(57)【要約】【解決手段】導波路フィードネットワークの送信機が、第１のブランチ及び第２のブランチと、これら第１及び第２のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラとを備える。統合型ブランチラインカプラは、前記第１及び第２のブランチにそれぞれ第１の導波路リジェクトフィルタ及び第２の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第１及び第２の導波路リジェクトフィルタは、該第１及び第２の導波路リジェクトフィルタの外面から外方に突出する１つ以上の片面スタブを備える。統合型ブランチラインカプラは、第１の導波路リジェクトフィルタの内面と第２の導波路リジェクトフィルタの内面との間に結合された１つ以上のカプラを更に備える。送信機は、第１のブランチ及び第２のブランチに結合されたコア導波路を備える。送信機は、第１のブランチ又は第２のブランチの入力ポートから直線偏波信号を受信し、コア導波路内に円偏波信号を生成する。【選択図】図１
2020508009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力ポートを有する第１のブランチ及び第２の入力ポートを有する第２のブランチと、
第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備え、前記第１の端部は前記第１の入力ポートに結合されている、前記第１のブランチにおける第１の導波路リジェクトフィルタと、第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備え、前記第１の端部は前記第２の入力ポートに結合されている、前記第２のブランチにおける第２の導波路リジェクトフィルタと、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された１つ以上のカプラの第１グループと、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する１つ以上の片面スタブの第１グループ及び前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する１つ以上の片面スタブの第２グループと、を備え、前記第１のブランチ及び前記第２のブランチを結合する第１の統合型ブランチラインカプラと、
前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部を介して前記第１のブランチに結合され、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部を介して前記第２のブランチに結合されたコア導波路と、
を備えた第１の送信機ユニットを具備し、
前記第１の送信機ユニットは、前記第１の入力ポート又は前記第２の入力ポートのうちの一方から直線偏波信号を受信し、前記コア導波路内に円偏波信号を生成するように構成されている、導波路フィードネットワーク。
【請求項２】
前記コア導波路は円形導波路である、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項３】
前記第１の送信機ユニットの前記１つ以上のカプラの第１グループは、前記第１のブランチと前記第２のブランチとの間で直線偏波信号を転送するとき、９０度の位相シフトを生成するように構成されている、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項４】
前記第１の送信機ユニットは、前記第１のブランチの前記第１の入力ポートから第１の周波数の入力信号を受信し、前記コア導波路内に前記第１の周波数の右旋円偏波信号を生成するように構成されている、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項５】
前記第１の送信機ユニットは、前記第２のブランチの前記第２の入力ポートから第１の周波数の入力信号を受信し、前記コア導波路内に前記第１の周波数の左旋円偏波信号を生成するように構成されている、請求項４に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項６】
前記１つ以上の片面スタブの第１グループは、前記第１の導波路リジェクトフィルタにおける１つ以上のカスケード接続フィルタ部の第１グループに対応し、前記１つ以上の片面スタブの第２グループは、前記第２の導波路リジェクトフィルタにおける１つ以上のカスケード接続フィルタ部の第２グループに対応する、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項７】
前記第１の送信機ユニットの前記第１の導波路リジェクトフィルタ及び前記第２の導波路リジェクトフィルタは、前記第１の入力ポート又は前記第２の入力ポートから受信された第１の周波数の入力信号を送信し、前記コア導波路から受信された、前記第１の周波数よりも高い周波数の第２の周波数の第２の信号を阻止するように構成されたローパスフィルタである、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項８】
前記コア導波路に結合されて、前記コア導波路から円形偏波信号を受信するように構成され、
第１の出力ポートを有する第３のブランチ及び第２の出力ポートを有する第４のブランチと、
第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備え、前記第１の端部は前記コア導波路に結合されるように構成され、前記第２の端部は前記第１の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第３のブランチにおける第３の導波路リジェクトフィルタと、第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備え、前記第１の端部は前記コア導波路に結合されるように構成され、前記第２の端部は前記第２の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第４のブランチにおける第４の導波路リジェクトフィルタと、前記第３の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第４の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された１つ以上のカプラの第２グループと、を備え、前記第３のブランチ及び前記第４のブランチを結合する第２の統合型ブランチラインカプラと、
を備えた第１の受信機ユニットを更に具備し、
前記第１の受信機ユニットは、前記コア導波路から前記第３の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部及び前記第４の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部を介して前記第２の周波数の円偏波信号を受信し、前記第１の出力ポート又は前記第２の出力ポートのうちの一方において前記第２の周波数の直線偏波信号を生成するように構成されている、請求項７に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項９】
前記第１の送信機ユニット以外の１つ以上の送信機ユニットであって、前記第１の送信機ユニット及び該１つ以上の送信機ユニットの各送信機ユニットは、前記コア導波路に結合され、２つ以上のそれぞれ異なる送信周波数において動作するように構成されている、１つ以上の送信機ユニットと、
前記第１の受信機ユニット以外の１つ以上の受信機ユニットであって、前記第１の受信機ユニット及び該１つ以上の受信機ユニットの各受信機ユニットは、前記コア導波路に結合され、前記それぞれ異なる送信周波数と異なり、それらの送信周波数よりも高い周波数の２つ以上のそれぞれ異なる受信周波数において動作するように構成されている、１つ以上の受信機ユニットと、
を更に備える、請求項８に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項１０】
前記コア導波路の直径は、送信周波数に関連した第１の予め定めた範囲及び受信周波数に関連した第２の予め定めた範囲における前記コア導波路内のＴＥ２１モードの伝播を抑制するように選択され、前記コア導波路の前記直径は、前記第１の予め定めた範囲におけるTM01モードが前記第１の受信機ユニットに達するのを抑制するように、前記第１の送信機ユニットから前記第１の受信機ユニットに向けて縮小されている、請求項８に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項１１】
１つ以上の変換器の第１グループが、前記第１の入力ポートと前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部との間に結合され、１つ以上の変換器の第２グループが、前記第２の入力ポートと前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部との間に結合され、前記１つ以上の変換器の第１グループ及び前記１つ以上の変換器の第２グループは、方形導波路のサイズの変更を提供するように構成された４分の１波長変換器である、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項１２】
前記第１のブランチは、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部と前記コア導波路との間に結合された第１のエバネッセント導波路を介して前記コア導波路に結合され、前記第２のブランチは、前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部と前記コア導波路との間に結合された第２のエバネッセント導波路を介してコア導波路に結合され、前記第１のエバネッセント導波路及び前記第２のエバネッセント導波路は、前記コア導波路に結合されているとき、予め定めた角度を有する、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項１３】
アルミニウム製である、請求項１に記載の導波路フィードネットワーク。
【請求項１４】
第１の出力ポートを有する第１のブランチ及び第２の出力ポートを有する第２のブランチと、
第１の端部は円形導波路に結合されるように構成され、第２の端部は前記第１の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第１の端部及び前記第２の端部並びに外面及び内面を備える前記第１のブランチにおける第１の導波路リジェクトフィルタと、第１の端部は前記円形導波路に結合されるように構成され、第２の端部は前記第２の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第１の端部及び前記第２の端部並びに外面及び内面を備える前記第２のブランチにおける第２の導波路リジェクトフィルタと、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された１つ以上のカプラと、を備え、前記第１のブランチ及び前記第２のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラと、を具備し、
前記統合型ブランチラインカプラは、前記円形導波路から前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部及び前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部を介して円偏波信号を受信し、前記第１の出力ポート又は前記第２の出力ポートのうちの一方において直線偏波信号を生成するように構成されている、受信機ユニット。
【請求項１５】
前記１つ以上のカプラは、前記第１のブランチと前記第２のブランチとの間で直線偏波信号を転送するとき、９０度の位相シフトを生成するように構成されている、請求項１４に記載の受信機ユニット。
【請求項１６】
前記円形導波路から第１の周波数の右旋円偏波信号を受信し、前記第１のブランチの前記第１の出力ポートにおいて前記第１の周波数の出力信号を生成するように構成されている、請求項１４に記載の受信機ユニット。
【請求項１７】
前記円形導波路から第１の周波数の左旋円偏波信号を受信し、前記第２のブランチの前記第２の出力ポートにおいて前記第１の周波数の出力信号を生成するように構成されている、請求項１４に記載の受信機ユニット。
【請求項１８】
前記第１の導波路リジェクトフィルタ及び前記第２の導波路リジェクトフィルタはハイパスフィルタである、請求項１４に記載の受信機ユニット。
【請求項１９】
１つ以上の変換器の第１グループが、前記第１の出力ポートと前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部との間に結合され、１つ以上の変換器の第２グループが、前記第２の出力ポートと前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部との間に結合され、前記１つ以上の変換器の第１グループ及び前記１つ以上の変換器の第２グループは、方形導波路のサイズの変更を提供するように構成された４分の１波長変換器である、請求項１４に記載の受信機ユニット。
【請求項２０】
第１のブランチ及び第２のブランチを有する送信機ユニットを動作させる方法であって、
前記第１のブランチの入力ポートから第１の直線偏波信号を受信することと、
前記第１の直線偏波信号の第１部分を前記第１のブランチの第１の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信することと、
前記第１の直線偏波信号の残りの第２部分を、前記第１の導波路リジェクトフィルタと前記第２のブランチの第２の導波路リジェクトフィルタとの間に結合されたブランチラインカプラを通じて前記第２のブランチに送信することを介して、４分の１波長の位相シフトを前記第１の直線偏波信号の前記残りの第２部分に提供することによって、第２の直線偏波信号を生成することと、
前記第２の直線偏波信号を前記第２の導波路リジェクトフィルタを介して前記円形導波路に送信することと、
前記円形導波路において前記第１の直線偏波信号の前記第１部分及び前記第２の直線偏波信号を組み合わせて、前記円形導波路内に右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号のうちの一方を生成することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、導波路に関し、より詳細には、導波路フィードネットワークに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１７年２月１６日が出願日である米国仮特許出願第６２／４６０，０４２号の優先権の利益を主張し、その内容は、引用することによってその全体が本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
円形導波路を通して左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を送信することができるとともに、円形導波路から左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を受信することもできる導波路フィードネットワークは、ポート間が良好に分離された２つの送信ポート及び２つの受信ポートを必要とすることがある。導波路フィードネットワークは、ポート間に必要とされる分離を提供するためにフィルタリングを必要とすることがある。信号を送信及び受信するために、送信ポートには送信機回路を結合することができ、受信ポートには受信機回路を結合することができる。
【０００４】
導波路フィードネットワークは、円形導波路に結合されて、送信ポートにおける直線偏波信号から円形導波路における左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号のうちの一方への変換を実施することができる。或いは、導波路フィードネットワークは、円形導波路における左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号のうちの一方から受信ポートにおける直線偏波信号への変換を実施することもできる。これは、左旋円偏波及び右旋円偏波の双方を有する信号を送信及び受信する統合型（integrated）導波路フィードネットワークの設計を非常に複雑にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に鑑み、複雑度の低いコンパクトな導波路フィードネットワークが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
主題の技術の様々な態様によれば、円偏波信号を送信する導波路フィードネットワークの送信機ユニットが説明される。幾つかの実施の形態では、前記送信機ユニットは、第１の入力ポートを有する第１のブランチ及び第２の入力ポートを有する第２のブランチを備える。前記送信機ユニットは、前記第１のブランチ及び前記第２のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラを備える。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第１のブランチに第１の導波路リジェクト（reject）フィルタを備える。前記第１の導波路リジェクトフィルタは、第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備える。前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部は、前記第１の入力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第２のブランチに第２の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第２の導波路リジェクトフィルタは、第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備える。前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部は、前記第２の入力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された１つ以上のカプラを更に備える。前記第１の導波路リジェクトフィルタは、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する１つ以上の片面スタブの第１グループも備える。前記第２の導波路リジェクトフィルタは、前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する１つ以上の片面スタブの第２グループを備える。前記送信機ユニットは、コア導波路を更に備え、該コア導波路は、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部を介して前記第１のブランチに結合され、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部を介して前記第２のブランチに結合される。前記送信機ユニットは、前記第１の入力ポート又は前記第２の入力ポートのうちの一方から直線偏波信号を受信し、前記コア導波路内に円偏波信号を生成する。
【０００７】
主題の技術の様々な態様によれば、円偏波信号を受信する導波路フィードネットワークの受信機ユニットが説明される。幾つかの実施の形態では、前記受信機ユニットは、第１の出力ポートを有する第１のブランチ及び第２の出力ポートを有する第２のブランチを備える。前記受信機ユニットは、前記第１のブランチ及び前記第２のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラを備える。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第１のブランチに第１の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第１の導波路リジェクトフィルタは、第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備える。前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部は、円形導波路に結合され、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部は、前記第１の出力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第２のブランチに第２の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第２の導波路リジェクトフィルタは、第１の端部及び第２の端部並びに外面及び内面を備える。前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部は、前記円形導波路に結合され、前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第２の端部は、前記第２の出力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された１つ以上のカプラを備える。前記統合型ブランチラインカプラは、前記円形導波路から前記第１の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部及び前記第２の導波路リジェクトフィルタの前記第１の端部を介して円偏波信号を受信する。前記統合型ブランチラインカプラは、前記受信された円偏波信号に基づいて、前記第１の出力ポート又は前記第２の出力ポートのうちの一方において直線偏波信号を生成する。
【０００８】
主題の技術の様々な態様によれば、円偏波信号を送信する導波路フィードネットワークの送信機ユニットを動作させる方法が説明される。前記送信機ユニットは、第１のブランチ及び第２のブランチを備える。幾つかの実施の形態では、前記送信機ユニットを動作させる方法は、前記第１のブランチの入力ポートから第１の直線偏波信号を受信することと、前記第１の直線偏波信号の一部分を前記第１のブランチの第１の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信することとを含む。前記方法は、４分の１波長の位相シフトを前記第１の直線偏波信号の残りの部分に提供することによって第２の直線偏波信号を生成することを含む。前記４分の１波長の位相シフトは、前記第１の直線偏波信号の前記残りの部分を、ブランチラインカプラを通じて前記第２のブランチに送信することを介して提供される。前記ブランチラインカプラは、前記第１の導波路リジェクトフィルタと前記第２のブランチの第２の導波路リジェクトフィルタとの間に結合されている。前記方法は、前記第２の直線偏波信号を前記第２の導波路リジェクトフィルタを介して前記円形導波路に送信することを更に含む。前記方法は、前記第１の直線偏波信号の前記一部分及び前記第２の直線偏波信号を組み合わせることも含む。前記組み合わせることは、前記円形導波路において行われ、前記円形導波路内に右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号のうちの一方を生成する。
【０００９】
上記は、以下の詳細な説明をよりよく理解することができるように本開示の特徴を幅広く概説した。本開示の追加の特徴及び利点が本明細書に記載され、これらは、特許請求の範囲の主題をなす。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの図である。
【図２】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの本体部の斜視図である。
【図３】本開示の幾つかの態様による一例示の送信機ユニットの断面図である。
【図４】本開示の幾つかの態様による一例示の統合型ブランチラインカプラの構成要素を示す図である。
【図５】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの受信部の斜視図である。
【図６】本開示の幾つかの態様による一例示の受信機ユニットの断面図である。
【図７】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの斜視図である。
【図８】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの側面図である。
【図９Ａ】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図である。
【図９Ｂ】本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図である。
【図１０】本開示の幾つかの態様による導波路フィードネットワークの一例示の動作方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示及びその利点をより完全に理解するために、本開示の特定の態様を記載した添付図面とともに利用される説明を以下に参照する。
【００１２】
以下に述べる詳細な説明は、主題の技術の様々な構成の説明として意図されており、主題の技術を実施することができる唯一の構成を表すことを意図したものではない。添付図面が本明細書に組み込まれ、詳細な説明の一部を構成している。詳細な説明は、主題の技術の十分な理解を提供することを目的として具体的な詳細を含む。しかしながら、主題の技術は、本明細書において述べられるこれらの具体的な詳細に限定されるものではなく、１つ以上の実施態様を用いて実施することができることが、当業者には明白であり、容易に認識されるであろう。主題の技術の概念を不明瞭にしないように、１つ以上の具体例において、よく知られた構造及び構成要素はブロック図の形態で示される。
【００１３】
本開示は、部分的には、衛星通信のための両円偏波を用いた導波路フィードネットワークを対象とする。衛星は、アップリンク信号を受信する衛星アンテナシステムに結合された衛星受信機を備えることができ、ダウンリンク信号を送信する衛星アンテナシステムに結合された衛星送信機も備えることができる。導波路フィードネットワークは、衛星アンテナシステムの要素と衛星受信機の要素との間に結合することができ、衛星アンテナシステムの要素と衛星送信機の要素と間に結合することもできる。衛星送信機を衛星アンテナシステムに結合する導波路フィードネットワークは、衛星送信機から受信された直線偏波信号を、送信される衛星アンテナシステム用の右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号のうちの一方に変換することができる。また、衛星受信機を衛星アンテナシステムに結合する導波路フィードネットワークは、衛星アンテナシステムから受信された右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号を、受信機用の直線偏波信号に変換することができる。衛星に対する通信に円偏波信号を提供することによって、通信が、衛星と通信する送受信機デバイスの向きの影響を受けないようにすることができる。
【００１４】
導波路フィードネットワークは、受信機ユニット及び送信機ユニットを備える。送信機ユニットは、２つのブランチ及び２つの入力ポートを備えることができる。これらの２つの入力ポートは、第１のブランチの第１の端部にある第１の入力ポートと、第２のブランチの第１の端部にある第２の入力ポートとである。これらの入力ポートは、直線偏波信号とすることができる入力信号を受信する回路部にも結合することができる。送信機ユニットは、エバネッセント導波路を備えることができる２つのブランチの第２の端部を介して、コア導波路、例えば円形導波路に結合することができ、入力ポートにおいて受信された信号に基づいて円偏波信号を提供することができる。送信機ユニットは、入力信号が第１の入力ポートから受信されたときは、コア導波路において左旋円偏波信号を提供することができ、入力信号が第２の入力ポートから受信されたときは、コア導波路において右旋円偏波信号を提供することができる。送信機ユニットは、左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を生成する２つのブランチの間に統合型ブランチラインカプラを備えることができる。この統合型ブランチラインカプラは、ブランチラインカプラを形成するように、第１のブランチと第２のブランチとの間に１つ以上のブランチを有することができる。統合型ブランチラインカプラは、第１のブランチ及び第２のブランチに統合された導波路リジェクトフィルタとして動作する導波路フィルタを備えることができる。この導波路リジェクトフィルタは、コア導波路内の不要信号から入力ポートを分離するのに用いることができる。統合型ブランチラインカプラの導波路リジェクトフィルタは、該導波路リジェクトフィルタを更に調節するのに用いることができる片面スタブを備えることができる。
【００１５】
加えて、受信機ユニットは、２つのブランチ及び２つの出力ポートを備えることができる。これらの２つの出力ポートは、第１のブランチの第１の端部にある第１の出力ポートと、第２のブランチの第１の端部にある第２の出力ポートとである。受信機ユニットは、２つのブランチの第２の端部を介してコア導波路、例えば円形導波路に結合されて、左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号を受信することができる。受信機ユニットは、コア導波路から左旋円偏波信号を受信することができ、第１の出力ポートにおいて直線偏波信号を提供することができる。一方、受信機ユニットは、コア導波路から右旋円偏波信号を受信することができ、第２の出力ポートにおいて直線偏波信号を提供することができる。受信機ユニットは、左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号から直線偏波信号を生成する２つのブランチの間に結合された統合型ブランチラインカプラを備えることができる。導波路リジェクトフィルタは、コア導波路内の不要信号から出力ポートを分離するために統合型ブランチラインカプラのブランチの各々に組み込むことができる。主題の技術は、複数の有利な特徴を含む。例えば、開示されたシステムは、各ブランチの２つの側にあるカプラ及びリジェクトフィルタによって、並びに、同じコア導波路上に送信機ユニット及び受信機ユニットを配置することにもよって、コンパクトで複雑度の低い導波路フィードネットワークを提供する。
【００１６】
図１は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの図である。導波路フィードネットワーク１００は、送信部１０６、受信部１０２、及び本体部１０４を備える。この図に示すように、本体部１０４は、第１の下側部分１１６、第１の上側部分１１８、及び第２の上側部分１２０を備える。導波路フィードネットワーク１００の送信部１０６は、第２の下側部分１１２及び第３の上側部分１１４を備える。第１の上側部分１１８、第３の上側部分１１４、第１の下側部分１１６、及び第２の下側部分１１２はともに、図３において送信機ユニット３００としてより詳細に説明される送信機ユニットを備えることができる。
【００１７】
加えて、導波路フィードネットワーク１００の受信部１０２は、第３の下側部分１２２及び第４の上側部分１２４を備える。第２の上側部分１２０、第４の上側部分１２４、第１の下側部分１１６、及び第３の下側部分１２２はともに、図６において受信機ユニット６００としてより詳細に説明される受信ユニットを備えることができる。
【００１８】
加えて、図１の送信部１０６は、第２の下側部分１１２に結合された外側本体１０８を有するコア導波路１１０を備える。幾つかの実施形態では、コア導波路１１０は、送信部１０６の外側本体１０８から、送信部１０６の第２の下側部分１１２を通り、本体部１０４の第１の下側部分１１６を通って、受信部１０２の第３の下側部分１２２に延在することができる。幾つかの例では、コア導波路１１０の直径は、外側本体１０８を通って第３の下側部分１２２に向かうときに１回以上変化することができる。幾つかの例では、コア導波路１１０は円形導波路である。幾つかの他の例では、コア導波路１１０は十字形導波路である。
【００１９】
幾つかの実施形態では、図３に示す送信機ユニットは、２つのセグメントを備える。送信機ユニットの第１のセグメントは、本体部１０４の第１の上側部分１１８及び第１の下側部分１１６に含まれ、送信機ユニットの第２のセグメントは、送信部１０６の第３の上側部分１１４及び第２の下側部分１１２に含まれる。したがって、送信機ユニットは、送信部１０６及び本体部１０４が互いに接続されたときに形成される。幾つかの例では、送信部１０６及び本体部１０４を接続することによって、２つの入力ポート１３２及び１３４も形成される。幾つかの例では、送信機ユニットは、当該送信機ユニットにコア導波路１１０を通じて円偏波を送信させる信号を入力ポート１３２及び１３４のうちの一方を通じて受信する。幾つかの実施形態では、送信機ユニットは、入力ポート１３２を通じて信号を受信し、コア導波路１１０を通じて右旋円偏波を送信する。幾つかの実施形態では、送信機ユニットは、入力ポート１３４を通じて信号を受信し、コア導波路１１０を通じて左旋円偏波を送信する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク１００は、送信機ユニットの入力ポート１３２及び１３４の間に２５dBよりも良好な分離を提供する。
【００２０】
幾つかの実施形態では、図６に示す受信機ユニットは、２つのセグメントを備える。受信機ユニットの第１のセグメントは、本体部１０４の第２の上側部分１２０及び第１の下側部分１１６に含まれ、受信機ユニットの第２のセグメントは、受信部１０２の第４の上側部分１２４及び第３の下側部分１２２に含まれる。したがって、受信機ユニットは、受信部１０２及び本体部１０４が互いに接続されたときに形成される。幾つかの例では、受信部１０２及び本体部１０４を接続することによって、２つの出力ポート１３６及び１３８も形成される。幾つかの実施形態では、受信機ユニットは、当該受信機ユニットに出力ポート１３６又は１３８のうちの一方において信号を生成させる円偏波を、コア導波路１１０を通じて受信する。幾つかの実施形態では、受信機ユニットは、右旋円偏波を受信し、出力ポート１３６に信号を生成する。幾つかの実施形態では、受信機ユニットは、左旋円偏波を受信し、出力ポート１３８に信号を生成する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク１００は、受信ユニットの出力ポート１３６及び１３８の間に２５dBよりも良好な分離を提供する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク１００は、コア導波路１１０内に円偏波を生成し及び／又はコア導波路１１０から円偏波を受信するコンパクトで複雑度の低い励起アセンブリである。幾つかの実施形態では、導波路フィードネットワーク１００は、アルミニウム製である。
【００２１】
図２は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの本体部の斜視図である。図示するように、本体部１０４は、外周部２０４を有するコア導波路２０２の第１のセグメントを備えた第１の下側部分１１６を備える。幾つかの実施形態では、送信部１０６の第２の下側部分１１２は、本体部１０４が送信部１０６に接続されると、コア導波路２０２の第１のセグメントとともに、送信機ユニットのコア導波路２０２を形成する、該コア導波路２０２の相補的な第２のセグメントを備える。コア導波路２０２は、図７及び図８に関して説明される。
【００２２】
本体部１０４は、寸法２０６を有する複数の開口を備える第１の上側部分１１８も備える。これらの複数の開口は、図３に関して送信機ユニット３００としてより詳細に説明される複数の方形導波路の第１のセグメントを構成する。複数の方形導波路の第１のセグメントは、入力ポート１３２及び１３４の第１のセグメントも備える送信機ユニットの第１のセグメントを形成する。幾つかの実施形態では、送信部１０６の第３の上側部分１１４は、送信機ユニットの相補的な第２のセグメントを形成する複数の方形導波路の相補的な第２のセグメントを構成する複数の同様の開口を備える。幾つかの例では、第１の上側部分１１８における複数の方形導波路の第１のセグメントと、第３の上側部分１１４における複数の方形導波路の第２のセグメントとは、第１の上側部分１１８の外表面に対して（with respect to）対称的であり、したがって、第１の上側部分１１８の外表面には、０の電場が生成される。また、幾つかの例では、送信機ユニットの複数の方形導波路の長さは、寸法２０６の２倍である。
【００２３】
図３は、本開示の幾つかの態様による一例示の送信機ユニットの断面図である。送信機ユニット３００の斜視図は、図７に図示されている。幾つかの例では、直線偏波入力信号が、入力ポート１３２又は１３４のうちの一方を通じて受信され、コア導波路２０２において、円偏波信号が生成される。送信機ユニット３００の動作が、図１０に関して説明される。幾つかの例では、送信機ユニット３００は、例えば、図２に示すような本体部１０４と送信部１０６との間の接触面に沿った図１の導波路フィードネットワーク１００を通る断面である。送信機ユニット３００は、図２に示すようなコア導波路２０２の周囲の外周部２０４と、受信機ユニットにおけるコア導波路のより小さな外周部３２０とを有するコア導波路２０２を示している。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク１００のコア導波路の受信機ユニットにおける直径Ｄ２は、送信機ユニットにおける直径Ｄ１と比較して小さい。幾つかの例では、受信機におけるコア導波路の直径の方が小さいことによって、受信機ユニットのカットオフ周波数は、送信機ユニットと比較してより高くなる。
【００２４】
送信機ユニット３００は、コア導波路２０２に結合された２つのブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂを示している。ブランチ３１０Ａ又は３１０Ｂは各々、１つ以上のスタブ、例えば３つのスタブを備える導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂを備える。一例として、図３は、ブランチ３１０Ａ上の３つの片面（single-sided）スタブ３０２Ａ、３０２Ｃ、及び３０２Ｅと、ブランチ３１０Ｂ上の３つの片面（single-sided）スタブ３０２Ｂ、３０２Ｄ、及び３０２Ｆとを示している。図示するように、これらのスタブは外方に突出している。幾つかの実施形態では、導波路フィルタは、幾つかの周波数帯域における信号が図１、図２、及び図３の入力ポート１３２及び１３４に達するのを防止するように実施される導波路リジェクトフィルタである。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂは、ローパスフィルタであり、スタブ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、及び３０２Ｆのサイズを含むフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂのサイズ並びにスタブの数は、導波路リジェクトフィルタの許容波長及び阻止帯域に基づいて決定することができる。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂは、コア導波路を介して受信される予め定めた範囲内の信号が入力ポート１３２及び１３４に達するのを抑制する。
【００２５】
幾つかの例では、Ｃバンドが、信号の受信及び送信に用いられ、送信機ユニットの許容周波数範囲及び停止（例えば、抑制）周波数範囲が事前に規定される。幾つかの例では、送信周波数帯域は、入力ポート１３２又は１３４からコア導波路２０２に進むことができる周波数4.120 GHz〜4.20 GHzを含む。受信周波数帯域は、コア導波路から入力ポート１３２又は１３４に達するのを、例えば５５dBよりも大きく抑制される周波数6.345 GHz〜6.425 GHzを含む。したがって、受信周波数帯域内にあるコア導波路における不要信号からの入力ポート１３２及び１３４の分離を５５dBよりも良好に達成することができる。
【００２６】
図示するように、スタブ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、及び３０２Ｆの自由端は、短絡させることができる。その場合、短絡されたスタブの入力インピーダンスは、スタブの電気的長さ及び幅と、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂを通過する信号の波長とに応じて、容量性又は誘導性のいずれかの純粋なリアクタンスである。したがって、スタブは、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂにおいてキャパシタ及びインダクタタとして機能することができ、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂの帯域幅を調節するのに用いることができる。図４に示すように、３つ以上のスタブ、例えば、５つのスタブを各ブランチの導波路リジェクトフィルタに組み込んで、導波路リジェクトフィルタの周波数応答を更に形成することができる。
【００２７】
加えて、送信機ユニット３００は、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂとコア導波路２０２との間に結合された２つのエバネッセント導波路３０４Ａ及び３０４Ｂを示している。幾つかの例では、エバネッセント導波路３０４Ａ及び３０４Ｂのサイズは、コア導波路２０２と、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂとの間の挿入損失が、各ブランチにおいて予め定めたレベル未満、例えば、0.05 dB未満となるように調整される。幾つかの実施形態では、送信機ユニット３００の第１のブランチ３１０Ｂ及び第２のブランチ３１０Ａのエバネッセント導波路３０４Ａ及び３０４Ｂは、コア導波路に結合されているとき、予め定めた角度、例えば４５度を有する。エバネッセント導波路３０４Ａ及び３０４Ｂの４５度の湾曲によって、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの仮想延長部分は、コア導波路２０２の中心において、９０度に等しい角度Ａで互いに交差することができる。したがって、コア導波路２０２に結合されたブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの端部を互いに垂直にすることができる。加えて、４５度の湾曲によって、統合型ブランチラインカプラ３１６がコア導波路２０２の近くに留まることを可能にすることができ、送信機ユニット３００のサイズ及び質量を削減して送信機ユニット３００をコンパクトにすることができる。
【００２８】
加えて、送信機ユニット３００は、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂ上の変換器３０６Ａ、３０６Ｂ、３０６Ｃ、及び３０６Ｄを示している。これらの変換器は、入力ポート１３２及び１３４において入力することができる送信信号の周波数範囲に基づくとともに、送信機ユニットの挿入損失を最小にするように決定された寸法を有する。幾つかの実施形態では、各ブランチ３１０Ａ又は３１０Ｂの１つ以上の変換器は、整合する波長の変更を提供するように構成された４分の１波長変換器である。変換器３０６Ａ、３０６Ｂ、３０６Ｃ、及び３０６Ｄを用いて波長を変更することによって、ブランチ３１０Ａ又は３１０Ｂは、入力ポート１３２及び１３４に結合することができる送信機回路と整合することができる。幾つかの例では、４分の１波長変換器WR229を用いることができる。
【００２９】
幾つかの例では、送信機ユニット３００のブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂはローパスフィルタである。導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂは、例えば、4.120 GHz〜4.20 GHzの範囲内にある第１の周波数で受信された入力信号を、入力ポート１３２及び１３４からコア導波路２０２に送信することができる。導波路リジェクトフィルタは、第１の周波数よりも高い、例えば、6.345 GHz〜6.425 GHzの範囲内にある第２の周波数の第２の信号を阻止することができる。したがって、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂは、コア導波路２０２から受信された第２の周波数の第２の信号が入力ポート１３２及び１３４に達するのを防止することができる。
【００３０】
送信機ユニット３００は、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂを内方に結合するカプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃを備える統合型ブランチラインカプラ３１６を示している。統合型ブランチラインカプラ３１６は、上記で説明した導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂも備える。カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃの数、サイズ、及びロケーションは、コア導波路２０２内に左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を生成するように選択することができる。これらの円偏波信号は、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの入力ポート１３２及び１３４から受信される直線偏波信号に基づいて生成される。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂは、内面及び外面を有する。幾つかの例では、カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃは、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂの内面間で結合される。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ３１６は、電力を３dB分割するとともに９０度位相シフトして、直線偏波モードから円偏波モードを生成する。幾つかの例では、カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃの幅３２２は、９０度位相シフトを提供することができる。統合型ブランチラインカプラ３１６の導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂは、入力ポート１３２又は１３４に達する不要な円偏波モードを分離することができる。
【００３１】
幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ３１６は、左旋円偏波信号と右旋円偏波信号との間で９パーセントまでの帯域幅にわたって、予め定めた軸比、例えば0.40 dBの軸比も提供することができる。幾つかの実施形態では、カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃの間の距離は、コア導波路２０２の直径Ｄ１に依存する。幾つかの例では、カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４ＣはＥ面カプラであり、このカプラの高さは、ブランチ間で転送することができるエネルギーの量を決定することができる。一例として、カプラ３１４Ｂの高さ３１８は、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの間で転送することができるエネルギーの量を決定する。統合型ブランチラインカプラ３１６は、図４に関して説明される。
【００３２】
加えて、幾つかの例では、スタブ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、及び３０２Ｆは、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂの外面に結合され、この外面から延在されている。幾つかの実施形態では、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂの１つ以上の片面スタブ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、及び３０２Ｆは、１つ以上のカスケード接続フィルタ部に対応する。幾つかの実施形態では、図３に示すように、１つ以上の片面スタブ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、３０２Ｆは、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂに対して外方に結合される。加えて、カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃは、１つ以上の片面スタブのロケーション間で導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ又は３１２Ｂに対して内方に結合される。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂによって、周波数範囲4.12 GHz〜4.2 GHzにある信号は、例えば、入力ポート１３２及び１３４からコア導波路２０２まで進むことが可能になる。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂは、周波数範囲6.345 GHz〜6.425 GHzにある信号が、例えば、コア導波路２０２から入力ポート１３２及び１３４のいずれかに進むことを抑制し、少なくとも３５dBの分離を提供する。
【００３３】
幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ３１６は、コア導波路２０２において、直線偏波信号から右旋円偏波信号及び左旋円偏波信号の一方又は双方を生成する。幾つかの実施形態では、送信機ユニット３００は、第１のブランチ３１０Ｂの入力ポート１３２から第１の周波数の入力信号を受信し、第１の周波数の右旋円偏波信号をコア導波路２０２内に生成する。幾つかの実施形態では、送信機ユニット３００は、第２のブランチ３１０Ａの入力ポート１３４から第１の周波数の入力信号を受信し、第１の周波数の左旋円偏波信号をコア導波路内に生成する。
【００３４】
図４は、本開示の幾つかの態様による一例示の統合型ブランチラインカプラの構成要素を示している。図４の図形４００は、図３の統合型ブランチラインカプラ３１６と一致する統合型ブランチラインカプラ４１６を示している。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ４１６は、ブランチラインカプラ４１０と、波形ローパスフィルタ４１２Ａの一部分及び４１２Ｂの一部分とを統合したものである。ブランチラインカプラ４１０は、複数のカプラ４１４を有することができる。波形ローパスフィルタ４１２Ａ及び４１２Ｂは、複数のスタブ４０６を有することができる。統合型ブランチラインカプラ４１６は、ブランチラインカプラ４１０と、波形ローパスフィルタ４１２Ａの上半分と、波形ローパスフィルタ４１２Ｂの下半分とを統合したものとみなすことができる。或いは、統合型ブランチラインカプラ４１６は、ブランチラインカプラ４１０と、波形ローパスフィルタ４１２Ａ又は４１２Ｂのうちの一方とを統合したものとみなすこともできる。幾つかの実施形態では、複数のカプラ４１４及び複数のスタブ４０６は、統合型ブランチラインカプラ４１６に結合されると、互いに向き合わない。幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ４１６は、電力をフィルタリング及び分割する機能と、位相シフトを行って直線偏波信号を生成する機能とを実行する。
【００３５】
図５は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの受信部の斜視図である。図示するように、受信部１０２は、外周部３２０を有するコア導波路５０２を備える第３の下側部分１２２を備える。幾つかの実施形態では、受信部１０２の第３の下側部分１２２は、コア導波路５０２の第１のセグメントとともに受信機ユニットのコア導波路５０２を形成する、コア導波路５０２の相補的な第２のセグメントを備える。幾つかの例では、コア導波路１１０の直径は、送信機ユニットと受信機ユニットとの間で変化し、例えば、コア導波路１１０の一部分であるコア導波路５０２が、コア導波路２０２であるコア導波路１１０の別の（another）部分と比較して、より小さな直径を有するように縮小される。コア導波路２０２及び５０２は、図７及び図８に関してより詳細に説明される。
【００３６】
受信部１０２は、寸法５０６を有する複数の開口を備える第４の上側部分１２４も備える。これらの複数の開口は、図６に関して受信機ユニット６００としてより詳細に説明される複数の方形導波路の第１のセグメントを構成する。複数の方形導波路の第１のセグメントは、出力ポート１３６及び１３８の第１のセグメントも備える受信機ユニットの第１のセグメントを形成する。幾つかの実施形態では、本体部１０４の第２の上側部分１２０は、受信機ユニットの相補的な第２のセグメントを形成する複数の方形導波路の相補的な第２のセグメントを構成する複数の同様の開口を備える。幾つかの例では、第４の上側部分１２４における複数の方形導波路の第１のセグメントと、第２の上側部分１２０における複数の方形導波路の第２のセグメントとは、第４の上側部分１２４の外表面に対して対称的であり、したがって、第４の上側部分１２４の外表面には、０の電場が生成される。加えて、幾つかの例では、受信機ユニットの複数の方形導波路の長さは、寸法５０６の２倍である。
【００３７】
図６は、本開示の幾つかの態様による一例示の受信機ユニットの断面図である。受信機ユニット６００の斜視図は、図７において示されている。幾つかの例では、受信機ユニット６００は、例えば、図２に示すような本体部１０４と受信部１０２との間の接触面に沿った図１の導波路フィードネットワーク１００を通る断面を示している。受信機ユニット６００は、図５に示すようなコア導波路５０２の周囲の外周部２０４を有するコア導波路５０２を示している。幾つかの例では、コア導波路５０２は、図３に示された直径Ｄ２を有する。
【００３８】
幾つかの例では、円偏波信号は、コア導波路５０２に結合されたブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂを介してコア導波路５０２を通じて受信される。受信信号は、フィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂ並びにカプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４Ｃを通過し、直線偏波信号を生成する。この直線偏波信号は、信号が右旋円偏波であるのか又は左旋円偏波であるのかに応じて、それぞれ出力ポート１３６又は１３８のうちの一方において生成することができる。幾つかの例では、出力ポート１３６及び１３８の間に２５dBよりも良好な分離が提供される。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂによって、周波数6.345 GHz〜6.425 GHzにある信号が、例えば、コア導波路５０２から出力ポート１３６及び１３８のうちの一方に進むことが可能になる。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂは、周波数範囲4.12 GHz〜4.2 GHzにある信号が、例えば、コア導波路５０２から出力ポート１３６及び１３８のうちのいずれかに進むことを抑制し、少なくとも５５dBの分離を提供する。
【００３９】
受信機ユニット６００は、コア導波路５０２に結合された２つのブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂを備える。ブランチ６１０Ａ又は６１０Ｂは、各々導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ又は６１２Ｂを備える。導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂは、送信信号の周波数に基づいて決定される寸法を有することができ、送信リジェクトフィルタとして動作することができる。導波路フィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂは、4.120 GHz〜4.20 GHzの周波数範囲における方形モードTE10を抑制する導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂと呼ぶこともできる。したがって、導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂは、フィルタリング、例えば、ハイパスフィルタリングを実行して送信機信号を抑制することができ、送信機信号が受信機ユニットの出力ポート１３６又は１３８に達するのを更に防止することができる。
【００４０】
受信機ユニット６００は、ブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂを内方に結合するカプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４Ｃを備える統合型ブランチラインカプラ６１６を示している。統合型ブランチラインカプラ６１６は、上記で説明した導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ又は６１２Ｂも備える。カプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４Ｃの数、サイズ、及びロケーションは、コア導波路５０２における左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号をブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂの出力ポート１３６及び１３８における直線偏波信号に変換するように選択することができる。幾つかの例では、カプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４Ｃの間の距離は、コア導波路５０２の直径Ｄ２に依存する。幾つかの例では、カプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４ＣはＥ面カプラである。
【００４１】
幾つかの実施形態では、導波路フィルタ、例えば、導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ又は６１２Ｂは、内面及び外面を有する。幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ６１６は、導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ又は６１２Ｂの内面の間に結合されたカプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４Ｃを備える。説明したように、統合型ブランチラインカプラ６１６は、電力を分割し、位相シフトを生成して円偏波信号から直線偏波信号を生成することができる。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ６１６のカプラ６１４Ａ、６１４Ｂ、及び６１４Ｃは、第１の周波数の円偏波信号から第１の周波数の直線偏波信号を生成する。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラは、電力を３dB分割することと、９０度の位相シフトによって円偏波モードから直線偏波を生成することと、他方のポートに達する信号を分離することとを提供する。
【００４２】
加えて、受信機ユニット６００は、ブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂ上の変換器６０６Ａ、６０６Ｂ、６０６Ｃ、及び６０６Ｄを示している。これらの変換器は、コア導波路からの受信信号の周波数に基づくとともに、出力ポート１３６及び１３８における受信機ユニットの挿入損失を最小にするように決定された寸法を有する。幾つかの実施形態では、各ブランチ６１０Ａ又は６１０Ｂの１つ以上の変換器は、整合する波長の変更を提供するように構成された４分の１波長変換器である。変換器６０６Ａ、６０６Ｂ、６０６Ｃ、及び６０６Ｄを用いて波長を変更することによって、ブランチ６１０Ａ又は６１０Ｂは、出力ポート１３６及び１３８に結合することができる受信機回路と整合することができる。幾つかの例では、４分の１波長変換器WR137を用いることができる。
【００４３】
幾つかの例では、円偏波信号が、コア導波路５０２から受信され、直線偏波信号が、変換器に結合された導波路リジェクトフィルタ６１２Ａ及び６１２Ｂの出力において生成される。幾つかの例では、受信機ユニット６００は、コア導波路５０２から第１の周波数の右旋円偏波信号を受信し、第２のブランチ６１０Ｂの出力ポート１３６において第１の周波数の出力信号を生成する。幾つかの例では、受信機ユニット６００は、コア導波路５０２から第１の周波数の左旋円偏波信号を受信し、第１のブランチ６１０Ａの出力ポート１３８において第１の周波数の出力信号を生成する。幾つかの実施形態では、ブランチ６１０Ａ又は６１０Ｂは、コア導波路５０２に接着する端部に４５度の湾曲、例えば、屈曲を有する。この４５度の湾曲によって、統合型ブランチラインカプラ６１６がコア導波路５０２の近くに留まることを可能にすることができ、受信機ユニット６００のサイズ及び質量を削減してコンパクトな受信機ユニットを作製することができる。幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ６１６をコア導波路５０２の近くに設置することによって、コア導波路５０２と受信機ユニット６００との間のより効果的なインピーダンス整合を可能にすることができる。
【００４４】
図７は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの斜視図である。図１〜図３に戻ると、図７の図形７００は、送信機ユニットのコア導波路２０２を示している。コア導波路２０２は、ブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂに結合された図１のコア導波路１１０の一部分と一致する。図７は、ブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂに結合された図１のコア導波路１１０の一部分と一致する、受信機ユニットのコア導波路５０２も示している。コア導波路２０２及び５０２は、本体部１０４の第１の下側部分１１６の内部において送信機ユニットと受信機ユニットとの間に延在されたコア導波路７１０を介して互いに結合される。コア導波路２０２、７１０、及び５０２の直径は、図８に関して説明される。図形７００は、外方に延在されたコア導波路１１０も示している。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク１００は、入力ポート１３２及び１３４から信号を受信し、コア導波路１１０を通じて円偏波信号を送信する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク１００は、コア導波路１１０から信号を受信し、出力ポート１３６及び１３８を通じて出力信号を提供する。図形７００は、入力ポート１３２及び１３４を備える送信機ユニットのブランチ３１０Ａ及び３１０Ｂの斜視図と、出力ポート１３６及び１３８を備える受信機ユニットのブランチ６１０Ａ及び６１０Ｂの斜視図とを更に示している。
【００４５】
図８は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの側面図である。幾つかの例では、図８の図形８００は、送信機ユニットのブランチ３１０Ａの側面図と、受信機ユニットのブランチ６１０Ａの側面図とを示しており、図７の図形７００の側面図である。図形８００は、コア導波路７１０を介して互いに結合されたコア導波路２０２及びコア導波路５０２も含む。幾つかの実施形態では、図形８００に示すように、受信機ユニットのコア導波路５０２の直径Ｄ２は、送信機ユニットのコア導波路２０２の直径Ｄ１よりも小さい。その結果、受信機ユニットのコア導波路５０２の導波路伝播モードのカットオフ周波数は、送信機ユニットのコア導波路２０２のカットオフ周波数と比較して、より高い周波数を有することができる。幾つかの例では、コア導波路２０２の直径Ｄ１は、１つ以上の段、例えば、１段によってコア導波路５０２の直径Ｄ２と整合するようにコア導波路７１０を通じて縮小される。幾つかの例では、送信機ユニットは長さＬ１を有し、受信機ユニットは長さＬ２を有し、送信機ユニット及び受信機ユニットは長さＬ３によって分離される。
【００４６】
幾つかの実施形態では、導波路フィードネットワーク１００の寸法は、導波路フィードネットワーク１００の動作周波数に依存する。幾つかの実施形態では、送信周波数及び受信周波数は、Ｃバンドにおいて選択される。幾つかの例では、送信周波数は、Ｆ１＝4.12 GHz〜Ｆ２＝4.2 GHzの範囲にあり、受信周波数は、Ｆ３＝6.345 GHz〜Ｆ４＝6.425 GHzの範囲にある。幾つかの実施形態では、直径Ｄ１は、1.70インチと1.73インチとの間の第１の範囲内で選択され、例えば、直径Ｄ１は、1.72インチに選択される。第１の範囲内で直径Ｄ１を選択することによって、コア導波路２０２におけるTE21モードのカットオフ周波数は、6.64 GHzと6.76 GHzとの間に留まる。したがって、上側の受信周波数Ｆ４は、下側のカットオフ周波数よりも十分低く、例えば、少なくとも１パーセント低い。したがって、TE21モードは、Ｆ１〜Ｆ２の送信周波数範囲又はＦ３〜Ｆ４の受信周波数範囲において導波路フィードネットワーク１００のコア導波路２０２内を伝播することができない。直径Ｄ２は直径Ｄ１よりも小さいので、TE21モードは、Ｆ１〜Ｆ２の送信周波数範囲又はＦ３〜Ｆ４の受信周波数範囲においてコア導波路５０２内も伝播することができない。
【００４７】
第１の範囲内の直径Ｄ１を有するコア導波路２０２におけるTE11モードのカットオフ周波数は、4.0 GHz〜4.07 GHzとすることができる。したがって、Ｆ１＝4.12GHz〜Ｆ２＝4.2GHzの送信周波数範囲内の送信周波数は、コア導波路２０２内を、TE11モードを介して送信機ユニット３００から伝播することができる。下側の送信周波数Ｆ１は、4.07 GHzの上側のカットオフ周波数よりも少なくとも１パーセント超高い。幾つかの例では、長さＬ１は、TE20モードもTE30モードも導波路リジェクトフィルタ３１２Ａ及び３１２Ｂの方形導波路内を伝播することができないように、1.44インチと1.83５インチとの間で選択され、例えば、1.806インチである。長さＬ１を1.44インチと1.835インチとの間で選択することによって、TE10モードは、送信機ユニット３００の方形導波路において十分にカットオフ周波数外であり、したがって、送信機ユニット３００を通じてコア導波路２０２に伝播することができる。幾つかの例では、コア導波路７１０及び５０２において、TE11モードが送信周波数Ｆ２については十分にカットオフ内であり、送信周波数Ｆ１については明確にカットオフ内であるように、直径Ｄ２は、1.2インチと1.54インチとの間で選択され、例えば、1.354インチである。直径Ｄ２は、コア導波路７１０及び５０２におけるTE11モードについて、受信周波数Ｆ３が十分にカットオフ外であり、受信周波数Ｆ４が明確にカットオフ外であるように選択される。幾つかの例では、送信機ユニットと受信機ユニットとの間のコア導波路におけるTM01モードについて４０dBよりも大きな抑制を得ることができるように、長さＬ３は、1.55インチよりも長くなるように選択され、例えば、1.598インチが選択される。
【００４８】
図９Ａは、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図を示している。図１に戻ると、図９Ａの外形図９００は、導波路フィードネットワーク１００の一例示の製造された本体を示している。外形図９００は、コア導波路１１０の外側本体１０８、第２の下側部分１１２、第１の下側部分１１６、及び第３の下側部分１２２を示している。外形図９００は、入力ポート１３２及び１３４並びに出力ポート１３６及び１３８も示している。図示するような幾つかの例では、送信機ユニット及び受信機ユニットは、導波路フィードネットワーク１００の同じ側になく、反対側に存在してもよい。図示するような幾つかの例では、入力ポート１３２及び１３４並びに出力ポート１３６及び１３８は、導波路フィードネットワーク１００の反対側にあり、出力ポート及び入力ポートへの開口は、異なる向きを有することができる。
【００４９】
図９Ｂは、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図を示している。図１に戻ると、図９Ｂの外形図９５０は、導波路フィードネットワーク１００の一例示の製造された本体を示している。外形図９５０は、コア導波路１１０の外側本体１０８、第２の下側部分１１２、第１の下側部分１１６、及び第３の下側部分１２２を示している。外形図９５０は、出力ポート１３６及び１３８も示している。入力信号を、接続部９５６を通じて接続することができるように、入力ポート１３２及び１３４は、それぞれ導波路９５２及び９５４を通じて送信機回路（図示せず）に結合される。
【００５０】
幾つかの実施形態において、図１及び図３を再び参照すると、複数の送信機ユニット３００を導波路フィードネットワーク１００に含めることができる。これらの複数の送信機ユニット３００は、コア導波路１１０に結合することができ、複数のそれぞれ異なる送信周波数において動作することができる。また、複数の受信機ユニットも導波路フィードネットワーク１００に含めることができる。これらの複数の受信機ユニット６００は、コア導波路１１０に結合することができ、上記複数のそれぞれ異なる送信周波数と異なり、これらの送信周波数よりも高い複数のそれぞれ異なる受信周波数において動作することができる。
【００５１】
図１に戻って、幾つかの実施形態では、コア導波路１１０は、コア導波路内のTE21モードの伝播を抑制するように設計される。コア導波路の直径は、TE11モードにおける送信機ユニットの送信周波数が受信機に達するのを抑制するために、送信機ユニットから受信機ユニットに向けて縮小される。受信機ユニット６００におけるコア導波路１１０の縮小された直径Ｄ２及び送信機ユニット３００と受信機ユニット６００との間のコア導波路１１０の長さＬ３は、TM01モードが受信機ユニットに達することも防止することができる。幾つかの例では、Ｆ３〜Ｆ４の範囲内の最も高い受信周波数では、TM01モードは、コア導波路において４０dBよりも大きく低減され、アンテナパターンの乱れが防止される。
【００５２】
図１０は、本開示の幾つかの態様による導波路フィードネットワークの一例示の動作方法のフロー図である。特に、本明細書において説明される方法のフロー図１０００の１つ以上のステップは、本明細書において考えられる様々なタイプの用途のために省略することもできるし、異なるシーケンスで実行することもできるし、及び／又は他の方法と組み合わせることもできる。方法のフロー図１０００は、図３の送信機ユニット３００を動作させるように実行することができる。図２に示すように、送信機ユニット３００は、２つの入力ポート１３２及び１３４とコア導波路２０２との間に結合することができ、入力ポートから直線偏波入力信号を受信することができる。送信機ユニット３００は、コア導波路２０２内に円偏波信号を生成することができる。
【００５３】
図１０に示すように、ステップ１００２において、送信機ユニットは、入力ポートによって第１の直線偏波信号を受信する。幾つかの例では、図３に示すように、送信機ユニットは、入力ポートを各々有する２つのブランチを備える。幾つかの例では、送信機ユニットは、第１のブランチ３１０Ｂの入力ポート１３２から第１の直線偏波信号を受信する。
【００５４】
ステップ１００４において、第１の直線偏波信号の一部分が、第１の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信される。幾つかの例では、第１の直線偏波信号の第１の半分が、円形導波路に送信される。幾つかの実施形態では、第１の直線偏波信号の上記一部分は、第１のブランチ３１０Ｂの第１の導波路リジェクトフィルタ３１２Ｂを通じて、円形導波路とすることができるコア導波路２０２に送信される。幾つかの例では、第１の導波路リジェクトフィルタ３１２Ｂは、第１のブランチ３１０Ｂに位置する統合型ブランチラインカプラ３１６の一部である。幾つかの実施形態では、図３に示すように、１つ以上の変換器３０６Ｂ及び３０６Ｄが、入力ポート１３２と第１の導波路リジェクトフィルタ３１２Ｂとの間で結合され、整合する波長の変更を提供する。幾つかの実施形態では、エバネッセント導波路、例えば、図３のエバネッセント導波路３０４Ｂが、第１の導波路リジェクトフィルタ３１２Ｂをコア導波路２０２に結合する。
【００５５】
ステップ１００６において、第１の直線偏波信号の残りの部分に４分の１波長の位相シフトを提供することによって、第２の直線偏波信号が生成される。幾つかの実施形態では、この４分の１波長の位相シフトは、第１の直線偏波信号の残りの部分を、統合型ブランチラインカプラ３１６のカプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃを通じて第２のブランチ３１０Ａに送信することによって提供される。カプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃは、第１の導波路リジェクトフィルタ３１２Ｂと第２の導波路リジェクトフィルタ３１２Ａとの間で内方に結合されている。幾つかの例では、第２の導波路リジェクトフィルタ３１２Ａに送信される第１の直線偏波信号の第２の半分は、９０度の位相シフトを受ける。
【００５６】
ステップ１００８において、第２の直線偏波信号は、第２の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信される。幾つかの例では、第２の直線偏波信号は、第１の直線偏波信号の第２の半分から生成される。第１の直線偏波信号の第２の半分は、統合型ブランチラインカプラ３１６のカプラ３１４Ａ、３１４Ｂ、及び３１４Ｃを通じて送信され、９０度の位相シフトを受ける。幾つかの実施形態では、図３に示すように、第２の直線偏波信号は、第２のブランチ３１０Ａの第２の導波路リジェクトフィルタ３１２Ａを通じて、コア導波路２０２に送信される。幾つかの例では、第２の導波路リジェクトフィルタ３１２Ａは、第２のブランチ３１０Ａに位置する統合型ブランチラインカプラ３１６の一部である。幾つかの実施形態では、エバネッセント導波路、例えば、図３のエバネッセント導波路３０４Ａが、第２の導波路リジェクトフィルタ３１２Ａをコア導波路２０２に結合する。
【００５７】
ステップ１０１０において、第１の直線偏波信号の一部分及び第２の直線偏波信号の一部分は組み合わされ、円偏波信号が円形導波路内に生成される。図３に示すように、第１のブランチ３１０Ｂ及び第２のブランチ３１０Ａは、コア導波路２０２の別々の既定のロケーションにおいてエバネッセント導波路３０４Ａ及び３０４Ｂを介してコア導波路２０２に結合され、円偏波信号をコア導波路２０２内に生成する。幾つかの例では、第１の直線偏波信号が入力ポート１３２を通じて受信されるとき、右旋円偏波信号がコア導波路２０２内に生成され、加えて、入力ポート１３４が２５dBよりも良好に分離される。幾つかの例では、第１の直線偏波信号が入力ポート１３４を通じて受信されるとき、左旋円偏波信号がコア導波路２０２内に生成され、加えて、入力ポート１３２が２５dBよりも良好に分離される。
【００５８】
主題の技術の説明は、いずれの当業者も、本明細書において説明された様々な態様を実施することができるように提供されている。主題の技術は、様々な図及び態様に関して詳細に説明されているが、これらは例示を目的としたものにすぎず、主題の技術の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことが理解される。
【００５９】
単一の要素に対する言及は、特に記載がない限り、「唯一の」を意味するものではなく、「１つ以上の」を意味することが意図されている。「幾つか（some）」という用語は１つ以上を指す。見出し及び小見出しは、便宜上用いられているにすぎず、主題の技術を限定するものではなく、主題の技術の説明の解釈と関連付けて参照されるものではない。当業者に既知であるか又は後に既知となる、本開示全体を通して説明された様々な態様の要素の全ての構造的及び機能的な均等物は、引用により本明細書に明示的に含まれ、主題の技術によって包含されることが意図されている。その上、本明細書に開示されたものは、そのような開示が以上の説明で明示的に記載されているか否かを問わず、公共に供されることを意図していない。
【００６０】
本発明を、開示された態様に関して説明してきたが、当業者であれば、これらの態様が本発明の例示にすぎないことを容易に理解するであろう。本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な変更を行うことができることが理解されるべきである。本発明は、異なる方法ではあるが、本明細書における開示の利益を有する、当業者に明らかな均等の方法で変更及び実施することができるので、上記に開示された特定の態様は例示にすぎない。さらに、添付の特許請求の範囲の記載を除いて、本出願に示された構成又は設計の詳細に限定されることは意図されていない。したがって、上記に開示された特定の例示の態様の改変、組み合わせ、又は変更を行うことができることは明らかであり、全てのそのような変形は、本発明の範囲及び趣旨の範囲内にあるとみなされる。構成及び方法は、様々な構成要素又はステップを「備える」、「包含する」、又は「含む」という言葉で説明されるが、これらの構成及び方法は、それらの様々な構成要素及び動作「から本質的になる」又は「からなる」こともできる。上記に開示された全ての個数及び範囲は、或る量だけ変化することができる。下限及び上限を有する数値的範囲が開示されているときは常に、より広い範囲内に含まれる任意の数及び任意の部分的範囲が具体的に開示されている。また、特許請求の範囲における用語は、別段の意味が特許権者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、それらの明白な通常の意味を有する。本明細書及び引用によって本明細書の一部となり得る１つ以上の特許文献又は他の文献における語又は用語の使用方法に何らかの矛盾がある場合、本明細書と整合した定義が採用されるべきである。
【図１】
2020508009.tif 000003
【図２】
2020508009.tif 000004
【図３】
2020508009.tif 000005
【図４】
2020508009.tif 000006
【図５】
2020508009.tif 000007
【図６】
2020508009.tif 000008
【図７】
2020508009.tif 000009
【図８】
2020508009.tif 000010
【図９Ａ】
2020508009.tif 000011
【図９Ｂ】
2020508009.tif 000012
【図１０】
2020508009.tif 000013
【国際調査報告】
2020508009.tif 000014