しい周波数で伝搬軸の周りを回転する。
発明の簡単な説明
本発明は与えられた搬送周波数でコミュニケーションシステムによって搬送される情報の量を増加することができる。本発明は、各搬送周波数ごとに周波数配分中で１つ以上のチャンネルを生成することによって、適切な媒体中で別々のキャリアでコミュニケーションシステムによって搬送される情報の量を増加する。
本発明の選択性は雑音を減らし、そのため１つの情報チャンネルについて高い信号−ノイズの割合を得ることができる。本発明は雑音がチャンネルの特性だけに限られる情報チャンネルを提供する。
本発明は伝達チャンネルが少なくとも電磁波の一部として規定されるコミュニケーションシステムに関する。電磁波は搬送周波数と電界ベクトルを持ち、電界ベクトルの末端は、波動の伝搬軸に垂直な面に位置する観測者の視点からは非線形周期パス（又は伝搬軸に対する変化の割合が搬送周波数よりも低い周波数である予想可能なパス）を、搬送周波数より低い第二の周波数で描く。コミュニケーションシステムの送信機はこのような特性を持つ電磁波を作り、これは情報と適切な方法で変調される。コミュニケーションシステムの受信機は電界ベクトルの周期パスと搬送周波数を感知する。電界ベクトルパスと搬送周波数の組み合わせにより、伝達チャンネルを規定するために用いられる選択性を与える。
本発明のある実施例では、伝達チャンネルは、少なくともその一部が電磁波で、電界と共に、伝搬軸に対して直角な面から見ると、搬送周波数だけよりも低い選択された角速度で規定される。送信機及び受信機はそれぞれ角速度を規定する回転周波数と同期する。
ある実施例では、電界ベクトルは全てのメッセージを十分伝達できる不定時間、選択された第二周波数のままであり、別の実施例では、電界ベクトルは１つの第二周波数から適切で、予想可能な方法で他の周波数に変化される。ここでシステムは変化の間にその量が多かれ少なかれ、ある量の情報を伝達できる。バウンドし、連続する周波数は、搬送周波数又は伝搬軸の周りを回転する電界ベクトルの速度の観点から、本発明に容易に適用できるコミュニケーション技術を構成する。
本発明の他の実施例では、単一搬送周波数を用いる送信機は搬送周波数よりも低い角速度で回転する電界ベクトルを持つ波動を生成する。送信機は回転周波数信号源と、２つ以上の要素を持つアンテナシステムと、それぞれアンテナ要素の１つに対応する２つ以上の位相システムと、を提供することによって波動を生成できる。このような実施例では、各位相システムは遅延ライン又は位相器などの回転周波数信号を固定された量だけ遅らせ、遅延の合算が定数となる適切な時間遅延を含む。各位相システムはまた、電圧可変減衰器、平衡変調器又は情報変調された搬送信号を時間遅延回転周波数信号と振幅変調するその他の装置適切な振幅変調器を含む。各アンテナ要素は位相システムの１つの振幅変調された出力を受け取る。本発明の１つの実施例では、アンテナ要素は異なる角度位置に配置された双極子である。
本発明の別の実施例では、単一搬送周波数を用いる受信機は搬送周波数より低い角速度で回転する電界ベクトルを持つ波動から情報信号を再生することができる。受信機は回転周波数信号源と、２つ以上の要素を持つアンテナシステムと、それぞれアンテナ要素の１つに対応する２つ以上の位相システムと、及び結合器と、を提供することによって情報を再生できる。波動は各アンテナ要素を衝撃するが、各アンテナ要素は波動の突出部分だけを表す対応する受信信号を生成する。各位相システムは本質的に上述した送信機の中の位相システムと逆である。送信機では、各位相システムは遅延ライン又は位相器などの回転周波数信号をそれぞれ異なるが知られた量の適切な時間遅延を含む。各位相システムはまた、電圧可変減衰器、平衡変調器、単平衡ミクサー、両平衡ミクサー又はその他の対応するアンテナ要素に与えられた受信信号を受け入れる装置などの適切な位相変調器を含む。回転周波数信号がチャンネル特性を規定するため、チャンネル外の信号は減衰される。結合器は位相システムによって生成される検出振幅変調信号を合算する。本発明のある実施例では、アンテナ要素は異なる角度配置を持つ双極子である。
本発明の別の実施例では、送信機はそれぞれ異なる搬送周波数を持ち、反対の円形分極を持つ２つの波動を送り、その結果独自の搬送周波数とその新しい搬送周波数より低い周波数で伝搬軸の周りを回転する電界ベクトルを持つ重畳波動を生成する。送信機は結合したアンテナシステムと、低差動搬送周波数源と、高差動搬送周波数源と、及び２つの同期した振幅変調器とを提供することによって波動を生成できる。高及び低差動返送周波数源は高及び低差動信号をそれぞれ生成する。高差動信号は搬送周波数と回転周波数の和に等しい周波数を持ち、低差動信号は搬送周波数から回転周波数を減じたものに等しい周波数を持つ。差動信号の平均は合成波動の新しい搬送周波数に対応する。振幅変調器の１つは高差動信号を情報と変調させ、別の振幅変調器は低差動信号を同じ情報信号と変調させる。各情報変調差動信号はアンテナ要素の１つに接続される。
本発明の１つの実施例では、アンテナシステムはそれぞれ伝搬軸の周りを逆方向に回転する電界ベクトルを持つ波動を生成する２つの螺旋アンテナ要素を持つ結合したアンテナを含む。２つの周波数のうち高い方の差動搬送信号によって駆動されるアンテナ要素は、合成波動の電界が伝搬軸のどの方向に回転するかを指定する。時計方向の螺旋を持つアンテナ要素が高差動信号によって駆動され、反時計方向の螺旋を持つアンテナ要素が低差動信号によって駆動される場合は、合成波動の電界ベクトルは伝搬軸の周りを時計方向に回転する。反時計方向の螺旋を持つアンテナ要素が高差動信号によって駆動され、時計方向の螺旋を持つアンテナ要素が低差動信号によって駆動される場合は、合成波動の電界ベクトルは伝搬軸の周りを反時計方向に回転する。
本発明の別の実施例では、受信機は２つの差動搬送周波数が２つの搬送周波数の平均よりも低い回転周波数で伝搬軸の周りを回転する電界を持つ波動から情報信号を再生することができる。受信機は、１つは双極アンテナシステムの１つのアンテナ要素に接続し、もう１つは別のアンテナ要素に接続する２つのフィルタと、フィルタに接続され、受信した高低差動信号を合算する合算回路と、及び合算回路の出力に接続された振幅変調検出回路とを提供することによって情報信号を再生する。１つのフィルタは低差動周波数付近に合わせたパスバンドを持ち、もう一つのフィルタは高差動周波数付近に合わせたパスバンドを持つ。
受信機の別の実施例では、アンテナシステムはそれぞれ合成波動の波動成分を受信する２つの螺旋アンテナ要素を持つ結合アンテナを含む。受信された波動成分は伝搬軸の周りを反対方向に回転し、合成波動に重畳する電界を持つ。各受信波動成分は送信機によって送られた情報変調差動信号に対応する。
送信されたキャリアには合成チャンネルの視点からは側波帯がない。ここで用いられる「側波帯」という言葉はある実施例を都合よく説明するためだけに用いられている。この言葉は、アンテナシステムのアンテナ要素のエネルギ照射の合算がなければ、送信信号は合成チャンネルの視点から側波帯を有するという概念を引き起こす。直角位相の合算は別のアンテナ要素にはなく１つのアンテナ要素だけが照射する周波数を打ち消す。
電磁波の電界ベクトルの末端が搬送周波数より低い第二周波数で回転する場合に本発明の実施例では、波動が情報と変調されていないとき、電界ベクトルがＥで電磁波ベクトルがＨであるときに、伝搬波動のＥがＨを曲げる量は一定である。ＥがＨを曲げる量は場のエネルギの総量を示す。もちろん、波動が情報と変調されると、波動のＥがＨを曲げる量は一定ではなくなる。
本発明のコミュニケーションシステムは、例えば自由空間、導波管、及び光ファイバなどの電磁波の配置を保持するどのような適切な誘導体で用いられてもよい。
上述した実施例は、伝達チャンネルがその波動の搬送周波数よりも低い波動の選択された電界ベクトル回転周波数によって規定されるコミュニケーションシステムに関連するが、より一般的には、本発明は伝達チャンネルが少なくとも一部が反動周波数と、波動の伝搬軸に垂直な面に配置された観測者の視点から、その末端が非線形周期パスを搬送周波数よりも低い第二周波数（回転周波数）で描く電界を持つ波動によって規定されるシステムに関する。そのため、電界ベクトルの末端は描くパスは電界の回転によって生じる規則的なパスには限られない。むしろ、より不規則なその他の非線形パスを含んでもよい。一般的な場合には、電界ベクトルの末端は、パスの変化の周波数は搬送周波数より低い予測可能なパスを描く。例えば、パスは擬似乱数的に連続する発生器によって規定されてもよい。本質的には、コミュニケーションシステムの送信機と受信機の両方が同期でき、例えば回転周波数が搬送周波数より低い非線形周期パス（又はより一般的には非線形パス）が適切である。
ポアンカレ球面は分極を比較して図示する。球面の極は右手及び左手方向の円形分極を示す。赤道上の点は線形分極の水平方向及び垂直方向の種々の位置を示す。１つの半球体上の点は種々の右手方向の楕円分極を示し、別の半球体上の点は種々の左手方向の楕円分極を示す。従来のポアンカレ球面は本発明に従う波動の電界ベクトルパスを説明するのには十分ではない。何故ならポアンカレ球面は従来の円形、楕円及び線形分極を持つ波動のみ、つまり波動の搬送周波数と等しい周波数で円形、楕円及び線形の周期パスをたどる末端を持つ電界ベクトルを持つ波動のみについて説明するからである。
電界ベクトルが伝搬軸に対して垂直な面から視点から回転する本発明の実施例では、ポアンカレ球面を新規な修正された方法で、つまりその半径が搬送周波数に対応するようにすると、球面の内部が本発明のある実施例に従って振る舞う波動を示す。（従来のポアンカレ球面の内部は従来技術では何の意味もなく、表面だけが関連していた。）このように修正されたポアンカレ球面の中心近くの点は周波数がゼロ付近で回転する電界ベクトルを持つ波動を示す。球面の中心と表面の間に延在する球面の放射軸上のどの点でも本発明に従って振る舞う波動を示す。特に、中心と極との間の分極軸上の点はある実施例に関して成就巣した搬送周波数より低い回転周波数で回転する電界ベクトルを持つ波動を示す。分極軸上の各点又は間隔は分離した伝達チャンネルを規定するために用いられ得る。
波動は情報とあらゆる適切な方法で変調される。上述したように搬送周波数は情報と振幅変調されるが、本発明に従うと、搬送周波数は情報と周波数変調されてもよく、また他のあらゆる適切な方法で変調されてもよい。例えば、電界ベクトルの末端がパスを描く第二周波数（回転周波数）で情報と変調されてもよい。電界ベクトルの末端が変調された第二周波数（つまり変調された回転周波数）でパスを描くとき、基本の回転周波数（つまり情報変調されていない回転周波数）からのずれは、従来の周波数変調信号の中心チャンネル周波数からのずれが情報を示したのと同様に情報を表す。
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の明細書、請求項、及び添付図面に言及すると共により明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施例による送信機及び受信機を含むコミュニケーションシステムのブロック図である。
図２は図１に示した実施例の伝達位相システムのブロック図である。
図３は本発明の実施例による回転周波数と振幅変調した信号を、各部分を拡大した図である。
図４は本発明の実施例による３つのアンテナ要素とその合算によって生成された信号の振幅の分極線図である。
図５は図１に示した実施例の受信位相システムのブロック図である。
図６Ａは９０度位相がずれており、一定の等しい振幅を持つ、２つの直行する電界成分を持つ波動を示す。
図６Ｂは図６Ａの波動の合成電界ベクトルの伝搬軸に対する回転を示す。
図７Ａは、波動の電界ベクトルが搬送周波数の周波数よりも低い周波数で伝搬軸の周りを回転する時の本発明の実施例により生成する波動の例を示す。
図７Ｂは伝搬軸に垂直な面から見た伝搬軸について図７Ａの波動の電界ベクトルの回転を示す。
図８Ａは、本発明の実施例によって生成される波動の電界成分の相対振幅を示す。
図８Ｂは、本発明の実施例により生成される波動の電界が伝搬軸の周りを搬送周波数より低い回転周波数で回転する合成電界ベクトルの末端によってたどられるパスを示す。
図９は、図１に示した実施例のアンテナシステムの上面平面図である。
図１０は、図９の９−９線で切断した断面図である。
図１１は、本発明の実施例による多重化送信機及び同時に作用する受信機を含むコミュニケーションシステムのブロック図である。
図１２は、本発明の実施例による送信機及び受信機を含むコミュニケーションシステムのブロック図である。
図１３は、本発明の実施例による光送信機及び受信機を含むコミュニケーションシステムのブロック図である。
図１４は、本発明の実施例による光送信機及び受信機を含むコミュニケーションシステムのブロック図である。
図１５は、本発明の実施例による単一の搬送信号用いたコミュニケーションシステムのブロック図である。
図１６は、本発明の実施例による２つの異なる搬送信号用いたコミュニケーションシステムのブロック図である。
図１７は、図１に示した実施例のコヒーレント回転周波数発生器のブロック図である。
図１８は、図１に示した実施例の代替アンテナシステムの断面図である。
図１９は、図１８の１９−１９線で切断した断面図である。
発明の詳細な説明
便宜性のために本発明の詳細な説明は２つのセクションに分けて説明する。一つは、一つの搬送信号に基づいたコミュニケーションシステムで、もう一つは２つの異なる搬送信号に基づいたコミュニケーションシステムである。
単一の搬送信号に基づいたコミュニケーションシステム
図１５は本発明の１つの実施例による単一の搬送信号を用いたコミュニケーションシステムのブロック図である。図１５において、送信機５００は、情報変調器５０２、搬送周波数源５０４、非線形周期パス変調器５０６、非線形周期パス周波数源５０８及び伝達媒体カプラー５１０を含む。送信機５００は、電磁波５１２を受信機５１４に電波媒体を介して送る。受信機５１４は、伝達媒体デカプラー５１６、非線形周期パス復調器５１８、非線形周期パス周波数源５２０及び情報復調器５２０を有する。
情報変調器５０２は、情報信号５２４及び搬送周波数信号５２６を搬送周波数源５０４から受け取り、信号５２８を生成する。情報信号５２４は、どのような適切なソースによって生成されるどのようなアナログ信号であってもよく、例えば、ビデオ信号又はオーディオ信号であり、受信機５１４又はその他の適切な受信機と交信することが望まれる。同様に、情報信号５２４は、デジタル形式である。搬送周波数源５０４は、例えば従来の正弦波発生器又は発信器などのような適切な回路又はシステムを含んでいてもよく、搬送周波数信号５２６を生成する。どのようなコミュニケーションシステムにおいても、搬送周波数信号５２６は、与えられた伝送媒体の情報信号３７９との変調を容易とするような周波数を持っている。非線形周期パス変調器５０６は、非線形周期パス周波数信号５３０を非線形周期パス周波数源５０８と搬送周波数信号５２６から受け取り、信号５３２を発生する。非線形周期パス周波数源５０８は、非線形周期パス周波数信号５３０を与えるどのような適切な回路又はシステムであってもよく、例えば正弦波発生器又は発信器で合ってもよい。非線形周期パス周波数信号５３０は、搬送周波数とゼロの間の周波数を持つ。非線形周期パス周波数信号５３０は、情報チャンネルを規定する。つまり、非線形周期パス周波数信号５３０の周波数は搬送周波数を含まずそれよりも小さく、ゼロを含まずゼロよりも大きい。
非線形周期パス変調器５０６は、情報変調信号５２８を非線形周期パス周波数信号５３０と等しい周波数を持つ包絡線で振幅変調させ、情報変調信号５２８として、合成信号５３２を生成する。包絡線は、例えば、非線形周期パス周波数と等しい周波数を持つシヌソイド信号であってよい。本発明のある実施例では、情報変調信号５２８は包絡線で振幅変調され得る。例えば、情報変調信号５２８は少なくとも２つの成分信号に分割されることができ、これらの成分信号は、非線形周期パス周波数と等しい周波数を持つ包絡線の位相遅延複製と振幅変調され、合成信号５３２を生成する。言い換えると、情報変調信号５２８は少なくとも２つの成分信号に分割され、それから、包絡線の位相遅延複製と振幅変調される。包絡線の複製は伝達媒体カプラー５１０のアンテナ要素の配列に対応した交互の位相遅延を有している。同様に、情報変調信号５２８は伝達媒体カプラー５１０のアンテナ要素に対応した数の成分信号に分割されることができる。
伝達媒体カプラー５１０は、角度方向に分割された同一平面上の単極アンテナ群を有しており、伝達媒体カプラー５１０の性能は単極アンテナの数に関連してもよい。より多くの単極アンテナが用いられると、飽和点があるが、より良い性能が期待される。単極アンテナの最適な数は約９つと予想される。
少なくとも簡単に説明するために、３つの単極アンテナを持つ伝達媒体カプラー５１０の例について以下に説明する。例えば、伝達媒体カプラー５１０が、共通点で１２０度の角度で分割された同一平面上の３つの単極アンテナを有している場合、情報変調信号５２８は３つの成分信号に分割され、包絡線複製は３つに分割された、３６０度（又は２πラジアン）に等しい交互する位相遅延を有す。一つの包絡線複製は０度の位相シフトで、もう一つの包絡線複製は１２０度の位相シフトで、３つ目の包絡線複製は２４０度の位相シフトである。各３つの成分信号は位相遅延した包絡線複製と振幅変調され、合成信号５３２を生成する。本発明のこのような実施例では、伝達媒体カプラー５１０は合成信号５３２を受け取る。伝達媒体カプラー５１０は、搬送周波数とゼロとの間の回転周波数で伝搬軸に対して回転する電界ベクトルを持つ電磁波５１２を生成する。
ここで用いられる「回転周波数」とは、伝搬軸に垂直な平面の相関位置から伝搬軸に対して電界ベクトルが回転する割合のことを言う。電界ベクトルは伝搬軸に対して特異的に回転する。つまり、電界ベクトルの先端又は末端が、伝搬軸に対応する（伝搬軸に垂直な平面中の）点を含む非線形パスを描くと、電界ベクトルは、ある特定の角度位置から始まり、その角度位置に戻るときに、伝搬軸に対して１回転した軌跡を描く。その結果、回転周波数を１秒に何サイクルかの次元で考えると、電界の伝搬軸に対する回転がある特定の角度位置から始まりその位置に戻ってくるのを１サイクルとする。電界ベクトルが伝搬軸に対して回転する回転周波数は、搬送周波数よりも低く（搬送周波数を含まず）、ゼロよりも大きい（ゼロを含まず）という意味で、搬送周波数とゼロとの間である。
他の例では、伝達媒体カプラー５１０が、共通点で非等角度に分割された同一平面上の３つの単極アンテナを有している。例えば、最初と２つ目の単極アンテナは９０度、２つ目と３つ目の単極アンテナは１５０度、そして３つ目と最初の単極アンテナは１２０度の角度で分割されている。この場合は、情報変調信号５２８は３つの成分信号に分割され、包絡線複製は単極アンテナの配置に対応した位相遅延を有す。特に、１つの包絡線複製は０度の位相シフト、もう一つの包絡線複製は９０度の位相シフト、そして３つ目の包絡線複製は１５０度の位相シフトを持ち、合成信号５３２の３つの成分を生成する。伝達媒体カプラー５１０は合成信号５３２を受け取る。本発明のこの実施例では、伝達媒体カプラー５１０は、搬送周波数とゼロとの間の回転周波数で伝搬軸に対して回転する電界ベクトルを持つ電磁波５１２を生成する。
図６Ａ〜８Ｂは、円形に分極させた従来の波長と、図１５の電磁波５１２との違いを示す。図６Ａは、等しい一定の振幅と９０度の位相を持つ伝搬している電磁波の２つの直交する電界成分８０と８２を示す。電界成分８０と８２との結果、つまりベクトル合算は一般的に知られている円形分極波を規定する。
円形分極波の回転電界は伝搬軸に垂直な平面に対して視覚化できる。図６Ａに示された波動では、その平面から見た合成電界ベクトルは、波動の周波数に等しい割合で伝搬軸８４に対して回転する。波動の各サイクルの空間的固定点の合成電界ベクトル８６は種々の点で遅れずに示されている。ベクトル８６は電界成分８０又は８２のどちらか一方の波動上の振幅がゼロの点に位置しているため図解する目的で選ばれている。そのため、図解する目的で簡単にベクトルを加える。伝搬軸８４を見る観測者の視点から、つまり観測者に向かって伝搬する波動では、図６Ｂに示した矢印８８の方向に、電界ベクトル８６は伝搬軸に対して円形パス中を回転しているように見える。電界ベクトル８６は、波動の周波数と同じ角速度で回転する（つまり伝搬軸に対して同周波数で回転する。）。言い換えると、電界ベクトル８６は、波動の１サイクルで１回転を終える。他の方法では、電界ベクトル８６は波動の各サイクルごとに伝搬軸に対して１回転を終える。
図７Ａは、本発明の実施例により生成された、電界ベクトルが搬送周波数信号５２６の周波数よりも低い回転速度で回転する波動の一例を示す図である。本発明の実施例により生成される波動に用いられる「回転速度」には特別な意味があり、以下にその詳細を定義する。図７Ａに示された例の波動は電界ベクトルがその伝搬軸の周りをその搬送周波数信号より低い回転周波数で回転するよう描写されることができる。
図６Ａと異なり、伝搬電磁波の２つの直交する電界成分９０及び９２は、変調包絡線９４に対応して変化する振幅を持つ。成分９０及び９２を重ね合わせた合成電界ベクトル９６は図７Ａに、波動上の例示点で遅れがない例示点で示されている。伝搬軸９８を見ている観測者の視点から、図７Ａ及び７Ｂに示したように、合成電界ベクトル９６は伝搬軸９８に対して搬送周波数より低い周波数で回転しているように見える。
図８Ａは電界成分９０及び９２を比較した振幅を示している。振幅包絡線が伝搬軸をよぎる増幅ゼロ点で１８０度の位相シフトがあることに注意すべきである。この１８０度の位相シフトは２つの側波帯抑制キャリアを示し、以下に記述するように、電界成分９０及び９２に変調包絡線９４を加えるために用いられる装置（例えば平衡ミクサー変調器）に起因する。
図７Ａ、７Ｂ、８Ａ及び８Ｂに示された例をより詳細に説明すると、合成電界ベクトルの末端は、ロゼッタ形で特徴づけられる軌跡に沿って伝搬軸の周りを回転する。言い換えると、図７Ａに示されている合成電界ベクトル９６は、図７Ａ、７Ｂ及び８Ｂに示される末端９９を有している。伝搬軸９８に垂直な面に配置された観測者の視点からは、合成電界ベクトル９６の末端９９はロゼッタ形のパスの輪郭を描く。
合成電界ベクトル９６の末端９９によって描かれたパスは点５５４から５３３によってさらに描かれる。末端９９は一部には点５４５、５４３、５４１、５３９、５３７、５３５及び５３３に連続的に進むパスを描く。言い換えると、ある一定の時間に、末端９９は点５４５に配置され、その後末端９９は点５４１に配置され、その後末端９９は点５３９に配置され、このように末端９９が点５３３まで配置される。合成電界ベクトル９６の末端９９が点５４５から点５３３までを描く周波数は波動５１２（図１５）の搬送周波数と等しい。図７Ｂに示された特定のパスでは、回転周波数は合成電界ベクトル９６の末端９９が５４５から点５３３を通り、ロゼッタの残りの部分を通り、点５４５に戻るパスを描く周波数と等しい。図７Ｂは搬送周波数とゼロとの間の回転周波数を示している。合成電界ベクトルが点５４５から点５３３までのパスを描く時間は（搬送周波数と関連し）、合成電界ベクトルが点５４５から点５３３までを通り、残りのロゼッタ部分を通って点５４５に戻るパスを描く時間よりも短くなる。
一般的に、非線形パスがロゼッタパスとして特徴づけられる場合、合成電界ベクトルの末端によって描かれる、特定のロゼッタ形は搬送周波数と電界ベクトルが伝搬軸に対して回転する周波数に大きく依存して変化する。例えば、回転周波数が搬送周波数の２０分の１に等しいとき、電界ベクトルの末端は、４０回ロゼッタの「花びら」を描き、そのロゼッタパターンの中の同じ相対位置に戻る。これは、図７Ｂに描かれた例である。（つまり、電界ベクトルの末端は点５４５から始まり、４０回ロゼッタの花びらを描き、点５４５に戻る。）。また別の例においては、回転周波数が搬送周波数の９分の１である時、電界ベクトルの末端は９回ロゼッタの「花びら」を描き、ロゼッタパターンの同じ相対位置に戻る。
回転周波数が搬送周波数の整数の分数でない場合においては、伝搬軸に対して１回転する電界ベクトルの末端によって描かれたロゼッタパスは、他の回に伝搬軸に沿って回転した電界ベクトルの末端によって描かれたロゼッタパスと等しい位置関係にある必要はない。言い換えると、一度ある回転周波数に関連したある一定の時間にロゼッタパターンが描かれたとき、回転周波数に関連した次のある一定の時間に描かれたロゼッタパターンは、その前に描かれたロゼッタパターンと重ならなくてもよい。もちろんこれは伝搬軸に垂直な平面の視点から見た場合のことである。
電界ベクトルが、電界ベクトルの末端が伝搬軸に対して完全に回転して描くパスに加えて伝搬軸に対して回転する末端の概念が加えられる。言い換えると、電界末端によって伝搬軸に対して描かれた非線形パスは、末端が完全に、そして伝搬軸に対して垂直な平面から見たときに、伝搬軸に対して連続的に３６０度描くパスよりも短く描く場合も含む。例えば、回転周波数が搬送周波数の３分の１に等しいとき、電界ベクトルの末端が回転周波数に関連した一定の時間に描くのは、３つのロゼッタの花びらで、その中では末端がパスを描かない角度ギャップによって角度的に１２０度に分割されている。この場合、電界ベクトルは伝搬軸に対して非連続的な方法で回転し、３６０度の全ての角度位置には位置していない。他の場合では、電界ベクトルの末端は回転周波数に関連したある一定の時間には３６０度の全ての角度位置を描かず、３６０度の全ての角度位置が軌跡をたどるのには一つの一定時間以上の時間がかかる。各一定時間は、回転周波数に関連している。この後者の例について、搬送周波数は、回転周波数よりも１．５倍長い場合である。
ここで、「ロゼッタ」という言葉は、説明の便宜上用いているのであって、限定しているのではないことに注意する。伝搬軸に対して垂直な平面から見た場合、この非線形パスは、電界ベクトルの回転周波数が搬送周波数とゼロの間であるとき、ロゼッタ形のパスでないパスを持っていてもよい。
電界の伝搬軸に対して描かれた非線形パスは、代わりに、位置線を参考にして説明できる。例えば、合成電界ベクトル９６の角度位置は、位置線９７と関連づけることができる。位置線９７は合成電界ベクトル９６の角度位置を合成電界ベクトル９６の伝搬軸９８に対する角度位置を示す。合成電界ベクトル９６の末端９９が点５４５に位置するとき、位置線９７は、わずかに垂直よりも時計方向にある。末端９９が、点５４５から５３５へ連続して進むように規定されたパスを部分的に描くとき、位置線９７は矢印１０１の方向に回転する（図Ｂに反時計方向に示されている。）例えば、末端９９が、点５４５から点５４３に移動するとき、位置線９７は、垂直よりもわずかに反時計方向に移動する。末端９９が、点５４１に移動するとき、線９７は水平よりもさらに反時計方向に移動する。そして、そのまま続き、末端９９が点５３３に移動したとき、このとき、線９７はおよそ垂直である。
位置線９７は、電界ベクトルの１つの角度位置と、１８０度方向に置換された電界ベクトル９６の角度位置とを示すように規定されたことに注意すべきである。この定義下では、位置線９７は、電界ベクトルの末端が非線形パスを描くのと共に、３６０度に渡って変化する。図７Ｂ及び８Ｂに示された例に続いて、「角速度」という語は、伝搬軸に対して垂直な面から見た電界ベクトルに関連した位置線の角度の割合の変化として規定される。言い換えると、各速度は位置線９７が伝搬軸９８に対して垂直な面に位置する観測者の視点から見て、伝搬軸９８に対して回転する割合である。
図８Ｂは合成電界ベクトル９６の末端９９が、波動が伝搬するのに伴って空間を旋回するパスを進むことを示す図である。位置線９７が示すように、合成電界ベクトルは、波動が伝搬するのに伴い伝搬軸９８に対して回転する。電界によって描かれる旋回パスは、細長い紙の両端をつかみ、その一方を旋回させることによって実例のモデルとして示される。ここで「旋回」という語句は、電界それ自身ではなく、軌跡であるパスのことを言う。言い換えると、波動が空間を伝搬するときに角度位置が変化するという意味においては、電界が旋回しないことは明らかである。むしろ、従来の電磁波のように、伝搬波の各部分はアンテナ又はその他の送信装置から発出される位置に留まる。相応して、与えられたベクトルの角度位置、つまり波動の選ばれた部分が波動が空間を伝搬するときに変化するという意味においては、電界ベクトルはロゼッタ又はその他のパスを描かない。これらの、時間に対する角度変化は伝搬軸の空間に固定された位置に直角な面の視点からだけ、理解し、経験することができる。角度変化は、異なる角度位置を持つ伝搬波の連続した部分が連続した点で直角面に、ある特定の時間に届くために、経験することができる。図８Ｂ及び類似する図面は、伝搬波のある特定の時間のスナップ写真である。
他の方法で言うと、図７Ａに示された波動に関しては、包絡線９４によって規定される振幅変調は合成電界ベクトル９６の角速度をその搬送周波数より低く（図７Ａに示した波動と同じ搬送周波数を持つ）、図６Ａに示した円形分極波動の電界ベクトルの各速度よりも低くなる。同様に、包絡線９４によって規定される振幅変調は、合成電界ベクトル９６が、その搬送周波数より低く、円形分極波動（図７Ａに示した波動の搬送周波数同じ周波数を持つ）がその軸の周りを回転する電界ベクトルの周波数よりも低い周波数で伝搬軸の周りを回転するという結果をもたらす。類似の方法では、図１５に関して説明した非線形周期パス周波数信号５３０に関連する包絡線によって規定される振幅変調は、その搬送周波数より低い周波数で、また図６Ａに示した円形分極波動の電界ベクトルの角速度よりも低い角速度で、合成送信波動５１２の電界ベクトルが伝搬軸の周りを回転するという結果をもたらす。
選択された回転振動数は合成電界ベクトルが伝搬軸の周りをその波動の搬送周波数より低い回転周波数で回転するという点までを規定する。図７Ａは図解する目的で示され、本発明は２つの直交する成分によって構成される波動に限られない点に注意すべきである。
図７Ａ及び７Ｂに関して上述した点から、このような波動を生成する、本発明の実施例を一般化したものは、合成電界ベクトル９６は非線形周期パスの１つであるロゼッタ形の軌跡をたどる。より特定的には、このような実施例は、電界軸の周りを搬送周波数とゼロとの間の回転周波数で回転する波動を生成する。同様に、このような実施例は関連する円形分極波動の角速度よりも低くゼロより高い角速度を持つ電界によって規定される波動を生成する。
図１５に戻り、受信機５１４は電磁波５１２を伝達媒体デカプラー５１６で受け取り信号５３４を生成する。非線形周期パス復調器５１８は信号５３４と、非線形周期パス周波数源５２０から非線形周期パス信号５３６とを受け取り、信号５３８を生成する。非線形周期パス周波数源５２０は非線形周期パス周波数源５０８と同じである。送信機５００の非線形パス変調器５０６によって与えられる包絡線が振幅変調される実施例では、非線形周期パス復調器５２０は振幅変調された包絡線を同様の、しかし反対の方法で除去する。除去された振幅変調包絡線は非線形周期パス信号５３６と等しい周波数を持つ。非線形周期パス復調器５１８によって除去された振幅変調包絡線と、非線形周期パス変調器５０６によって加えられた振幅変調包絡線との同期を取るのに、位相ロックループ回路（図示していない。）を用いることができる。再生発信器（図示していない。）に連結された検出器などのどのような適切な位相ロックループ回路が用いられてもよい。情報復調器５２２は信号５３８を受け取り、情報信号５２４の再生である信号５４０を生成する。
図１５に示された本発明の実施例に用いられる特定の電子部品は伝送媒体と電磁波５１２の搬送周波数とに基づいて変化する。例えば、伝送媒体は空気、自由空間、導波管又は光ファイバであり得る。電磁波５１２の搬送周波数が無線周波数の範囲であれば、例えば、伝送媒体カプラー５１０と伝達媒体デカプラー５１６がその特定の搬送周波数に最適化されたアンテナであり得る。例えば、適切なアンテナには単極アンテナ、双極アンテナ、螺旋形アンテナ、及び／又は位相配置アンテナ等が含まれる。電磁波５１２の搬送周波数が、例えば、光スペクトル（例えば赤外線又は可視光）の範囲であれば、伝送媒体カプラー５１０と伝達媒体デカプラー５１６は、それぞれ、光ファイバカプラーとビーム分割器であり得、搬送周波数源５０４はレーザであり得る。
本発明の実施例で用いられる電磁波の電界ベクトルによって描かれる非線形周期パスはどのような適切なパスでもよく、図８Ａ及び８Ｂに示されたロゼッタ形のパスに限定される必要はないことに注意すべきである。電界ベクトルが非線形周期パスを電磁波の搬送周波数より低い周波数でたどる間、情報チャンネルが確立されることができる。例えば、本発明の他の実施例では、電界ベクトルの末端は楕円をたどる。本発明の又別の実施例では、パスは擬似乱数的連続発生器によって規定されてもよい。本質的に、コミュニケーションシステムの送信機と受信機の両方が搬送周波数とゼロとの間の数端数で同期してたどるどのような非線形パスでも適切である。
図１は、本発明の他の実施例による１つの搬送信号に基づくコミュニケーションシステムを示す。図１に関して示される実施例と構成成分は、図１５に示された構成成分と類似する。言い換えると、図１とそれに対応する説明は、図１５に関して説明した概念の可能な実行を示すものである。
コミュニケーションシステムは、互いに離れた送信機１０と受信機１２とを含む。送信機１０は３つのアンテナ要素１４、１６及び１８を持つアンテナシステムと、アンテナ要素１４に接続した第一送信位相システム２０と、アンテナ要素１６に接続した第二送信位相システム２２と、アンテナ要素１８に接続した第三送信位相システム２４と、プリスケーラー法分割器２６と、信号分割器２８と、変調器３０と、搬送周波数源３２とを有す。
変調器３０は、受信機１２（又はその他の適切な受信機）に伝達できる情報信号３４を受け取る。情報信号３４は、例えばビデオ信号又はオーディオ信号などのどのような適切なソースによって生成されるどのような適切なアナログ信号でもあり得る。説明される実施例ではアナログ情報信号３４の伝達に直結しているが、本発明の他の実施例では、信号はデジタル形式であってもよい。本願の明細書における開示では、デジタル及びアナログコミュニケーションシステムのどちらもが新規コミュニケーション方法を用いることができる。
搬送周波数源３２は、搬送周波数信号３６を提供するために従来の正弦波発生器又は発振器などのどのような適切な回路又はシステムを含んでもよい。どのようなコミュニケーションシステムにおいても、搬送周波数信号３６は、無線コミュニケーションにおける自由空間などの与えられた伝送媒体の情報信号３４との変調を容易にする周波数を持つ。例えば、情報信号３４が、米国では６メガヘルツ（ＭＨｚ）の帯域幅であるＮＴＳＣスタンダード下の従来のテレビ信号である場合、搬送周波数信号３６は、米国では５４ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚの間である、適切なテレビ送信のための国の機関によって指定されたどのような既存のテレビチャンネルであってもよい。実験的な目的のために、発明者は、実験テレビコミュニケーションシステムの１つのチャンネルとして、米国ではチャンネル６８として規定されている７９５．０ＭＨｚを選んだ。
本発明の実施例において、説明するためにテレビ送信システムを用い、変調器３０は搬送周波数信号３６を情報信号３４として表されるビデオ信号と変調する。米国で用いられる一般的なテレビ変調スタンダードに従い、変調は振幅変調（ＡＭ）した。本実施例で示されるテレビ送信は説明のためであるが、本発明はどのような種類の情報をどのような適切な周波数幅でどのような適切な変調スタンダードに従って伝達するために用いてもよい。
信号分割器２８は、情報信号３４と変調された搬送信号３８を各送信位相システム２０、２２及び２４に供給する。各送信位相システム２０、２２及び２４はまたプリスケーラー法分割器２６によって生成された送信回転周波数信号４０も受け取る。プリスケーラー法分割器２６は搬送周波数信号３６を分割して送信回転周波数信号４０を生成する。上記の実験コミュニケーションシステムの試験装置の同期を容易にするという理由のために、発明者は２６．５ＭＨｚ又は搬送周波数の３０分の１の回転周波数を選んで伝達チャンネルを規定した。そのため、プリスケーラー法分割器２６は３０に分割する回路を含んでもよい。これは、１０に分割する段階と、それに続く３つに分割する段階、又はその他のどのような適切な周波数を分割する回路構成を含んでいてもよい。上述した搬送周波数は上述した回転周波数を多重化した整数であるが、やはりこの関係は少なくとも一部には、説明を容易にするために選ばれたもので、必要なものではない。明確にするために示していないが、その他の信号分割器が変調器３０とプリスケーラー法分割器２６とに搬送周波数信号３６をより効率よく分配するため、そして送信回転周波数信号４０を位相システム２０、２２及び２４に分配するために含まれてもよい。
さらに以下に示すように、各位相システム２０、２２及び２４は関連する異なる時間遅延を持つ。各位相システム２０、２２及び２４は信号４０を異なる時間量で遅延する。時間遅延は信号４０の波長に応じて選択される。Ｎ個の位相システムを持つまた別の実施例では、各位相システムは送信回転周波数信号をその波長のＮ分の１に等しい量だけ遅延する。
搬送周波数とゼロとの間のどのような適切な回転周波数が選択されてもよいが、情報信号の最も高い周波数よりも高いことが必要である。記載された実施例では、信号４０は例えば２６．５ＭＨｚの周波数を持ってもよいが、それは１１．３メートル（ｍ）の波長又は３７．７ナノ秒（ｎｓ）の期間に対応する。ここでは３つの送信位相システムがあるため、第一送信位相システム２０は信号４０をゼロ秒遅延し、第二送信位相システム２０は信号４０を３７．７ｎｓの３分の１だけ遅延し、第三送信位相システム２０は信号４０を３７．７ｎｓの３分の２だけ遅延してもよい。一般的に言うと、送信位相システム２０は信号４０の位相をゼロ度遅延し、送信位相システム２２は信号４０の位相を１２０度遅延し、そして送信位相システム２４は信号４０の位相を２４０度遅延する。
各送信位相システム２０、２２及び２４は、もうすでに情報信号３４と変調されている搬送信号３８を信号４０と振幅変調する。図３はそれぞれ送信位相システム２０、２２及び２４によって生成され、その結果得られる振幅変調された搬送信号４２、４４及び４６を示す。（明確にするため、図３は倍率が合っていない。そのため搬送周波数４８の変調包絡線５０に対する変化の相対サイズを正確に反映しているわけではない。）破線５２がゼロ度の位相シフトを表すように選択されている場合は、破線５４は１２０度の位相シフトを表し、破線５６は２４０度の位相シフトを表す。破線５８及び６０はそれぞれ１８０度（πラジアン）及び３６０度（２πラジアン）を表す。振幅変調された搬送信号４２、４４及び４６のどれか１つによって搬送される情報は、そのほかの振幅変調搬送信号によって搬送される情報に対して遅延しているのではないことに注意すべきである。むしろ、各振幅変調搬送信号の変調包絡線５０だけが遅延する。どの瞬間にも、各振幅変調搬送信号４２、４４及び４６によって同じ情報が運ばれている。拡大図６２、６４及び６６がこの性質を示している。任意に選択された期間６８において、搬送周波数４８では各振幅変調搬送信号４２、４４及び４６と同じ時間の点で同じ変化が起こっている。
各振幅変調搬送信号４２、４４及び４６は対応するアンテナ１４、１６及び１８の一つに供給される。以下に詳細に述べるが、アンテナ要素１４、１６及び１８は双極アンテナ（又はより厳密には単極アンテナ）であり得、互いに等しい角度の間隔を隔てた中心点に対して放射状に配置されている。
図４の極線図に示したように、ここでは伝搬軸が図の中心でページに対して法線で、時間が矢印７０の角度方向によって表されているが、各アンテナ要素１４、１６及び１８は対応する電磁波７２、７４及び７６を放射する。各波動７２、７４及び７６は、それぞれ振幅変調された搬送信号４２、４４及び４６の一つによって励磁された結果として時間に対してカージオイド様に変化する振幅を持つ。送信アンテナシステムによって照射される送信波７８は波動７２、７４及び７６を合算した結果である。図４の線図では、説明のため、振幅変調搬送信号４２、４４及び４６の相対振幅は、送信７８の１つの振幅、つまり１つの相対振幅となるように選択される。この線図は、送信波７８の伝搬振幅及び方向が一定で、その電界ベクトルが時間に対して回転することを示している。
図７Ａに戻り、変調包絡線９４は、図３に示す変調包絡線５０に類似している。図１に示した本発明の実施例では、３つのこのような電界成分がそれぞれ１２０度位相からずれているが、合成波動は、図７Ａに示した合成電界ベクトル９６と同じように、搬送周波数より低い周波数でゼロより高い周波数で伝搬軸の周りを回転する電界ベクトルを持つ。
図７Ａ〜Ｂ、及び８Ａ〜Ｂは搬送周波数とゼロの間の回転周波数で回転する電界ベクトルを持つ波動を示す説明のために用いられるが、図７Ａ〜Ｂ、及び８Ａ〜Ｂに示される結果はコミュニケーションシステムが２つの位相システムと２つのアンテナ要素のみを含む代替実施例によっても生成される。回転周波数信号に導入されるためには１８０度の位相シフトが必要であるが、例えば、例えば１つは水平に置かれ、もう一つは垂直に置かれた２つの交差する双極子がそのような実施例に含まれてもよい。図８Ａは電界成分９０及び９２の振幅の比較を示し、さらにそのような交差する双極子実施例の１８０度の位相シフトを示す。点１０３、１０５及び１０７の位相シフトに注目すべきである。
図２に示したように、各送信位相システム２０、２２及び２４は、位相器１０２、平衡ミクサー変調器１０４及びチューナブル位相器１０６を含む。位相器１００は、送信位相システム２０、２２及び２４に対する上述した時間遅延又は位相シフトを与えるように選択される。平衡ミクサー変調器１０４は、よく知られたタイプの回路であって、しばしばこの技術分野では、平衡ミクサー又は平衡変調器といわれ、どのような適切なデザインであってもよい。チューナブル位相器１０６は、３つの送信位相システム２０、２２及び２４を実際のコミュニケーションを準備する段階で、３つの送信位相システムの全遅延量を正確にチューニングするのを容易とする。
送信位相システムの他の実施例においては、平衡ミクサー変調器は、広帯域に渡り、高い線形位相エラーを持つ例えば電圧可変減衰器と置き換えることができる。位相器は、上述した時間又は位相遅延を供給する遅延ライン又は同様のタイプの成分と置き換えることができる。さらに、送信位相システムは、適切なバンドパスフィルター及び／又は精度のよい調整をするマニュアルの調節可能な遅延ラインを含むことができる。
図１に戻り、受信機１２は送信機１０と同様の構成である。受信機１２は３つのアンテナ要素１１０、１１２及び１１４を持つ、アンテナシステムと、アンテナ要素１１０に連結するシステム１１６、アンテナ要素１１２に連結するシステム１１８、アンテナ要素１１４に連結する受信位相システム１２０と、コヒーレント回転周波数発生器１２２と、単一結合器１２４と、及び情報信号復調器１２６と、を含む。
受信アンテナシステムは送信アンテナシステムと同じであってもよい。そのため図１に示した実施例では、アンテナ要素１１０、１１２及び１１４は双極子（又はより厳密に言えば単極）で、例えば互いに角度的に同じ間隔である中心点に対して放射線状に配置されている。波動７８が、受信アンテナシステムに衝突すると、各アンテナ要素１１０、１１２及び１１４の分極軸に位置するそれらの成分の振幅は対応する信号１２８、１３０又は１３２を生成する。信号１２８、１３０及び１３２の振幅は電界ベクトルの回転に従って変化し、そのため送信機１０によって与えられた振幅変調に従う。
コヒーレント回転周波数発生器１２２は、例えば信号１２８などの、受信した振幅変調信号の１つから回転周波数を再生する。図１７に示したように、コヒーレント回転周波数発生器１２２は、受信信号の多重化した段階の増幅を与え、搬送周波数を再生する。受信信号１２８は、搬送周波数である周波数成分を持っているが、この搬送周波数成分は、相対的に減衰されている。そのため信号１２８は、３つの低雑音増幅器６５２、６５４及び６５６を介して、それぞれ２つの増幅器の間に配置された２つのバンドパスフィルタ６５８及び６６０を介した段階によって増幅される。バンドパスフィルタ６５８及び６６０は、搬送周波数で中心化されている。何故なら、説明された実施例では、搬送周波数は回転周波数を多重化した整数だからである。プリスケーラー６６２は、増幅した信号の周波数を分割し、搬送周波数から回転周波数を再生する。６６２は、さらなる増幅を与えることができる。プリスケール化された信号は、６６４に供給される。６６４は、手動で調整され、回転周波数信号を３つの受信信号と共に位相にする。言い換えると、６６４は、送信機１０と受信機１２との間の位相の同期をとり、コヒーレンシーを確立する。ユーザーは遅延６６４を、例えば再生情報信号１３８などの、受信機１２の出力を観測している間に、ユーザーが受信情報を十分に認識できるまで調整してもよい。もし、再生情報信号１３８がテレビ信号の場合、ユーザーは遅延６６４を調節しながら、それをビデオモニタで視覚的にモニターしてもよく、又は発振器で電気的にモニターしてもよい。遅延６６４の出力は６６６に供給される。６６６は、周波数をさらに分割して情報チャンネルに対応する回転周波数とし、受信されるようにする。搬送周波数信号の回転周波数信号への分割は、本実施例では、プリスケーラー６６２と、分割器６６６とによる２つの段階で達成されているが、製造上又は技術上又はその他のデザイン的な考慮に基づいて周波数はより少ない段階又はより多い段階を用いて分割してもよい。もし、搬送周波数が、例えば回転周波数の３０倍であるとき、１０に分割するプリスケーラー６６２による分割の後、さらに６６６によってさらに３つに分割されると言う方法は、１つの段階で３０に分割するよりも経済的である。それは、１０に分割して３に分割する回路は、３０に分割する回路よりも容易に入手可能だからである。
また別の実施例では、受信機のコヒーレント回転周波数発生器は、位相ロックループ回路（図示していないが）を用いるノンコヒーレント回転周波数発生器に置き換えることができる。どのような適切な位相ロックループ回路が用いられてもよく、例えば、再生発振器（図示していないが）に連結された位相ロックループ検出器等のどのような回路が用いられてもよい。また別の実施例では、送信及び受信回転周波数源は地上コミュニケーションシステム衛星航法システム（ＧＰＳ）から受信される信号を用いてもよく、その回転周波数を同期する。
受信位相システム１１６、１１８及び１２０は、受信回転周波数信号１３４を送信位相システム２０、２２及び２４と同様の方法で遅延する。第一位相システムは信号１３４をゼロ度だけ遅延し、第二受信位相システムは信号１３４を１２０度だけ遅延し、第三位相システムは信号１３４を２４０度だけ遅延する。
各受信位相システム１１６、１１８及び１２０は、振幅変調信号１２８、１３０及び１３２をそれぞれその対応する時間遅延回転周波数信号１３４に従って、受け入れ、又は検出する。信号をこのような方法で受け入れることによって、各周波数及び位相において、その対応する時間遅延回転周波数信号１３４に対応する振幅変調信号のみを感知する。単一結合器１２４が、入った受信位相システム１１６、１１８及び１２０の出力を合算し、その結果の変調搬送信号１３６だけが情報と変調される。回転周波数によって与えられた変調が合算して定数となる。各受信位相システム１１６、１１８及び１２０の入力が各送信位相システム２０、２２及び２４に合致するとき、その結果の変調搬送信号１３６は送信機１０の変調搬送信号３８の再生である。復調器１２６は、情報信号を変調搬送信号１３６から情報を従来の方法で再生し、例えば、説明された実施例はビデオ信号と変調された搬送振幅に関連し、復調器１２６は従来のテレビチューナーであってもよい。受信機１２の再生された情報信号１３８はこのような送信機１０の情報信号３４の再生である。
図５に示したように各受信位相システム１１６、１１８、１２０は、送信位相システム２０、２２及び２４と同様に組み立てられる。それぞれは、低雑音増幅器１４０と電圧可変減衰器１４２と広帯域増幅器１４４と、バンドパスフィルタ１４６と、及び位相器１４８とを含み、これらの全ては容易に購入可能である。位相器１４８は受信位相システム１１６、１１８及び１２０に対して、上述した時間遅延又は位相シフトを与えるように選択される。チューナブル位相器１４６は、送信位相システム２０、２２及び２４と同様により精密な調整を容易とする。
受信位相システムの別の実施例では、減圧可変減衰器は、例えば平衡ミクサー変調器と置き換えることができる。位相器は、遅延ライン又は上述した時間遅延又は位相遅延を与える同種の成分と置き換えることができる。さらに送信位相システムは、適切なバンドパスフィルタ及び／又はより正確な調整をすることができる手動の調整可能な遅延ラインとを含むことができる。
図９及び１０に示したように、送信機１０及び受信機１２の両方で用いられ得る適切なアンテナシステムは従来のエッチング工程を用いてプリント回路基盤のシート上に形成された３つの双極半波動（又はより厳密には単極）を含む。最初の双極子は要素１５２と１５４を含む。第二の双極子は要素１５６と１５８を含む。第三の双極子は要素１６０と１６２とを含む。
要素１５２〜１６２は基板１６４のエッチング工程の後に銅が残っている場所によって規定される。同軸ケーブル１６８の第一長さの中心導線１６６はプリント回路基板の孔に通され、双極子の１つの要素と半田付けされる。同軸ケーブル１７２の第二長さの中心導線１７０はプリント回路基板の孔に通され、双極子の１つの要素と半田付けされる。平衡不平衡変成器又はバラン１７４が双極子をアース遮蔽のある同軸ケーブルの長さであるフィード１７６に合わせるために用いられる。同軸ケーブル１６８及び１７２の両長さの遮蔽はバラン１７４の中心タップに連結している。送信機１０のアンテナシステムとして用いられる場合、各双極子はアンテナ要素１４、１６及び１８の中の１つに対応し、フィード１７６は対応する信号４２、４４及び４６の一つを受け取る。受信機１２のアンテナシステムに用いられるときは、各双極子はアンテナ要素１１０、１１２及び１１４の中の１つに対応し、フィード１７６は信号１２８、１３０及び１３２の中の対応する１つの信号を受け取る。
図１８及び１９に示したように、受信機１０及び送信機１２の両方で用いられ得る適切なアンテナシステムは３つの単極要素５４２、５４４及び５４６が例えば円筒状の導波管５４８に、その軸が導波管５４８の長さ軸に対して放射状に位置して搭載されている。要素５４２、５４４及び５４６は導波管５４８の側壁を絶縁スリーブ５５０、５５２及び５５４の中をそれぞれ通って、又はその他の適切な方法で搭載される。導波管５４８はその末端に適切な角部を持つことができ、送受信波を集結する。同軸ケーブルコネクター５５６、５５８及び５６０は要素５４２、５４４及び５４６をそれぞれ同軸ケーブル５６２、５６４及び５６６に接続する。
このアンテナシステムの実施例は、電磁波のより高次のモードを都合よく除去する。これらのモードは、除去されなければ、伝搬してその結果送られた波動が意図的に重なるまで減少する。以上に詳述したように、個々のアンテナ要素から送られた波動は、本発明のある実施例を個別に考えると、平面分極のアンテナであるが、付近で重畳し、回転電界ベクトルを持つ波動を生成する。図１８及び１９に示されたアンテナシステムは送られた波動が意図的に重ならないうちに減少し、又は消滅する。
アンテナは放射状に搭載された要素を持つ従来の円筒状導波管と同様の方法で構成される。例えば、導波管５４８及び要素５４２、５４４及び５４６はどのような適切な導線、例えば銅、アルミニウム又は真鍮によっても形成されることができる。また、導波管５４８は搬送周波数の１波長以上の長さを持っていてもよい。導波管５４８の面積及び要素５４２、５４４及び５４６の長さ位置は円筒状導波管の基本的モード（つまりＴＥ１１モード）より高いモードを除去するように選択される。選択された搬送周波数に応じて、単一のモードが伝搬するような適切な面積は、公知のアンテナエンジニアリング方式によって計算できる。上述した例の７９５．０ＭＨｚの周波数を持つ搬送周波数では、この計算は約２３．８ｃｍ（９．４インチ）の直径を示すであろう。
要約すると、例えば図１の例では、本発明のコミュニケーションシステムの実施例は送信機１０によって送られた信号の回転電界ベクトルを同期して受ける受信機１２に特徴づけられる。
さらに、上述の実施例では自由空間のラジオ周波数に直結できたが、本発明はその伝達媒体に限られない。他の実施例では、例えば、本発明は導波管又は光ファイバを介して伝達してもよい。そのため、上述した実施例ではラジオ周波数電磁波を自由空間を介して放射し、又は発射するための送信アンテナシステムを含んでいたが、電磁波をその他の媒体を介して伝達する他の実施例では、例えば、ファイバー媒体を介して光波動を発射する光放射体等の、それらの媒体を介して電磁波を発射するのに適した放射体を含んでもよい。同様に、上述した実施例ではラジオ周波数電磁波を自由空間を介して受信する受信アンテナシステムを含んでいたが、電磁波をその他の媒体を介して伝達する他の実施例では、例えば光媒体用の光レセプタ等の、それらの媒体を介して電磁波を受信するのに適したレセプタを含んでもよい。
図１３は、本発明の別の実施例における単一搬送信号を用いた光コミュニケーションシステムを示す。送信機２９９では、レーザー３００は搬送周波数を持つ波動を生成し、その波動はビーム分割器３０２を通過して、その搬送周波数を持つ２つの波動３０４と３０６を生成する。波動３０４と３０６は直線分極波動で、従来のレーザーによって生成される。２つの情報変調器３０８と３１０は、波動３０４及び３０６を情報信号３１２に基づいてそれぞれ変調し、情報変調波動３１４と３１６とをそれぞれ生成する。
回転周波数源３１８は、どちらも搬送周波数とゼロとの間の回転周波数を持つ回転信号３２０と３２２を光回転変調器３２４と３２６に供給し、回転信号３２０と３２２は、図１に関して上述した回転信号と同様の方法で、光回転変調器３２４と３２６によって互いに振幅変調及び位相遅延される。例えば、情報変調波動３１４と３１６が直線分極されているとき、光回転変調器３２４と３２６の中の１つは半波長位相板を含み、情報変調波動３１４と３１６の中の１つを位相遅延する。光回転変調器３２４と３２６は情報変調光波動３１４と３１６をそれぞれ、回転信号３２０と３２２に基づく回転周波数で変調し、それぞれ光波動３２８と３３０とを生成する。
カプラー３３２は光波動３２８と３３０とを光ファイバ３３４を通じて結合して送信する。光波動３２８と３３０との結合は、搬送周波数とゼロとの間の回転周波数で伝搬軸の周りを回転する合成電界ベクトルを持つ。
光ファイバ３３４に接続した受信機３３５では、ビーム分割器３３６は受信波を光波動３３８と３４０に分割する。回転変調器３４２と３４４は光波動３３８と３４０をそれぞれ受信する。回転周波数源３１８と同様の回転周波数源３４６は、回転信号３４８と３５０を復調器３４２と３４４にそれぞれ供給する。回転復調器３４２と３４４は、回転信号３４８と３５０に基づいて復調光波動３５２と３５４を生成する。光検出器３５６と３５８は復調光波動３５２と３５４を電気信号３６０と３６２に変換し、電気信号３６６を生成する。情報復調器３６８は電気信号３６６を受け取り、情報信号３１２の再生物である情報信号３７０を生成する。
レーザー３００は、光ファイバ中を伝搬するのに最適となるよう選択される。例えば、レーザー３００はアンモニウムガリウム砒化物（ＡｌＧａＡｓ）又はインジウムガリウム砒化物（ＩｎＧａＡｓ）の多重層で、波長範囲１．３〜１．５５μｍで分散フィードバック（ＤＦＢ）のレーザー照射する。光検出器３５６と３６２はレーザー３００にスペクトル的に応答するよう選択され得る。例えば、光検出器３５６と３６０はバックバイアスしたガリウム砒化物（ＧａＡｓ）ダイオード検出器であり得る。
情報変調器３０８と３１０、回転変調器３２４と３２５及び回転復調器３４２と３４４は、種々に配列されて光波動の位相及び／又は振幅を適切に変調する。例えば、変調器と復調器は、ポッケルセルなどのリチウムニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ３）電気−光変調器である。
単一搬送信号を用いた多重チャンネル
本発明の他の実施例では、多重送信−受信システムが選択された情報チャンネルと伝達することができ、各チャンネルは、その他の全てのチャンネルの角速度とは異なる選択された電界角速度定数によって規定される。
図１１は、選択された情報チャンネルと伝達することのできる複数の送受信システムを示す。送信機１７８、１８０、１８２及び１８４は同時に受信機１８６、１８８、１９０及び１９０と伝達する。（送信機１８２と１８４の間、及び受信機１９０と１９２の間の点「…」は、それぞれその他の送信機及び受信機を示す。どのような適切な数の送信機及び受信機でも同時に交信することができるからである。送信機と受信機の総数はＮとなる。）
各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４は、図１に関して上述した送信機１０と同じ電子部品、又は図１３に関して上述した送信機２９９の電気−光成分からなる。送信機１７８、１８０、１８２及び１８４は、共通のアンテナシステムを共有することができる。例えば、送信機１７８、１８０、１８２及び１８４が送信機１０の電子部品からなる場合は、アンテナシステムは要素１９４、１９６及び１９８を含む３要素のアンテナであり得る。
各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４は、情報信号２００、２０２、２０４及び２０６をそれぞれ受け取る。情報信号２００、２０２、２０４及び２０６は、各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４の中に、搬送信号が位相ロック回路（図示していない）によって位相ロックされている変調器（図示していない）を含むことによって、搬送信号と変調される。情報信号２００、２０２、２０４及び２０６に応じて、各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４は、例えば図１に関して上述した信号４２、４４及び４６のように、３つの振幅変調搬送信号（３つの要素アンテナシステムを持つ実施例の場合）を生成する。振幅変調搬送信号は、他の全ての送信機１７８、１８０、１８２及び１８４によって生成される振幅変調が搬送する回転周波数とは異なる回転周波数で振幅変調を搬送する。言い換えると、各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４は、各伝達チャンネルを独特に規定する異なる選択される回転周波数で作用する。
図１に関して上述したように、そして３つの要素アンテナシステムの例として、図１の送信機１０等の送信機によって生成された各振幅変調信号は、３つの時間遅延の中の１つと関連する。第一コンバイナー２０８は各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４によって生成された振幅変調信号を結合し、それは第一時間遅延と関連する。第二コンバイナー２１０は各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４によって生成された振幅変調信号を結合し、それは第二時間遅延と関連する。第三コンバイナー２１２は各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４によって生成された振幅変調信号を結合し、それは第三時間遅延と関連する。アンテナ要素１９４は第一コンバイナー２０８の出力を受け取る。アンテナ要素１９６は第二コンバイナー２１０の出力を受け取る。アンテナ要素１９８は第三コンバイナー２１２の出力を受け取る。送信アンテナシステムは、図１に示した単一チャンネルに関して上述したのと同様の方法で、多重化結合伝達チャンネルを表す信号２１３を送信する。
各受信機１８６、１８８、１９０及び１９２は、図１に関して上述した受信機１２と同じ電子部品、又は図１３に関して上述した受信機３３５の電気−光成分からなる。受信機１８６、１８８、１９０及び１９２は、要素２１４、２１６及び２１８を含む共通のアンテナシステムを、受信機の３要素アンテナの例として、共有することができる。受信アンテナシステムは多重化伝達チャンネルを受け取る。第一分割器２２０は、アンテナ要素２１４によって受信された振幅変調信号を第一時間遅延に関連する多重化振幅変調信号に分割する。第二分割器２２２は、アンテナ要素２１６によって受信された振幅変調信号を第二時間遅延に関連する多重化振幅変調信号に分割する。第三分割器２２４は、アンテナ要素２１８によって受信された振幅変調信号を第三時間遅延に関連する多重化振幅変調信号に分割する。位相ロックループ（ＰＬＬ）回路（図示していない。）はアンテナ要素２１４、２１６及び２１８によって受信された振幅変調信号を復調するために用いられる信号の位相をロックする。各受信機１８６、１８８、１９０及び１９２は伝達チャンネルの中の１つを独特に規定する異なる選択された回転周波数で作用する。受信機１８６、１８８、１９０及び１９２は図１で受信機１２が再生情報信号１３８を生成したことに関して上述したのと同様の方法で、各分割器２２０、２２２及び２２４によって供給される振幅変調信号に応じて再生情報信号２２６、２２８、２３０及び２３２を生成する。
回転周波数は、搬送信号の周波数によって与えられた選択性に加えて、チャンネル選択性を与える。そのため受信機１８６、１８８、１９０及び１９２のなかで、選択されたチャンネルに調整された、つまりある回転周波数で作用している、１つの受信機は、その他のチャンネル、つまり他の回転周波数で作用している送信機１７８、１８０、１８２及び１８４によって生成される伝達信号の干渉は実質的にあまり受けない。搬送周波数よりも回転周波数の方がチャンネル選択性をより与えるため、送信機１７８、１８０、１８２及び１８４及び受信機１８６、１８８、１９０及び１９２は全て、同じ搬送信号周波数で同時に操作することができ、１つの受信機１８６、１８８、１９０及び１９２が各送信機１７８、１８０、１８２及び１８４とそれぞれ交信することができる。
図１１に示したように、共通の送信アンテナシステムを共有する複数の送信機と、共通の受信アンテナシステムを共有する複数の受信機とを含むコミュニケーションシステムは、アンテナ要素の数を減らすことができるため経済的である。それでも、各送信機がそれ独自のアンテナシステムを含むコミュニケーションシステムも同様の方法で操作される。例えば、システムは図１の送信機１０と受信機１２などの複数の送信機及び受信機を含んでもよく、対応する多重化チャンネルを介して同時に交信してもよい。与えられた搬送周波数で、その他の全ての送信機１０の回転周波数と異なる周波数で作用する各送信機１０は、独自の伝達チャンネルを規定する。このようなシステムの全ての送信機１０及び受信機１２は、同じ搬送信号周波数で同時に作用してもよく、受信機１２の中の１つが各送信機１０と交信する。
単一の搬送信号を用いた本発明の開示された実施例では、チャンネルは回転周波数の領域内で適切な帯域幅に割り当てられ、情報を効率よく送信する。言い換えると、各チャンネルの与えられた搬送周波数の回転周波数は、チャンネルが重ならないように、同じ（又はほぼ同じ）搬送周波数を持つ隣接するチャンネルの回転周波数から十分はずれていなければならない。例えば、６ＭＨｚの帯域幅を持つ情報信号は、６ＭＨｚの帯域幅を持つ回転周波数領域の信号によって表される。異なるチャンネルを規定する各非線形パス周波数源は、回転周波数領域の対応する信号を互いに分離するように選択され、重複を回避する。
一般的に、電磁波（例えば図１の電磁波７８又は図１５の電磁波５１２）は、搬送周波数より低く、ゼロより高い回転周波数でその伝搬軸の周りを回転する電界ベクトルを持つことができる。より厳密には、しかしながら、回転周波数は、情報の一部分が再生できないことのないように受信機によって検出されるために、搬送周波数より十分低く、ゼロより高いように選択されなければならない。そうでなければ、ある情報周波数成分の周波数が、搬送周波数を超え、又はゼロより低くなるように回転周波数が選択される場合は、情報の一部分は再生できないかも知れない。
情報のある周波数成分が、例えば搬送周波数を超えると、これらの情報の周波数成分は受信機に検出され、搬送周波数よりも低い回転周波数に変換される。これらの変換回転周波数成分は変換されていない回転周波数成分を打ち消し、そのため情報の一部分が再生できなくなる。例えば、回転周波数成分が搬送周波数を１０ＭＨｚ超えたときは、回転周波数成分は受信機によって搬送周波数からマイナス１０ＭＨｚ変換されて打ち消される。
情報の搬送周波数成分は情報の帯域幅と、情報が電磁波に搬送される方法に対応する。情報は電磁波（例えば図１の電磁波７８又は図１５の電磁波５１２）に周波数領域及び／又は回転領域のいずれかによって搬送される。言い換えると、情報は搬送周波数信号を変調（例えば振幅変調、周波数変調、又は位相変調を用いて）することによって、及び／又は回転周波数信号を変調（例えば周波数変調又は位相変調を用いることによって）することによって電磁波に搬送され得る。
例えば、情報が搬送周波数信号上に振幅変調されるだけだと、電磁波の周波数帯域幅は情報の帯域幅とおよそ等しくなる。この場合、電磁波の回転周波数は搬送周波数よりも情報帯域幅の半分だけ低くなり、ゼロよりも情報帯域幅の半分だけ高くなる。例えば、情報帯域幅が６ＭＨｚの時、最も低い可能性の回転周波数はその帯域幅の半分よりも高くなり、そのチャンネルのゼロよりも高い十分な領域（例えば６ＭＨｚの帯域幅の情報信号では３ＭＨｚ）を与え、最も高い可能性の回転周波数は少なくとも搬送周波数の半分よりも低い（例えば６ＭＨｚの帯域幅の情報信号では３ＭＨｚ）。
２つの搬送信号に基づくコミュニケーションシステム
図１６は、本発明の実施例による２つの異なる搬送信号を用いるコミュニケーションシステムのブロック図である。図１６では、送信機６００は２つの差動搬送周波数源６０２と６０４、２つの情報変調器６０６と６０８、及び２つの伝送媒体カプラー６１０と６１２を含む。送信機６００は電磁波６１４を伝送媒体（図示していない）を通じて受信機６１６に送る。受信機６１６は２つの伝送媒体デカプラー６１８と６２０、２つのフィルタ６２２と６２４、合算器６２６及び情報復調器６２８とを有している。
情報変調器６０６は、差動搬送周波数源６０２から情報信号６３０と高差動搬送周波数信号６３２とを受け取り信号６３６を生成する。同様に情報変調器６０８は差動搬送周波数源６０４から情報信号６３０と低差動搬送周波数信号６３４とを受け取り信号６３８を生成する。情報信号６３０はどのような適切なソースから生成されるどのような適切なアナログ信号であってもよく、受信機６１６（又はその他の適切な受信機）と交信するビデオ信号又はオーディオ信号等である。同様に、情報信号６３０はデジタル形式でもあり得る。
差動搬送周波数源６０２及び６０４は、搬送信号６３２と６３４とをそれぞれ与える、例えば従来の正弦波発生器又は発振器などのどのような適切な回路又はシステムを含んでもよい。搬送信号６３２と６３４とは、与えられた伝送媒体の情報信号６３０との変調を容易とする周波数を持つ。
伝達媒体カプラー６１０と６１２とはそれぞれ信号６３６と６３８とを受け取り、電磁波６１４と重なる２つの電磁波を生成する。伝送媒体カプラー６１０によって送られた電磁波は、非線形周期パスをたどる電界ベクトルの末端を持つ。伝送媒体カプラー６１２によって送られた電磁波は、同じ非線形周期パスを逆方向にたどる電界ベクトルの末端を持つ。例えば、カプラー６１０はある搬送周波数で左手方向に円形分極する電磁波を送ることができ、カプラー６１２はその他の搬送周波数で右手方向に円形分極する電磁波を送ることができる。
受信機６１６は伝送媒体デカプラー６１８と６２０で電磁波６１４を受け取る。伝送媒体デカプラー６１８は電磁波６１４を受け取り、伝送媒体カプラー６１０によって送られた電磁波に対応する信号６４０を生成する。伝送媒体デカプラー６２０は電磁波６１４を受け取り、伝送媒体カプラー６１２によって送られた電磁波に対応する信号６４２を生成する。
フィルター６２２と６２４は信号６４０と６４２を受け取り、それぞれ信号６４４と６４６を生成する。フィルタ６２２と６２４はノッチフィルタ又は信号のクロスカップリングを妨げるインピダンス整合回路であり得る。フィルタ６２２及び６２４は信号６４０及び６４２に適した帯域幅のスペクトルを持ち得、それぞれ差動搬送周波数源６０２及び６０４の搬送周波数に一致している。
合算器６２６は信号６４４及び６４６を合算して信号６４８を生成する。信号６４８は、高差動搬送周波数と低差動搬送周波数との平均である新しい搬送周波数の情報を含み、情報はもはや高及び低差動搬送周波数には存在しない。言い換えると、上方チャンネルは上述した単一搬送信号に基づくコミュニケーションシステムにアナログ方式で存在し、そこでは高及び低差動搬送周波数の平均である新しい搬送周波数で情報が搬送され、電界ベクトルは非線形周期パスを高及び低差動搬送周波数の差の半分に等しい周波数でたどる。電界ベクトルは伝搬軸に対して、新しい搬送周波数とゼロとの間のどのような適切な周波数ででも非線形周期パスをたどることができる。しかし伝搬軸に対して横切るパスの周波数は情報信号の最も高い周波数より高くなければならない。
２つの差動搬送周波数のうちの高い方の差動搬送信号によって駆動される伝達媒体カプラーは、電界ベクトルが非線形周期パスを描く方向を指定する。例えば、伝送媒体カプラー６１０が伝搬軸に対して時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射し、伝送媒体カプラー６１２が伝搬軸に対して反時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射する実施例では、差動搬送周波数源６０２が差動搬送周波数源６０４よりも高い周波数を発していれば、合成電磁波６１４の電界ベクトルは伝搬軸を時計方向に回転し、差動搬送周波数源６０４が差動搬送周波数源６０２よりも高い周波数を発していれば、合成電磁波６１４の電界ベクトルは伝搬軸を反時計方向に回転する。
情報復調器６２８は信号６４８を受け取り、情報信号６３０の再生である信号６５０を生成する。情報復調器６２８は、高及び低差動搬送周波数の平均である新しい搬送周波数に基づいて信号６４８を復調する。上方復調器６２８は、例えば、従来のＡＭ受信機であり得る。
図１６に示された本発明の実施例に用いられる特定の電子部品は、伝送媒体及び電磁波６１４の搬送周波数に依存して変化し得る。例えば伝達媒体は自由空間、導波管、又は光ファイバであり得る。電磁波６１４の搬送周波数がラジオ周波数スペクトルであるとき、例えば、伝送媒体カプラー６１０及び６１２と、伝送媒体デカプラー６１８及び６２０はこれらの搬送周波数に最適化されたアンテナであり得る。例えば、適切なアンテナは単極アンテナ、双曲アンテナ、螺旋状のアンテナ、及び／又は整相列アンテナ等であり得る。電磁波６１４の搬送周波数が光スペクトル（例えば赤外線又は可視光）であるとき、伝送媒体カプラー６１０及び６１２は光ファイバカプラーであり得、伝送媒体カプラー６１０及び６１２、及び合算器６２６は光検出器であり得る。また差動搬送周波数源６０２及び６０４はそれぞれ反対方向に回転する電界ベクトルを持つ波動を生成するレーザーであり得る。
図１２は、本発明のその他の実施例による２つの異なる搬送信号に基づくコミュニケーションシステムを示す。このコミュニケーションシステムは送信機２３４と、受信機２３６とを含む。送信機２３４は、２つの螺旋アンテナ要素２３８及び２４０を含む二重螺旋アンテナシステムを含む。送信機２３４はさらに、低差動搬送周波数源２４２と、高差動搬送周波数源２４４と、２つの振幅変調器２４６及び２４８と、２つの増幅器２５０及び２５２と、及び２つのノッチフィルタ及びインピダンスマッチング回路２５４及び２５６とを含む送信電子部品を持つ。
変調器２４６及び２４８は、それぞれ情報信号２５８を受け取り、情報信号は、例えば、どのような適切なソースによって生成される、ビデオ信号又はオーディオ信号などのどのような適切なアナログ信号であってもよく、受信機２３６（又は適切な受信機）と交信することが望まれる。そのため、ソースは、例えば、６ＭＨｚ帯域幅の従来のＮＴＳＣテレビチャンネルのものであってもよい。
高差動搬送周波数源２４４は、所定の搬送周波数と所定の回転周波数の合算に等しい高差動搬送周波数を持つ高差動信号２６０を生成する。低差動搬送周波数源２４２は、所定の搬送周波数から所定の回転周波数を減じたものに等しい低差動搬送周波数を持つ低差動信号２６２を生成する。周波数源２４２及び２４４は、従来の正弦波発生器又は発振器などの、どのような適切な回路又はシステムを含んでもよい。
変調低差動信号２６４は、アンテナ要素２３８に増幅器２５０を介して接続される。変調高差動信号２６６はアンテナ要素２４０に増幅器２５２を介して接続される。増幅器２５０及び２５２は、情報信号２５８が従来のＮＴＳＣテレビ信号の場合は、少なくとも６ＭＨｚの帯域幅を持つ。螺旋アンテナ要素２３８及び２４０は反対の螺旋を持ち、一般的に中心保持構造２６８と同軸に配置される。例えば、アンテナ要素２３８は右手方向の螺旋を持ち、アンテナ要素２４０は左手方向の螺旋を持つ。そのため、アンテナ要素２３８は右手方向の円形分極波動を放射し、アンテナ要素２４０は左手方向の円形分極波動を照射する。反射器２７０（明瞭にするため図１２に断面図で示している。）がアンテナシステムの近位の端に配置されている。
アンテナシステムによって放射される合成送信電磁波２７２は図１に示した実施例に関して説明した送信信号７８と同様の特性を持つ。言い換えると、合成送信電磁波２７２は高差動搬送周波数と低差動搬送周波数の平均よりも低い周波数で、伝搬軸の周りを回転する電界ベクトルを持つ。螺旋アンテナ要素２４０が、伝搬軸の周りを時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射し、アンテナ要素２３８が伝搬軸の周りを反時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射する実施例においては、高差動搬送周波数源２４４は低差動搬送周波数源２４２よりも高い周波数を生成するため、波動２７２の電界ベクトルは伝搬軸の周りを時計方向に回転する。螺旋アンテナ要素２４０が、伝搬軸の周りを反時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射し、アンテナ要素２３８が伝搬軸の周りを時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射する実施例においては、高差動搬送周波数源２４４は低差動搬送周波数源２４２よりも高い周波数を生成するため、波動２７２の電界ベクトルは伝搬軸の周りを反時計方向に回転する。
ノッチフィルタ及びインピダンスマッチング回路２５４及び２５６は信号のクロスカップリングを防ぐ。回路２５４は高差動搬送周波数に合わせた６ＭＨｚノッチを持ち、そのため低差動搬送周波数の付近の信号のみを通過させる。同様に、回路２５６は低差動搬送周波数の周波数に合わせた６ＭＨｚノッチを持ち、そのため高差動搬送周波数付近の信号のみを通過させる。回路２５４及び２５６は平衡不平衡変成器などの適切なインピダンスマッチング回路を含む。
送信機２３４の作用は、２つの異なる搬送信号に基づくコミュニケーションシステムを単一の搬送信号に基づくコミュニケーションシステムと比較することによって理解されるであろう。単一の搬送信号に基づくシステムでは、伝搬する合成波動の電界ベクトルは回転し、その合成波動は、もしある一つの与えられたアンテナ要素によって生成される１つの波動成分について考慮した場合は側波帯が存在するが、側波帯を生成しない。アンテナシステムの他のアンテナ要素の放射波動成分が重なることによって側波帯は合成波動から除去される。
２つの異なる搬送周波数に基づくシステムでは、１つの差動搬送周波数を持ち、伝搬軸に対して回転する電界ベクトルを持つ１つの電磁波が送信される。他の差動搬送周波数を持ち、伝搬軸の周りを反対方向に回転する電界ベクトルを持つその他の電磁波も送信される。これらの波動は重畳し、新しい搬送周波数を持つ合成波動を生成する。２つの異なる周波数のどちらかを持つ波動は受信された合成波動には存在しない。それぞれ独自の搬送周波数と、伝搬軸の周りを反対方向に回転する独自の電界を持つ２つの送信波動の重畳によって、２つの差動搬送周波数を持つ波動は合成波動から除去される。
本発明のある実施例においては、アンテナシステムは同軸螺旋タイプである。図１２に示した代替実施例の同軸螺旋アンテナ要素は、２つの差動搬送周波数を持つ波動を、互いの重なり合いによって除去させる。この代替実施例では、これらの波動は１つの螺旋アンテナ要素を高差動搬送周波数と駆動させ、もう１つの螺旋アンテナ要素を低差動搬送周波数と駆動させることによって直接的に生成される。螺旋アンテナ要素２４０は伝搬軸の周りを低差動搬送周波数で回転する電界ベクトルを持つ波動を放射する。螺旋アンテナ要素２３８は伝搬軸の周りを高差動搬送周波数で反対方向に回転する電界ベクトルを持つ波動を放射する。
アンテナ要素２３８及び２４０は、受信アンテナシステムがアンテナ要素２３８及び２４０からかなり離れた位置に配置されている場合は、正確に同軸である必要はない。そのため、これらは多くのコミュニケーションシステムで並べて配置することができる。衛星と地上のステーションのように、送信機と受信機との距離が広いときは、アンテナ要素２３８及び２４０はシステムの性能を劣化させることなく、数メートル離してもよい。二重螺旋アンテナシステムの最適な物理的構造は、コミュニケーションシステムが用いられる目的によって様々なアンテナの設計因子によって変化する。
受信機２３６は送信機２３４と構造的に同じである。受信機２３６は、保持構造２７７に同軸に搭載された反対方向の螺旋を持つ２つの螺旋アンテナ要素２７４及び２７６を含む二重螺旋アンテナシステムを含む。反射器２７８（明瞭にするため図１２に断面図で示している。）がアンテナシステムの近位の端に搭載されている。受信機２３６は、さらに低差動搬送周波数フィルタ２８０と、高差動搬送周波数フィルタ２８２と、合算回路２８４と、振幅変調検出回路２８６と、及び２つのノッチフィルタ及びインピダンスマッチング回路２８８及び２９０とを含む受信電子部品を含む。低差動搬送周波数フィルタ２８０は低差動搬送周波数に合わせたバンドパスを持ち、高差動搬送周波数フィルタ２８２は高差動搬送周波数に合わせたバンドパスを持つ。ノッチフィルタ及びインピダンスマッチング回路２８８及び２９０は回路２５４及び２５６と同じであり得る。回路２８８は低差動搬送周波数に合わせた６ＭＨｚノッチを持ち、そのため高差動信号のみを通過させる。同様に、回路２９０は高差動搬送周波数に合わせた６ＭＨｚノッチを持ち、そのため低差動信号のみを通過させる。振幅変調検出回路２８６は従来の構成であり、そのため増幅器と、検出器と、局部発振器と、自動利得制御と、その他の振幅変調ラジオ受信機に通常含まれる公知の回路として知られている回路構成と、を含む。振幅変調検出回路２８６は新しい搬送周波数、つまり、高低差動搬送周波数の平均で信号を受信するよう調整される。
低差動搬送周波数フィルタ２８０はアンテナ要素２７４に連結され、高差動搬送周波数フィルタ２８２はアンテナ要素２７６に連結される。合算回路２８４の入力はフィルター２８０及び２８２の出力に接続される。合算回路２８４はフィルタ２８０によって生成された低差動信号２９２とフィルタ２８２によって生成された高差動信号２９４を受け取る。受信回路は送信回路と本質的に逆の方法で作用する。送信機２３４に関して上述したように、高低差動信号の合算は搬送であり、高低差動信号は互いに打ち消し合う。振幅変調検出回路２８６は情報信号２５８に対応する再生情報信号２９８を再生する。
図１４は、本発明の他の実施例による、２つの異なる搬送周波数を用いる光コミュニケーションシステムを示す。送信機７００では、レーザー７０２及び７０４は、それぞれ２つの異なる搬送周波数キャリアｆ１及びｆ２（又は波長λ１又はλ２）でそれぞれ光波動７０６及び７０８を生成する。変調器７１０及び７１２は波動７０６及び７０８をそれぞれ情報信号７０１と変調し、それぞれ波動７１４及び７１６を生成する。変調器７１０及び／又は７１２は波動７０６及び／又は７０８の位相と振幅を変調することができ、そのためこれらの波動の電界ベクトルは逆方向に回転する。例えば、光波動７１４及び７１６が線形分極波動であるとき、各変調器７１０及び７１２はクオーター波動面を含むことができ、線形分極波動を反対方向に回転する円形分極波動に変換する。その代わりに、レーザー７０２及び７０４は、電界ベクトルが着方向に回転する波動７０６及び７０８をそれぞれ生成するように配列される。本発明の１つの実施例では、波動７０６は一方向に円形分極し、波動７０８は反対方向に円形分極する。カプラー７１８は波動７１４と波動７１６を結合して光ファイバ７２０上を送られる重畳波動を生成する。
受信機７２２は重畳光信号を光ファイバから受け取る光検出器７２４と、情報復調器７２８とを含む。光検出器７２４は波動７３４及び７３６を受け取り、信号７２８を生成する。光検出器７２４は中心波長λ１及びλ２を受信するように最適化され、光検出器固有のスペクトル応答性により効果的なスペクトルフィルタとして働く。情報復調器７２８は信号７２８を受け取り、情報信号７０１の再生である信号７３０を生成する。
光検出器７２４によって検出された搬送波長は搬送波長λ１及びλ２の平均である。光検出器７２４によって検出された重畳波動は、搬送波長λ１及びλ２の差の半分に等しい角速度で回転する電界ベクトルを持つ。波動７０６が時計方向に回転し、波動７０８が反時計方向に回転する場合には、λ１がλ２より長ければ、重畳波動の電界ベクトルは反時計方向である。
レーザー７０２及び７０４は光ファイバ３３４中で伝搬するのに最適化されるように選択される。例えば、レーザー７０２及び７０４はアルミニウムガリウム砒化物（ＡｌＧａＳａ）又はインジウムガリウム砒化物（ＩｎＧａＡｓ）の多重層の分配フィードバック（ＤＦＢ）レーザで波長範囲１．３〜１．５５μｍで放射する。光検出器７２４はレーザー７０２及び７０４にスペクトル的に依存するよう選択され得る。例えば、光検出器７３８及び７４０はバックバイアスされたガリウム砒化物（ＧａＡｓ）ダイオード検出器である。
変調器７１０及び７１２は様々に配置することができ、光波動の位相及び／又は振幅を適切となるよう変調する。例えば、変調器７１０及び７１２は、ポッケルセルなどのリチウムニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3）電気−光変調器であり得る。
２つの搬送信号を用いた多重チャンネル
図１２に戻り、コミュニケーションシステムは対応する多重化チャンネルを介して同時に交信する多重送信機２３４と受信機２３６とを含む。このような送信機の全ての送信機２３４と２３６は、同時に作用し、１つの受信機は各送信機と交信する。回転周波数はチャンネル選択性を与える。各送信機２３４及び受信機２３６は選択された回転周波数で作用する。送信機２３４に関しては、低差動搬送周波数源２４２は搬送周波数から選択された回転周波数を減じたものに設定され、高差動搬送周波数源２４４は搬送周波数に選択された回転周波数を加算したものに設定される。受信機２３６に関しては、低差動搬送周波数フィルタ２８０は搬送周波数から選択された回転周波数を減じたものに設定され、高差動搬送周波数フィルタ２８２は搬送周波数に選択された回転周波数を加算したものに設定される。合成送信波動２７２の新しい搬送周波数は、高低差動搬送周波数の平均である。螺旋アンテナ要素２４０が伝搬軸に対して時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射し、螺旋アンテナ要素２３８が伝搬軸に対して反時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射する実施例においては、高差動搬送周波数源２４４が低差動搬送周波数源４２４よりも高い周波数を発生するため、波動２７２の電界ベクトルは伝搬軸を時計方向に回転する。螺旋アンテナ要素２４０が伝搬軸に対して時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射し、螺旋アンテナ要素２３８が伝搬軸に対して反時計方向に回転する電界ベクトルを持つ電磁波を放射する実施例においては、高差動搬送周波数源２４４が低差動搬送周波数源４２４よりも高い周波数を発生するため、波動２７２の電界ベクトルは伝搬軸を反時計方向に回転する。フィルタ２８０及び２８２はベクトル又はその他の受信機２３６の選択されたチャンネルへの調整を容易とするチューナブルな回路構成を含んでもよい。明瞭にするために図示していないが、受信機２３６はさらにオペレーターがアンテナ要素２７６及び２７４に連結した２つの信号を互いに交換して分極が右手方向でも左手方向でも関係なく送信信号の受信を容易とするために用いられるスイッチを含んでいてもよい。
上述した実施例の送信機及び受信機の電子回路要素はアナログ電子部品に直結しているが、替わりに、これらの作用は同等のデジタル電子部品を用いてデジタル的に機能できる。
２つの差動搬送周波数を用いた本発明の実施例では、情報を効率よく送信するために、チャンネルは回転周波数の領域内で適切な帯域幅に割り当てられるべきである。言い換えると、与えられた搬送周波数（つまり低高差動搬送周波数の平均）の各チャンネルの回転周波数（低高差動搬送周波数によって特定される。）は、チャンネルが重ならないように、同じ（又はほとんど同じ）搬送周波数を持つ隣接するチャンネルの回転周波数から十分にはずれていなければならない。異なるチャンネルを規定する各非線形パス周波数源は、重なりを避けるために、回転周波数領域中の対応する信号を分離するように選択されなければならない。
一般的には、電磁波（例えば図１２の電磁波２７２又は図１６の電磁波６１４）は、伝搬軸の周りを新しい周波数（つまり低高差動搬送周波数の平均）より低く、ゼロより高い回転周波数で回転することができる。より厳密には、しかしながら、回転周波数は、少なくとも情報の一部が再生できなくならないように受信機により検出できるよう、新しい搬送周波数より十分低く、ゼロより高くなければならない。そうでなければ、回転周波数がある情報の周波数成分が新しい搬送周波数を超え、ゼロより低くなるように選択されたとき、情報の一部分は再生不能となる。
情報のある周波数成分が、例えば新しい搬送周波数を超えると、その情報の周波数成分は、新しい搬送周波数より低い回転周波数に変換されて受信機によって検出される。これらの変換された回転周波数成分は変換されていない回転周波数成分を打ち消して情報の一部を再生不能とする。例えば、新しい搬送周波数を１０ＭＨｚ超える回転周波数成分は、受信機によって新しい搬送周波数から１０ＭＨｚ減じた回転周波数成分と変換され打ち消される。
情報の周波数成分は情報の帯域幅及び情報が電磁波によって搬送される方法に応答する。情報は、周波数領域及び／又は回転領域のどちらかで電磁波（例えば図１２の電磁波２７２又は図１６の電磁波６１４）に搬送され得る。言い換えると、情報は新しい搬送周波数を（例えば振幅変調、周波数変調又は位相変調を用いて）変調し、及び／又は回転周波数を（例えば周波数変調又は位相変調を用いて）変調することによって電磁波に搬送され得る。
例えば、情報が新しい搬送周波数に振幅変調されるだけの場合は、電磁波の周波数帯域幅は情報の帯域幅とおよそ等しくなる。この場合、電磁波の回転周波数は、新しい搬送周波数よりも情報の帯域幅の半分だけ低く、ゼロよりも情報の帯域幅の半分だけ高い。例えば、情報帯域幅が６ＭＨｚの時、最も低い可能性の回転周波数は帯域幅の半分よりも高く（例えば６ＭＨｚ帯域幅の情報信号では３ＭＨｚ）、チャンネルにゼロよりも上に十分な領域を与え、最も高い可能性の回転周波数は少なくとも新しい搬送周波数より低い帯域幅の半分（例えば６ＭＨｚ帯域幅の情報信号では３ＭＨｚ）である。
結論
本発明の回転原理に基づいて作用するどのような送信機及び受信機でも互いに交信できることに注意すべきである。送信機１０は図１に示されており、説明する目的のためだけに、受信機１２と組み合わされている。同様に、送信機２３４は図１２に示されており、説明する目的のためだけに、受信機２３６と組み合わされている。図１に示された送信機１０は図１２に示された受信機２３６と交信してもよい。同様に図１２に示された送信機２３４は図１に示した受信機１２と交信してもよい。図１に示した実施例は双極アンテナシステム（又は単極アンテナシステム）を用いることができ、図１２に示した実施例は同軸の螺旋アンテナシステムを用いることができるが、どちらの実施例においても、情報チャンネルは伝搬軸の周りを選択された周波数で回転する電界ベクトルを持つ波動によって規定される。
また本発明の別の実施例が、公知の及び本明細書中で開示された種々の他の種類のアンテナシステムの観点から、当業者に考えられるかも知れない。例えば、双極アンテナ（又は単極アンテナ）は、同じ信号で反対の螺旋を持つ２つの同軸に配置された螺旋アンテナを分割することによって同じように機能させられるかも知れない。そして図１に示した本発明の実施例の双極アンテナシステムは４つの螺旋アンテナを含むアンテナシステムと置き換えられ得る。
加えて、図示した実施例では、交信する情報は周波数領域で波動に搬送されるが、本発明によれば、情報は分極回転領域で波動に搬送されてもよい。言い換えると、波動は本質的にに固定された又は一定の搬送周波数と、伝搬軸の周囲を情報に従って変調された周波数で回転する電界を持つことができる。例えば、回転電界ベクトルは情報と位相変調されることができ、又は情報と周波数変調されることができる。
加えて、情報は、情報が周波数領域で波動に搬送されている間に、分極回転領域で波動に搬送され得る。例えば、情報は分極回転領域で周波数変調されている間に、周波数領域で振幅変調されることができる。６つの組み合わせが可能である。周波数領域での振幅変調、周波数変調又は位相変調が、分極回転領域での周波数変調又は位相変調と組み合わされる。
本発明は、周波数、振幅及び位相とは区別される付加的な伝達領域を提供する。これは従来の周波数分割チャンネル多重化及びその他の公知の多重化システムと関連して用いられ、従来のコミュニケーションシステムよりも多くの数の伝達チャンネルを規定する。さらに、雑音がシステムの全てのチャンネルに分散されるため、従来のシステムよりもより少ない雑音が存在する。本発明は、このため、非常に低パワーのコミュニケーションシステムの設計を容易にする。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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