(57)【要約】  様々な周波数バンド（例えば、低、中、及び高−周波数バンド）で動作するための給電アセンブリが本願で提供される。給電アセンブリは、低、中、及び高−周波数バンドに共通している給電ホーンと、低−周波数バンドで信号を送信する同軸ポラライザと、低−周波数バンドで信号を送信し、中及び高−周波数バンドをサポートする同軸直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）と、給電アセンブリの中心導体に配置され、中及び高−周波数バンドに共通しているポリロッドとを含む。給電アセンブリは、低−周波数バンドにおける信号と中及び高−周波数バンドにおける信号とをサポートするために異なる部分を有するトライ・バンド給電アセンブリを含む。
2020526127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射アンテナの給電アセンブリであって：
低、中、及び高−周波数バンドに共通している給電ホーン；
前記低−周波数バンドで円偏波及び直線偏波の間で信号を変換し、前記中及び高−周波数バンドをサポートする同軸ポラライザ；
前記低−周波数バンドにおいて同軸ウェーブガイドから矩形ウェーブガイドへの遷移及び２つの直交信号を分離し、前記中及び高−周波数バンドをサポートする同軸直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）；及び
前記給電アセンブリの中心導体に配置されるポリロッドであって、前記中及び高−周波数バンドに共通し、前記低−周波数バンドをサポートするポリロッド；
を含む給電アセンブリ。
【請求項２】
前記同軸ポラライザの長さは、前記低−周波数バンドにおける動作周波数についての半波長に対応している、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項３】
前記同軸ポラライザの長さは、前記同軸ポラライザを形成する材料の特性、及び前記同軸ポラライザの形状に対応している、請求項２に記載の給電アセンブリ。
【請求項４】
前記同軸ポラライザは、切り欠きのある矩形形状を有する部分を更に含む、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項５】
前記同軸ＯＭＴは所定の距離に配置された少なくとも２つのポートを含み、前記所定の距離は、前記反射アンテナのリターン・ロス閾値とアイソレーション閾値とに対応している、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項６】
前記給電ホーンに結合された整合セクションを更に含み、前記整合セクションは前記低、中、及び高−周波数バンドに共通している、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項７】
前記給電アセンブリの前記中心導体に配置されるポラライザを更に含み、前記ポラライザは前記中及び高−周波数バンドに共通している、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項８】
中−周波数バンドのための２つのポートを高−周波数バンドのための第３ポートから分離するように構成されたダイプレクサを更に含む、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項９】
前記低、中、及び高−周波数バンド夫々の１０−ｄＢビーム幅は近似的に等しい、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項１０】
前記夫々の１０−ｄＢビーム幅は約７４度である、請求項９に記載の給電アセンブリ。
【請求項１１】
前記低、中、及び高−周波数バンドで信号を送信するための共存位相中心を更に有する、請求項１に記載の給電アセンブリ。
【請求項１２】
低、中、及び高−周波数バンドにおいて反射アンテナの給電アセンブリを使用して信号を送受信するステップ；
前記低、中、及び高−周波数バンドに共通している給電ホーンを提供するステップ；
同軸ポラライザ及び同軸直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）を利用して前記低−周波数バンドにおいて信号を受信するステップであって、前記同軸ポラライザ及び前記同軸ＯＭＴの各々は前記中及び高−周波数バンドをサポートする、ステップ；及び
ポリロッド及びダイプレクサを利用して前記中及び高−周波数バンドで信号を送信するステップであって、前記ポリロッド及び前記ダイプレクサは前記低−周波数バンドをサポートする、ステップ；
を含む方法。
【請求項１３】
前記低−周波数バンドにおける動作周波数についての半波長に対応する長さで前記同軸ポラライザを提供するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記同軸ポラライザの長さは、前記同軸ポラライザを形成する材料の特性、及び前記同軸ポラライザの形状に対応している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
切り欠きのある矩形形状を更に有する前記同軸ポラライザの一部分を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記反射アンテナのリターン・ロス閾値とアイソレーション閾値とに対応する所定の距離において、前記同軸ＯＭＴの第１及び第２ポートを配置するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記給電アセンブリの中心導体にポラライザを提供するステップを更に含み、前記ポラライザは前記中及び高−周波数バンドに共通している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記ダイプレクサは、中−周波数バンドのための２つのポートを高−周波数バンドのための第３ポートから分離するように構成されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記低、中、及び高−周波数バンド夫々の１０−ｄＢビーム幅は近似的に等しい、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記低、中、及び高−周波数バンドで信号を送信するための共存位相中心を更に構成する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
当該技術分野で知られているように、従来のＳＡＴＣＯＭ端末は、かなりのサイズ制約を有するアプリケーションで小さな又は目立たない反射アンテナを利用している。小さな又は目立たない反射アンテナは、典型的には、各自のアンテナ・システムで送信機から信号を送信する、又は受信機への信号を受信する給電アセンブリを含む。しかしながら、給電アセンブリのサイズは、小さな又は目立たない反射アンテナがそこで使用され得るＳＡＴＣＯＭアプリケーションのタイプを制限することがある。更に、多くの給電アセンブリはシングル・バンド又はデュアル・バンド動作を提供及びサポートするようにしか構成されていない。
【発明の概要】
【０００２】
本願で開示される概念、システム、及び技術は、第１、第２及び第３周波数バンド（例えば、低、中、及び高−周波数バンド）で動作し、様々な反射アンテナ・アプリケーションで使用され得るコンパクトなトライ・バンド給電アセンブリを提供する。トライ・バンド給電アセンブリは、当該技術分野で知られている給電アセンブリと比較して、より小さな寸法を有する給電アセンブリを提供するための様々なコンポーネントを含む。例えば、幾つかの実施形態において、給電アセンブリは、低、中、及び高−周波数バンドをサポートするコンパクトな給電ホーン及びコンパクトな整合セクションと、低−周波数バンドにおける信号をサポートするための同軸ポラライザ及び直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）と、中及び高−周波数バンドにおける信号をサポートするために円形ウェーブガイドを使用する中心導体におけるポリロッド及びポラライザと、１つ以上の中−バンド・ポートを高−バンド・ポートに関して分離するダイプレクサとを含む。従って、給電アセンブリは、低−周波数バンドにおける信号と中及び高−周波数バンドにおける信号とをサポートするために様々な部分を有するトライ・バンド給電アセンブリを提供する。
【０００３】
トライ・バンド給電アセンブリは、夫々の反射アンテナのために限られたスペースを有する、航空機、船舶、又は陸上の移動プラットフォーム等のアプリケーションに対する比較的小さな又は目立たない反射アンテナ用に設計されることが可能であるが、これらの例に限定されない。トライ・バンド給電アセンブリのコンポーネントは、当該技術分野で既知の他の給電アセンブリの同等なコンポーネントと比較して、より小さな（例えば、コンパクトな）寸法を有することが可能である。例えば、同軸ポラライザの長さは、低−周波数バンドにおける動作周波数についての半波長に近似的に等しいとすることが可能である。一実施形態において、同軸ポラライザは、切り欠きのある矩形形状を有する１つ以上の部分を含む。幾つかの実施形態において、縮小されたサイズは、切り欠きのある矩形形状を有する１つ以上の部分の特性と、同軸ポラライザを形成するために使用される材料の特性とに少なくとも部分的に基づいて達成されることが可能である。
【０００４】
ＯＭＴは、２つの低−バンド・ポートが近接してはいるが互いに垂直に配置されるように、コンパクトな寸法を有することが可能である。同軸ウェーブガイドにおいて、２つの直交するポート間の更なるアイソレーションを提供するために、一対の短絡フィンが使用される。２つのポート間の距離は、各自の反射アンテナのリターン・ロス閾値とアイソレーション閾値とに基づいて調整されることが可能である。
【０００５】
反射アンテナのためのマルチ・バンド給電設計の２つの主要な問題は、総てのバンドについて、同様なビーム幅を有すること、及び共通する位相中心を有することである。異なるビーム幅により、アンテナ照射又はスピルオーバー効率は妥協させられるであろう。共通する位相中心を有しないことにより、アンテナ位相効率は妥協させられるであろう。給電ホーンに関する物理現象は、通常、より低い周波数でより広い帯域幅を有すること、及び周波数が増加するにつれて狭くなってゆくことである。多くの給電ホーンはまた、周波数に関して位相位置変動を有する。実施形態では、低、中、及び高−周波数バンド夫々における給電アセンブリの個々の帯域幅は近似的に等しい。例えば、幾つかの実施形態において、低、中、及び高−周波数バンド夫々に対するビーム幅は約７４度であるとすることが可能である（例えば、１０−ｄＢビーム幅）。実施形態において、給電アセンブリは、低、中、及び高−周波数バンド各々に対して共通の位相中心を有し、低、中、及び高−周波数バンド各々において高いアンテナ効率を提供する。
【０００６】
本願で説明されるシステムは以下の特徴のうちの１つ以上を独立して又は他の特徴との組み合わせで含むことができる。
【０００７】
第１態様において、反射アンテナの給電アセンブリが提供され、給電アセンブリは、低、中、及び高−周波数バンドに共通している給電ホーンと、低−周波数バンドで信号を送信し、中及び高−周波数バンドをサポートする同軸ポラライザと、低−周波数バンドにおいて信号を送信し、中及び高−周波数バンドをサポートする同軸直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）と、給電アセンブリの中心導体に配置され、中及び高−周波数バンドに共通し、低−周波数バンドをサポートするポリロッドとを有する。
【０００８】
同軸ポラライザの長さは、低−周波数バンドにおける動作周波数についての半波長に対応してもよい。幾つかの実施形態において、同軸ポラライザの長さは、同軸ポラライザを形成する材料の特性、及び同軸ポラライザの形状に対応している。同軸ポラライザは、切り欠きのある矩形形状を有する部分を更に含んでもよい。
【０００９】
同軸ＯＭＴは各自から所定の距離に配置された少なくとも２つのポートを更に含むことが可能である。所定の距離は、反射アンテナのリターン・ロス閾値とアイソレーション閾値とに対応していてもよい。
【００１０】
給電アセンブリは、給電ホーンに結合された整合セクションを含むことが可能であり、整合セクションは低、中、及び高−周波数バンドに共通している。給電アセンブリの中心導体にポラライザが配置されることが可能であり、ポラライザは中及び高−周波数バンドに共通している。給電アセンブリは、中−周波数バンドのための第１及び第２ポートを高−周波数バンドのための第３ポートから分離するように構成されたダイプレクサを含むことが可能である。
【００１１】
実施形態において、低、中、及び高−周波数バンド夫々のビーム幅は近似的に等しい（例えば、１０−ｄＢビーム幅）。例えば、夫々の１０−ｄＢビーム幅は約７４度であるとすることが可能である。給電アセンブリは、低、中、及び高−周波数バンドで信号を送信するための共存位相中心（ａ  ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ  ｐｈａｓｅ  ｃｅｎｔｅｒ）を含むことが可能である。
【００１２】
別の態様では方法が提供され、方法は、低、中、及び高−周波数バンドにおいて反射アンテナの給電アセンブリを使用して信号を送受信するステップと、低、中、及び高−周波数バンドに共通している給電ホーンを提供するステップと、同軸ポラライザ及び同軸直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）を利用して低−周波数バンドで信号を送信するステップと、低−周波数バンドをサポートするポリロッド及びダイプレクサを利用して中及び高−周波数バンドで信号を送信するステップとを含む。
【００１３】
本方法は、低−周波数バンドにおける動作周波数についての半波長に対応する長さで同軸ポラライザを提供するステップを含んでもよい。幾つかの実施形態において、同軸ポラライザの長さは、同軸ポラライザを形成する材料の特性、及び同軸ポラライザの形状に対応している。
【００１４】
同軸ポラライザの一部分は、切り欠きのある矩形形状を有するように形成されることが可能である。反射アンテナのリターン・ロス閾値とアイソレーション閾値とに対応する所定の距離において、第１及び第２ポートが配置されることが可能である。
【００１５】
幾つかの実施形態において、給電アセンブリの中心導体にポラライザが提供されることが可能である。ポラライザは中及び高−周波数バンドに共通することが可能である。ダイプレクサは、中−周波数バンドのための最初の２つのポートを高−周波数バンドのための第３ポートから分離するように構成されることが可能である。
【００１６】
低、中、及び高−周波数バンド夫々の１０−ｄＢビーム幅は近似的に等しいとすることが可能である。幾つかの実施形態において、夫々のビーム幅は約７４度である。給電アセンブリは、低、中、及び高−周波数バンドで信号を送信するための同じ位置にある位相中心を有するように構成されることが可能である。
【００１７】
本願で説明される様々な実施形態の要素は具体的には上記で言及されてない他の実施形態を形成するように結合されてもよいことが認識されるべきである。単独の実施形態の文脈で説明されている様々な要素はまた、別々に又は適切な組み合わせで提供されてもよい。本願で具体的には記述されていない他の実施形態もまた、以下の特許請求の範囲に属する。
【００１８】
本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、添付図面及び以下の記述で説明される。本開示の他の特徴、課題、及び利点は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】トライ・バンド給電アセンブリの断面図である。
【００２０】
【図１Ａ−１Ｂ】図１のトライ・バンド給電アセンブリについての２つの等角図である。
【００２１】
【図２】図１のトライ・バンド給電アセンブリの２つの同軸ポラライザの断面図及び同軸直交モード（ＯＭＴ）を示す。
【００２２】
【図２Ａ−２Ｂ】図１のトライ・バンド給電アセンブリの同軸ポラライザの断面図である。
【００２３】
【図２Ｃ−２Ｄ】図１のトライ・バンド給電アセンブリの同軸ＯＭＴの等角図である。
【００２４】
【図２Ｅ−２Ｆ】図１のトライ・バンド給電アセンブリのＯＭＴの断面図である。
【００２５】
【図２Ｇ】図１のトライ・バンド給電アセンブリの同軸ＯＭＴ内に配置される中心導体の断面図である。
【００２６】
【図３−３Ｂ】反射アンテナに結合される図１のトライ・バンド給電アセンブリについての様々な図である。
【００２７】
【図４】図１のトライ・バンド給電アセンブリを利用して信号を受信及び／又は送信する方法のフローチャートである。
【００２８】
様々な図中の同様な参照符号は同様な要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本願で説明されるものは、反射アンテナ・アプリケーション等の様々な衛星通信（ＳＡＴＣＯＭ）アプリケーションで使用されることが可能な複数の異なる周波数バンド（例えば、低、中、及び高−周波数バンド）で動作するトライ・バンド給電アセンブリである。実施形態において、トライ・バンド給電アセンブリは、当該技術分野で既知の他の給電アセンブリの同様なコンポーネントと比較して、より小さな（又はコンパクトな）寸法を有する複数の部分を有する。従って、トライ・バンド給電アセンブリは、限られた「土地」を有する航空機、船舶、又は陸上の移動プラットフォーム等の小さな又は目立たない反射アンテナ・アプリケーションに適用されることが可能であるが、これらの例に限定されない。トライ・バンド給電アセンブリの様々なコンポーネントは、１つ以上の異なる周波数バンドをサポートするように構成されることが可能であり、その結果、異なる周波数バンド夫々のビーム幅は、近似的に等しく、異なる周波数バンド夫々に共通の位相中心を維持する。
【００３０】
実施形態において、給電のトライ・バンドを構成する低、中、及び高−バンドはそれぞれ、Ｋ（２０．２−２１．２ＧＨｚ），Ｋａ（３０−３１ＧＨｚ），及びＱ（４３．５−４５．５ＧＨｚ）バンドを含む。本願ではトライ・バンド給電が説明されているが、追加の周波数バンドは本願で説明されるトライ・バンド給電アセンブリのうちの１つ以上のコンポーネントを使用できる、と理解されることが認識されるべきである。「共通する（ｃｏｍｍｏｎ）」及び「サポートする（ｓｕｐｐｏｒｔ）」という用語は、各々の周波数バンドで動作を実行する、信号を受信及び／又は送信する給電アセンブリのコンポーネントの能力に関連することができる。幾つかの実施形態において、動作は、信号を給電アセンブリ中の他のコンポーネントへ運ぶこと又は移すことを含み得る。給電アセンブリのコンポーネントは、給電ホーン、整合セクション、同軸ポラライザ、同軸ＯＭＴ、ポラライザ、ダイプレクサ、及び中心導体を含み得るが、これらに限定されない。
【００３１】
図１をここで参照すると、トライ・バンド給電アセンブリ１００は、給電ホーン１０２と、整合セクション１０４と、同軸ポラライザ１０６と、同軸直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）１０８と、ポリロッド１１０と、ポラライザ１１２と、ダイプレクサ１１４とを含む。例示の実施形態において、給電のトライ・バンドを構成する低、中、及び高−バンドはそれぞれ、Ｋ（２０．２−２１．２ＧＨｚ），Ｋａ（３０−３１ＧＨｚ），及びＱ（４３．５−４５．５ＧＨｚ）バンドを含む。
【００３２】
給電ホーン１０２は（図３の反射アンテナ３０２等の、ここでは不図示の）反射アンテナに結合されることが可能である。実施形態において、給電ホーン１０２は、反射アンテナから信号を受信し、その信号を給電アセンブリ１００内の他のコンポーネントへ運ぶことができる。給電ホーン１０２は、トライ・バンド給電ホーンを含むことが可能であり、低、中、及び高−周波数バンドで信号を受信及び送信するように構成されることが可能である。
【００３３】
整合セクション１０４は給電ホーン１０２の内部空洞／チャネル内に配置されることが可能である。実施形態において、整合セクション１０４は、給電部と自由空間との間でインピーダンス整合を提供するように、２つの金属アイリス・リンクの間に挟まれる誘電体リングを含むことができ、自由空間に送信信号は放射され、そこから受信信号が到来する。整合セクション１０４は、低、中、及び高−周波数バンドの各々をサポートするように構成される。
【００３４】
同軸ポラライザ１０６は、給電アセンブリ１００の内部キャビティ内に配置され、低−周波数バンドで信号を発射するように構成される。幾つかの実施形態において、１つ以上の同軸ポラライザが、給電アセンブリ１００の内部キャビティに配置された中心導体１１６に結合される。同軸ポラライザ１０６は、低−周波数バンドの周波数（例えば、動作周波数）についての半波長の長さを有することが可能である。その長さは同軸ポラライザを形成する材料の特性と同軸ポラライザの形状とに対応することが可能である。同軸ポラライザ１０６は以下において図２−２Ａに関連して詳細に説明される。
【００３５】
同軸ＯＭＴ１０８は、給電ホーン１０２に結合され、中心導体１１６及び同軸ポラライザ１０６の周囲に配置されることが可能である。同軸ＯＭＴ１０８は、低−周波数バンドで信号を発射するための１つ以上のポート（ここでは、１つのポート１２４が示されている）を含むことができる。幾つかの実施形態において、ポートは左旋及び／又は右旋円偏波ポートを含むことができる。同軸ＯＭＴ１０８はコンパクトな形状を有するように形成されることが可能であり、その結果、ポートは各自から短い距離に配置されることが可能である。短縮された（又は所定の）距離は、反射アンテナのリターン・ロス閾値及びアイソレーション閾値に少なくとも部分的に基づいて選択されることが可能である。同軸ＯＭＴ１０８は、２つの直交ポート間で追加的なアイソレーションを提供するために使用される一対の短絡フィンを含むことができる。２つの直交ポートの各々において、同軸ウェーブガイドから矩形ウェーブガイドへのコンパクトな遷移を提供するために楔状セクション（ａ  ｗｅｄｇｅ  ｓｅｃｔｉｏｎ）が使用され、これはまた遷移についての整合セクションとしても役立つ。同軸ＯＭＴ１０８は以下において図２及び２Ｃ−２Ｄに関連して詳細に説明される。
【００３６】
ポリロッド１１０は中心導体１１６の中に配置される。図１の例示的な実施形態において、ポリロッド１１０は中心導体１１６の第１（エンド）部分１１６ａの中に配置され、その結果、第１エンド１１０ａが、中心導体１１６から信号を発射するために給電ホーン１０２の中に延び、第２エンド１１０ｂがポラライザ１１２に近接して配置される。第２エンド１１０ｂは、ポリロッドにより提供される誘電体負荷とともに直径を減らすテーパー円形ウェーブガイドの中から始まることが可能である。実施形態において、この誘電体負荷は、同軸ウェーブガイドに対する適切な内側直径をサポートするために使用されることが可能である。ポリロッド１１０は、中及び高−周波数バンドで信号を発射するように構成されることが可能である。
【００３７】
ポラライザ１１２は中心導体１１６の第２（ミドル）部分１１６ｂの中に配置される。ポラライザ１１２は、中及び高−周波数バンドで信号を発射するように構成されることが可能である。ポラライザ１１２は、直線偏波を円偏波に、又は円偏波を直線偏波に変換するように構成されることが可能である。ポラライザ１１２は、変換のために位相差又は位相シフト（例えば、９０°の位相シフト）を適用するように構成されることが可能である。ポラライザ１１２は、中及び高−周波数バンドで信号を発射するように構成されることが可能である。
【００３８】
ダイプレクサ１１４は、ポラライザ１１２に近接して配置されることが可能であり、中及び高−周波数バンドで信号を発射するように構成されることが可能である。実施形態において、中心導体１１６の第３（エンド）部分１１６ｃは、ダイプレクサ１１４の中に配置され、ダイプレクサ１１４を貫通して延びることが可能である。当該技術分野で知られているように、ウェーブガイド・ダイプレクサは、バンド又は偏波の識別をもたらすように、マルチ・バンド及びマルチ・ポート信号を結合／分離するためのデバイスである。ダイプレクサ１１４は、個々の周波数バンドで信号を発射するように、中−バンド・ポート及び高−バンド・ポートを分離するための１つ以上のポートを含むことが可能である。例えば、図１に示されているように、ダイプレクサ１１４は、中−周波数バンドの信号のための最初の２つのポート１２０（ただし、明確化のため１つのポートしか示されてない）と、高−周波数バンドの信号のための第３ポート（例えば、図１Ｂの第２ポート１２２）とを含むことが可能である。ポート数及びダイプレクサの特性は給電アセンブリ１００の具体的なアプリケーションに少なくとも部分的に基づくことが可能であることが認識されるべきである。例えば、一実施形態において、ダイプレクサは、２つの中−バンド・ポート及び２つの高−バンド・ポートを分離する４ポート・ダイプレクサを含むことが可能である。
【００３９】
図１Ａ−１Ｂを大まかに参照すると、給電アセンブリ１００の互い違いの図が提供されており、一緒に結合された給電アセンブリ全体を示している（即ち、給電アセンブリ１００の２つの部分が共に結合されている）。図１Ａ−１Ｂに示されるように、給電ホーン１０２と、ポート１２６を有する同軸ＯＭＴ１０８と、第１ポート１２０（例えば、中−バンド・ポート）及び第２ポート１２２（例えば、高−バンド・ポート）を有するダイプレクサ１１４とが示されている。整合セクション１０４、同軸ポラライザ１０６、ポリロッド１１０、ポラライザ１１２、及び中心導体１１６は、給電アセンブリ１００の内側キャビティ内に配置されるので、図１Ａ−１Ｂには示されていない。
【００４０】
図２−２Ｃをここで参照すると、第１同軸ポラライザ２０２ａと第２同軸ポラライザ２０２ｂとが、第１ＯＭＴポート２０６と第２ＯＭＴポート２０８とを有する同軸ＯＭＴ２０４に結合されている。同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂ及び同軸ＯＭＴ２０４はそれぞれ図１の同軸ポラライザ１０５及び同軸ＯＭＴ１０８と同一又は実質的に類似していてもよい。
【００４１】
第１，第２同軸ポラライザ２０２ａ，ｂ２０２ｂ及び同軸ＯＭＴ２０４は、当該技術分野で既知の他のポラライザ及びＯＭＴと比較して、コンパクトな寸法を有するように提供されることが可能である。実施形態において、第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂ夫々の長さは、低−周波数バンドの周波数（例えば、動作周波数）における近似的に半波長であるとすることが可能である。短縮された長さは、個々の同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂの形状、及び／又は個々の同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂを形成する材料の特性に少なくとも部分的に基づくことが可能である。例えば、当該技術分野で知られているベイン・ポラライザ（ａ  ｖａｉｎ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）は、９０度位相シフトを提供するために電場を緩慢に下げる一方、良好なインピーダンス整合を提供するためにテーパーがかかった形状を利用することが可能である。しかしながら、第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂ（及び他のポラライザ）は、切り欠きのある領域（及び、切り欠きのある形状又は切り欠きのある領域を有する本願で説明される他のポラライザ）を含む。切り欠きのある形状は、切り欠きのある形状を有しないポラライザと比較して、短い長さのポラライザの中で、十分な位相シフト及び／又は良好なマッチングを提供することができる。同じ長さの場合に、切り欠きのある領域は、例えばテーパーがかかったセクションよりも多くの誘電体材料を有し得ることが、認識されるべきである。従って、第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂの全長は、１つ以上の切り欠きのある領域を含めることにより短縮されることが可能である。更に、第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂは、高い誘電定数を有する高ｋ誘電体材料（例えば、Ｈｉ−Ｋ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含むことが可能であり、２．１ないし２．５４の誘電定数を有する架橋ポリスチレン樹脂（Ｒｅｘｏｌｉｔｅ）又はテフロン(登録商標)（Ｔｅｆｌｏｎ）等の材料を有する他のタイプのベイン・ポラライザ（ｖａｎｅ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）によりそれら各自の長さを更に短縮できる。
【００４２】
例えば、図２Ａ−２Ｂをここで参照すると、図２の第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂと同じ同軸ポラライザ２０２は、四角形の形状を有するように示されており、第１部分２１０ａと、第２部分２１０ｂと、第３部分２１０ｃとを含む。第１，第３部分２１０ａ，２１０ｃはそれぞれノッチ領域（又はノッチ矩形領域）２１２ａ，２１２ｂを含むことが可能である。第２部分２１０ｂ（又は、中央部分）は、概して四角形の形状で形成されることが可能であり、第１，第３部分２１０ａ，２１０ｃと結合することが可能である。実施形態では、第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂの切り欠きのある領域の形状（即ち、切り欠きの形状）は、切り欠きの形状を有しないポラライザよりも短い長さで、十分な位相シフト及び良好なマッチングを提供することができる。
【００４３】
同軸ポラライザ２０２は、高い誘電定数を有する高ｋ誘電体材料（例えば、Ｈｉ−Ｋ  ｍａｔｅｒｉａｌ）等の高い誘電定数を有する１つ以上の材料を含むことが可能であるが、この例に限定されない。
【００４４】
図２Ｃ−２Ｄを個々で参照すると、同軸ＯＭＴ２０４の別々の図は、（例えば、図２の第１ポート２０６及び第２ポート２０８等の）ポートを取り付けていない状態で提供されている。図２Ｂに示されるように、同軸ＯＭＴ２０４は、第１キャビティ２１２と、第２キャビティ２１４と、同軸ＯＭＴ２０４の長さに沿って延びてその中に形成される中空領域２１６とを含む。第１キャビティ２１２及び第２キャビティ２１４は、図２の第１ポート２０６及び第２ポート２０８等のポートを受けてそれらに結合するように構成されることが可能である。実施形態において、第１キャビティ２１２及び第２キャビティ２１４は、低−周波数バンドで信号を送受信するために、中空領域２１６と通信可能に結合されることが可能である。
【００４５】
図２Ｅ−２Ｆをここで参照すると、同軸ＯＭＴ２０４の第１半分２０４ａと第２半分２０４ｂとが示されている。第１及び第２半分の各々２０４ａ，２０４ｂは、（例えば、図２の第１ポート２０６である）第１ポートを受けてそれに結合する第１キャビティ２１２の半分と、（例えば、図２の第２ポート２０８である）第２ポートを受ける第２キャビティ２１４の半分とを含む。第１及び第２半分２０４ａ，２０４ｂは、（ここでは、概して円筒形状を有する）中空領域２１６の半分を更に含み、その結果、第１及び第２半分２０４ａ，２０４ｂが一緒に結合されると、図２Ｃ−２Ｄの中空領域２１６が形成される。中空領域２１６は給電アセンブリの中心導体を保持するように構成されることが可能である。例えば、図２Ｇに示されるように、中心導体２２０は同軸ＯＭＴ２０４の中空領域２１６の中に配置されることが可能である。第１及び第２同軸ポラライザ２０２ａ，２０２ｂは、中心導体２２０の外部表面に結合される。
【００４６】
改めて図２を参照すると、同軸ＯＭＴ２０４は、第１ポート２０６及び第２ポート２０８が互いから所定の距離に配置されるように形成されることが可能である。所定の距離は、同軸ＯＭＴ２０４が結合されている反射アンテナのリターン・ロス閾値とアイソレーション閾値とに少なくとも部分的に基づくことが可能である。一実施形態において、同軸ＯＭＴ２０４の全長は低−バンドで約１．７５波長であるとすることが可能であり、２つのポート間の（即ち、第１及び第２ポート２０６，２０８間の）隔たりは０．４波長未満であるとすることが可能である。しかしながら、同軸ＯＭＴ２０４の全長及び２ポート間の隔たりは特定のアプリケーションの条件に少なくとも部分的に基づいて変動し得ることが認識されるべきである。
【００４７】
図３−３Ｂをここで参照すると、給電アセンブリ３０６に結合される反射アンテナ３０２についての様々な図が示されている。給電アセンブリ３０６は、給電ホーン３０８と、整合セクション３１０と、同軸ポラライザ３１２と、同軸ＯＭＴ３１４と、ポリロッド３１６と、ポラライザ３１８と、ダイプレクサ３２０と、中心導体３２２とを含む。給電アセンブリ３０６は、図１の給電アセンブリ１００と同一又は実質的に同様であってよい。
【００４８】
給電アセンブリ３０６はトライ・バンド給電を提供するように反射アンテナ３０２に結合されることが可能であり、その結果、反射アンテナ３０２は、低、中、及び高−周波数バンド等の複数の周波数バンドで信号を送信及び／又は受信することが可能である。実施形態では、給電アセンブリ３０６は、異なる周波数バンドの各々に対して共通の位相中心を有し、３つのバンド総てに対して反射アンテナ３０２の高い位相効率を達成するように構成されることが可能である。給電アセンブリ３０６は、異なる周波数バンドの各々に対して等しい又は実質的に等しいビーム幅を有することが可能である。幾つかの実施形態において、約１０ｄＢであるとすることが可能な異なる周波数バンドに対する１０−ｄＢビーム幅は約７４度であるとすることが可能である。
【００４９】
図４をここで参照すると、図１のトライ・バンド給電アセンブリ１００を利用して信号を受信及び／又は送信する方法４００のフローチャートは、低、中、及び高−周波数バンドで反射アンテナの給電アセンブリを利用して信号を受信及び送信することにより、ブロック４０２で始まる。給電アセンブリは、リフレクタ・アンテナに結合されることが可能であり、低、中、及び高−周波数バンド（例えば、低−Ｋ（２０．２−２１．２ＧＨｚ），中−Ｋａ（３０−３１ＧＨｚ），及び高−Ｑ（４３．５−４５．５ＧＨｚ）バンド）の各々において信号をサポートするように構成されることが可能である。
【００５０】
ブロック４０４において、低、中、及び高−周波数バンドに共通する給電ホーンが提供されることが可能である。給電アセンブリは、反射アンテナに結合する給電ホーンを含むことができる。給電ホーンは、低、中、及び高−周波数バンドの各々で信号を発射し、次いで反射アンテナにより受信した信号を給電アセンブリ内の他のコンポーネントへ運ぶ（又は送る）ように構成されることが可能である。
【００５１】
整合セクションが給電ホーンに結合されている。整合セクションは、低、中、及び高−周波数バンドの各々で信号を処理し、それらを給電アセンブリの同軸ポラライザ及び同軸ＯＭＴへ運ぶように構成されることが可能である。
【００５２】
ブロック４０６において、低−周波数バンドにおける信号が、同軸ポラライザ及び同軸ＯＭＴを利用して発射されることが可能である。同軸ポラライザは、偏波変換を実行するために、受信信号に位相差を適用することが可能である。
【００５３】
幾つかの実施形態では、１つ以上の同軸ポラライザが中心導体の外面に配置されることが可能である。同軸ポラライザ及び中心導体は同軸ＯＭＴの内側キャビティ内に配置されることが可能である。同軸ＯＭＴは低−周波数バンドで信号を発射するために複数のポートを含むことが可能である。例えば、幾つかの実施形態において、同軸ＯＭＴは、左旋円偏波特性を有する信号のための第１ポートと、右旋円偏波特性を有する信号のための第２ポートとを含むことが可能である。
【００５４】
ブロック４０８において、中及び高−周波数バンドにおける信号が、ポリロッド及びダイプレクサを利用して発射されることが可能である。中又は高−周波数バンドに対応する周波数を有する信号は、ポリロッドで受信される。ポリロッドは給電アセンブリの中心導体内に配置されることが可能であり、その結果、第１端部は給電ホーンの方に延びて信号を受信し、第２端部は概して中心導体の中央部分に配置されて信号を給電アセンブリ内の他のコンポーネント（例えば、ポラライザ、ダイプレクサ）へ運ぶ。ポリロッドの第１及び第２端部の各々は、先細りの部分を含むことが可能である。ポリロッドの先細りの部分は、中及び高−周波数バンド双方について不整合を最小化するために、緩やかなインピーダンス変化を提供することが可能である。従って、ポリロッドは、中及び高−周波数バンドで信号をサポートし、それらをポラライザへ運ぶように構成されることが可能である。
【００５５】
ポラライザは、中及び高−周波数バンドにおける信号をサポートし、それらをダイプレクサへ運ぶように構成されることが可能である。ダイプレクサは、高−周波数バンドの信号から中−周波数バンドの信号を分離するために複数のポートを含むことが可能である。幾つかの実施形態において、ダイプレクサは少なくとも１つの中−バンド出力ポートと少なくとも１つの高−バンド出力ポートとを含むことが可能である。中−バンド出力ポートは中−周波数バンドで信号を発射することが可能であり、高−バンド出力ポートは高−周波数バンドで信号を発射することが可能である。
【００５６】
給電アセンブリは、低−周波数バンド信号のための部分と中及び高−周波数バンド信号のための部分とを含むことによって、低、中、及び高−周波数バンドの各々で信号をサポートし且つ発射する。例えば、本願で説明されるように、同軸ポラライザ及び同軸ＯＭＴは、低−周波数バンドで信号を発射するように構成され、ポリロッド、ポラライザ、及びダイプレクサは中及び高−周波数バンドで信号を発射するように構成されることが可能である。従って、給電アセンブリはトライ・バンド給電アセンブリである。
【００５７】
本特許の主題である様々な概念、構造、及び技術を説明するために役立つ好ましい実施形態を述べてきたが、これらの概念、構造、及び技術を組み込む他の実施形態が使用されてもよいことが今や明らかになるであろう。従って、特許の範囲は、記載された実施形態に限定されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ制限されるべきである。
【００５８】
従って他の実施形態も以下の特許請求の範囲内にある。
【図１】
2020526127.tif 000003
【図１Ａ】
2020526127.tif 000004
【図１Ｂ】
2020526127.tif 000005
【図２】
2020526127.tif 000006
【図２Ａ】
2020526127.tif 000007
【図２Ｂ】
2020526127.tif 000008
【図２Ｃ】
2020526127.tif 000009
【図２Ｄ】
2020526127.tif 000010
【図２Ｅ】
2020526127.tif 000011
【図２Ｆ】
2020526127.tif 000012
【図２Ｇ】
2020526127.tif 000013
【図３】
2020526127.tif 000014
【図３Ａ】
2020526127.tif 000015
【図３Ｂ】
2020526127.tif 000016
【図４】
2020526127.tif 000017
【国際調査報告】
2020526127.tif 000018
2020526127.tif 000019
2020526127.tif 000020