JP2020532214A - 電磁信号導波路のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

発明は、第１の導波路基板要素（１ａ）の共通面に第１及び第２のポート（３ｒｅ、５ｒｅ）をそれぞれ有する２つの導波路キャビティ（３、５ａ）を設けるように第１の導波路基板要素（１ａ）をフライス加工するステップと、第２の導波路基板要素（１ｂ）の面に凹部（５ｂ）をフライス加工するステップと、導波路キャビティ（３、５ａ）及び凹部（５ｂ）が連続的な導波路を形成するように第１及び第２の導波路基板要素（１ａ、１ｂ）を組み立てるステップとを備える方法に関する。【選択図】図５

Description

本発明は、特にマイクロ波周波数のための、及び無線周波数通信システムにおける使用のための直交モードトランスデューサ導波路アセンブリに関する。

導波路は、特にマイクロ波導波路は、一定又は略一定の横断面の管状セグメントを用いて構成される。環状セグメントは、例えば、少なくとも壁の内表面上の金属材料（例えば、プラスチック壁上の金属シート）からなるパイプである。そして、導波路の表皮効果及び幾何特性によって確実に波動が環状セグメントの長手軸に沿って伝搬し、線形伝搬方程式の個々の解である安定な電界及び磁界の伝搬モードに分離される。

環状セグメントは、フランジ、角度付き屈曲部及び関節コネクタを用いて相互に接続され、各々が特定の機能（コンバイナ、屈曲部、横断面の変化、波帯域フィルタリング、直交モードセレクタなど）を有する異なる導波路セグメントを組み合わせた導波路アセンブリとなる。

アップリンク、すなわち、送信機能では、直交モードトランスデューサは、２つのマイクロ波生成又は伝送ユニット、例えば、相互に直交するモード（例えば、ＴＥ０１及びＴＥ１０）を用いて各々がＲＦマイクロ波信号を生成する２つの無線周波数（ＲＦ）送信チェーン又は送信機を用いることができる。そして、上記信号は、直交モード伝送において合成され、それがアンテナに転送され、そこにおいて、それが無線送信（レーダー、例えば、２Ｇ、３Ｇ、ＬＴＥ，４Ｇ又は５Ｇなどにおけるセルラ無線ネットワーク、ポイントトゥポイントマイクロ波システム、テレビなど）のために放出される。

代替例として、初期ＲＦ信号は、マイクロ波とは別のスペクトル帯域において、かつ電磁信号生成要素によって生成され得る。

ダウンリンク、すなわち、受信機能では、直交モードトランスデューサは２つのマイクロ波受信ユニット、例えば、２つのＲＦ受信チェーン又は受信機を用いることができ、アンテナから受信された直交偏波された信号は２つのシングルモード信号に分離可能であり、２つのシングルモード信号の各々は別個の導波路を介して受信機に伝達される。

アップリンク機能では、直交モードトランスデューサは、２つのマイクロ波生成ユニットから信号の供給を受け、その信号を直交モード波信号となるように合成し、そして、それはアンテナに誘導される。そして、アンテナは、直交モード波を放射する。

直交モードトランスデューサのための導波路アセンブリによっては、２つの直交配向された長方形部分を有するコンバイナ、及び合成された矩形波信号モード波面信号を単一の合成正方形又は円形波面に変換する、長方形部分から正方形部分又は円形部分への１以上のアダプタを備える。

特に、上記アセンブリは、金属ブロック又はスラブにおける内容積の２つの対称半片をフライス加工し、その後に２つの半片を組み立てることによって構成されることが多い。

図１及び２は、従来技術の工程の状態を示す。

図１は、フライス加工された半分の導波路アセンブリを表す。図１において、長方形、円形又は正方形のいずれかの断面を有する導波路の半片が、ｘｙ分離面に含まれる伝搬軸に沿って延在する。

導波路半片は、金属製基板ブロックにおいてフライス加工され、図２に図示されるように２つの対称半片が組み立てられ、相互に溶接、ロウ付け又はネジ留めされる。

特に、分離面が異なる導波部分と交差する場合に現れる接合部に沿う電磁放射損失を回避するために、エバネセント波モード及び接合部からの電磁放射漏洩を低減又は抑制するように図２の点線近傍に複雑な形状及び表面管理、ガスケット並びに／又はロウ付けが必要となる。

そのような複雑な輪郭に対するガスケットの溶接、ロウ付け又は配置は、高価となり、はんだ付けが導波路の残余部分とは異なる膨張値を有して温度が変化する場合には、弱い部分をもたらし得る。溶接はまた、酸化の影響を受け易く、それにより封止が不完全となると最終的に電磁波が損失を受け、２つのブロックが分離してしまうことさえあり得る。

したがって、代替の装置を提供することが望まれることになる。

発明の種々の、ただし必ずしも全てではない実施形態によると、
・第１の導波路基板要素をフライス加工して、第１の導波路基板要素の共通面に第１及び第２のポートをそれぞれ有する２つの導波路キャビティを設けるステップと、
・第２の導波路基板要素の面に凹部をフライス加工するステップと、
・導波路キャビティ及び凹部が連続的な第１の導波路を形成するように第１及び第２の導波路基板要素を組み立てるステップと
を備える方法が提供される。

導波路キャビティをフライス加工するステップは、アンテナフィード導波路部分を形成する貫通孔をフライス加工するステップを備え得る。

方法は、ポートが設けられた共通面に隣接する面にポートを有して導波路キャビティで終端する追加の第２の導波路をフライス加工するステップをさらに必要とし得る。

第１及び第２の導波路はそれらのキャビティの少なくとも一部において長方形断面を有していてもよく、当該長方形断面の長さ軸は相互に垂直である。

導波路部分は、共通面の長方形ポート及び第１の導波路基板要素の共通面に対する対向面の円形ポートを有する、長方形から円形への変換部を形成するように異なる断面を有する長手部分を有してフライス加工され得る。

アンテナフィード導波路部分は、共通面の長方形ポート及び第１の導波路基板要素の共通面に対する対向面の正方形ポートを有する、長方形から正方形への変換部を形成するように異なる断面を有する長手部分を有してフライス加工され得る。

導波路キャビティをフライス加工するステップは、第２の導波路キャビティを形成するフライス加工されたキャビティ屈曲部を形成するように当該キャビティ同士が連絡する態様で、第１の導波路基板要素の隣接する２面から２つの直線キャビティをフライス加工することによって第２の導波路キャビティが得られるステップを備え得る。

第１の導波路基板要素の隣接する２面から２つの直線キャビティをフライス加工するステップは、直線キャビティ同士の連絡端において段差付きの屈曲部、面取りされた屈曲部又は円形の屈曲部をフライス加工するステップを備え得る。

第２の基板要素に凹部をフライス加工するステップは、段差、面取り又は円形壁面を凹部の長手側端部にフライス加工して、当該長手側端部に段差付きの屈曲部、面取りされた屈曲部又は円形の屈曲部を形成するステップを備え得る。

第１及び／又は第２の導波路基板要素は金属からなっていてもよい。

第１及び／又は第２の導波路基板要素は誘電体基板要素であってもよく、方法はキャビティの内壁をメタライズするステップをさらに備え得る。

方法は、
・第１の基板要素の共通面及び／又は第２の基板要素の面に位置する導波路キャビティの第１及び第２のポートを囲む溝をフライス加工するステップと、
・第１及び第２の基板要素を共に組み立てる際に溝にガスケットを挿入するステップと
をさらに備え得る。

発明の種々の、ただし必ずしも全てではない実施形態によると、
・第１の導波路基板要素であって、第１の導波路基板要素の共通面に位置する第１及び第２のポートをそれぞれ有する２つの導波路キャビティを備える第１の導波路基板要素と、
・第２の導波路基板要素であって、第２の導波路基板要素の第１の面に位置する凹部を有する第２の導波路基板要素とを備え、第１の基板要素の共通面及び第２の基板要素の第１の面が接合部にわたって接合されるように構成された、関連する装置が提供される。

発明の種々の、ただし必ずしも全てではない実施形態によると、
無線システムであって、
・２つの信号生成要素と、
・アンテナと、
・直交モードトランスデューサであって、
・第１及び第２の信号生成要素導波路部分並びにアンテナフィード導波路部分を有する第１の導波路基板要素であって、第１の信号生成要素導波路部分及びアンテナフィード導波路部分が第１の導波路基板要素の共通面に第１及び第２のポートをそれぞれ有し、第２の信号生成要素導波路部分がアンテナフィード導波路部分に結合するように構成された端部を有する、第１の導波路基板要素と、
・第２の導波路基板要素の第１の面に凹部を有する第２の導波路基板要素であって、導波路キャビティ及び凹部が接合部にわたって接合されるように構成された、第２の導波路基板要素と
を備えた直交モードトランスデューサと
を備え、
第１及び第２の信号生成要素導波路部分は信号生成要素の一方に各々接続されるように構成され、アンテナフィード導波路部分はアンテナに接続されるように構成された、無線システムが提供される。

第１及び第２の信号生成要素の各々は相互に直交して偏向された信号を生成するように構成されていてもよく、第１及び第２の信号生成要素導波路部分は長方形断面を有していてもよく、アンテナフィード導波路部分は、第１の基板要素の共通面に位置する長方形ポート及びアンテナに接続された円形又は正方形ポートを有する長方形から円形又は正方形への変換部を形成するように異なる断面を有する長手部分を備えていてもよい。

発明の他の特徴及び効果は、以下の図面の、例示であって限定的態様ではなく与えられる以下の説明を読めば明らかとなる。

図１は、直交モードトランスデューサを得るための従来技術の工程を示す。 図２は、直交モードトランスデューサを得るための従来技術の工程を示す。 図３は、モバイルネットワークアンテナのための直交モードトランスデューサの一例の模式説明図である。 図４ａ、４ｂ及び４ｃは、導波路の異なるセグメントの正方形及び長方形断面の寸法を示す。 図５は、発明による直交モードトランスデューサの一例の切取り図である。 図６は、図５の直交モードトランスデューサを得る方法の一例を示す。 図７ａ〜７ｅは、図６による直交モードトランスデューサを得る方法の主なステップの一例を示す。 図８ａ及８ｂは、図６による直交モードトランスデューサを得る方法の主なステップの一例を示す。 図９ａ及９ｂは、図６による直交モードトランスデューサを得る方法の主なステップの一例を示す。

全ての図面において、同一の符号が、同一の要素に適用される。

図面は発明の正確な実施形態に言及するものであるが、他の実施形態は表される実施形態を組み合わせ又は若干変更することによって取得され得るものであり、当該新たな実施形態も発明の範囲内のものである。

例示の実施形態において、図３は、直交モードトランスデューサ（ＯＭＴ）１０１を備える無線システム１００の模式説明図を示し、無線システム１００は屋外送信機として構成されている。直交モードトランスデューサ１０１を備えるそのような無線システムは３Ｇ〜５Ｇ無線ネットワークにおいて用いられて、ネットワークにおいてあるアンテナから他のアンテナにデータを送信することにより、ネットワークレベルでセルからセルにデータを転送する。他の可能な用途は、レーダーイメージング、３Ｇ又は４Ｇセルトゥセル以外のネットワーク通信を含み得る。幾つかの、ただし必ずしも全てではない実施形態では、無線システム１００は、無線システムがどのようにして構成されて使用されるのかに応じて、屋内送信機、屋内受信機、屋内送受信機、屋外送受信機又は屋外受信機として構成され得る。

例示の実施形態では、無線システム１００は、他のアンテナ（図３には不図示）へのアップリンク方向においてアンテナ１０３を介してＲＦマイクロ波信号を送信するように構成される。ＯＭＴ１０１は、少なくとも３本の導波路部分を備え、各導波路部分は１つのポートに結合されており、無線システムが送信用に構成されているので、これは、各ポートが入力口又は出力口の一方となる導波路部分に対する配向を設定する。幾つかの、ただし必ずしも全てではない実施形態では、無線システム１００が送受信機モードで使用されるように構成される場合には、ＯＭＴ１０１は入力口及び出力口となる１以上のポートを備え得る。

アンテナ１０３は、例えば、セルラ間通信のための外部アンテナである。無線周波数マイクロ波信号は、いわゆる屋外ユニット（ＯＤＵ）によって結果として生成される。

屋外ユニット（ＯＤＵ）は、これに限定されないが、以下の：送信機、受信機、送受信機、無線システムのうちの１以上を備え得る無線周波数マイクロ波機器である。無線システム１００は、直交モードトランスデューサ１０１、第１の屋外ユニットＯＤＵ１及び第２の屋外ユニットＯＤＵ２を備える。

代替例として、異なる無線周波数信号生成要素は、関連するアンテナの意図する用途（無線周波数発振ダイポール、マイクロ波生成器、レーダーパターン生成器など）に従って使用され得る。

各屋外ユニットＯＤＵ１、ＯＤＵ２は、例えば発振ダイポールを用いて偏波電磁波を生成する。第１及び第２の屋外ユニットＯＤＵ１、ＯＤＵ２の電磁波が、波面平面において相互に直交して偏波される。

電磁波を生成するために、屋外ユニットＯＤＵ１、ＯＤＵ２は、空間的に配向されたダイポールを用いてもよい。当該ダイポールは、直交方向に配向される。円偏波又は他の非静的偏波の場合、直交性は、生成された信号間のπ／２に等しい位相シフトによって確保され得る。

図４ａ、４ｂ及び４ｃにおいて分かるように、ＯＤＵ１及びＯＤＵ２は、生成されたＲＦマイクロ波信号をＯＭＴ１０１に結合するように構成された少なくとも１つの導波路を備える。長方形断面（ｒｅ）における電磁波は、２つの異なる種類：水平偏波（ＯＤＵ１の出力、電界矢印参照）及び垂直偏波（ＯＤＵ２の出力、電界矢印参照）のものである。水平に偏波された波動は、長方形の長辺が垂直な長方形断面（ｒｅ）において伝搬し、垂直に偏波された波動は、長方形の長辺が水平な長方形断面（ｒｅ）において伝搬する。

屋外ユニットＯＤＵ１、ＯＤＵ２によって生成された電磁波は、直交モードトランスデューサ１０１において単一の直交モード波となるように合成される。そして、導波路は、信号が電磁波の形態で放出されるアンテナ１０３に直交モード波を搬送する。

送信、すなわち、アップリンクモードでは、トランスデューサ１０１は、屋外ユニットＯＤＵ１、ＯＤＵ２の各々からの２つの信号を円形（ｃｉ）断面導波路において単一の円電磁波面信号となるように合成する。当該円形（ｃｉ）断面導波路は、アンテナ１０３に接続される。

代替例として、合成された直交モード波がトランスデューサ１０１からアンテナ１０３に伝搬する導波路の断面は、正方形（ｓｑ）断面のものであり得る。

他の例示の実施形態では、例えば、受信、すなわち、ダウンリンクモード無線システムにおいて、電磁波は合成モードにおいてアンテナ１０３から到来し、トランスデューサ１０１は直交モードを２つの別個の直交電磁波に分離する。

円形（ｃｉ）、長方形（ｒｅ）及び正方形（ｓｑ）断面の寸法をそれぞれ図４ａ、４ｂ及び４ｃにさらに詳細に示す。

導波路において搬送される電磁波は、正方形及び長方形断面についてそれぞれ低域側カットオフ周波数ｆ_１と高域側カットオフ周波数ｆ_２の間のファクタ１．２並びに円形断面についてのファクタ１．３を有する２つの極周波数値の間に構成される周波数帯域において構成される。使用される周波数帯域は、公称誘導波長λ_ｇを定義する。

図４ａにおいて、長方形（ｒｅ）断面の長辺は、パラメータａによって表される長さを有し、短辺は長さａ／２（パラメータａの半分の長さ）を有する。

図４ｂにおいて、円形（ｃｉ）断面は、第２のパラメータｂによって表される直径を有する。

図４ｃにおける正方形（ｓｑ）断面は、パラメータａによって表される辺の長さを有し、その長さ及び高さは同一である。

第１の長さパラメータａは、特定の実施形態では、ａがミリメートル（ｍｍ）で与えられ、ｆ_１がギガヘルツ（ＧＨｚ）で与えられるものとして、ａ≧１６３／ｆ_１によって低域側カットオフ周波数に支配される。特に、選択された長さａは、２ａ＝λ_ｃによって与えられる誘導カットオフ波長λ_ｃを定義する。

第２の長さパラメータｂは、ｂがメートル（ｍ）で与えられ、ｃが秒速メートル（ｍ／ｓ）での光速であり、ｆ_１がヘルツ（Ｈｚ）で与えられるものとして、
ｂ＝１．８４１２ｃ／２πｆ_１
によって低域側カットオフ周波数ｆ_１に支配される。

上式は、低次のＴＥモードの場合に使用され、特に、使用される主伝搬モードによって変化し得る。

特に、発明による導波路で使用可能な周波数領域は、異なる周波数帯域に対して異なる長さパラメータａ及びｂを用いて５．９ＧＨｚ〜８６ＧＨｚに達する。

図５は、発明の例示の実施形態による直交モードトランスデューサ１０１の切取り図である。図５における部分平面ｘｚは、図示される異なる導波路部分３、５、７（点線）の長手軸を含む平面である。

直交モードトランスデューサ１０１は、第１の要素１ａ及び第２の要素１ｂからなる２つの基板要素１ａ及び１ｂに分けられる。第１の基板要素１ａは、この例示の実施形態では、平行六面体であり、金属、例えばアルミニウムからなる。第２の基板要素１ｂは、例えば、基板ブロック１ａ上に基板ブロック１ｂを溶接又はロウ付けすることによって基板ブロック１ａの１つの面に当接された金属ブロックである。

基板要素１ａ及び１ｂには、明瞭化の目的のみのために、優先度、時系列又は他の考慮なしに、「第１」及び「第２」が付される。

アセンブリにおける導波路を形成するキャビティは、上記第１の要素１ａ及び第２の要素１ｂ内部にフライス加工される。

他の例示の実施形態では、代替例として、第１及び／又は第２の基板要素１ａ、１ｂはプラスチックなどの誘電体材料からなるものでもよく、そして、キャビティの内壁は、考慮される金属の表皮深度の少なくとも４〜５倍よりも大きい厚さで金属材料層を内壁に塗布することによってメタライズされる。そして、異なる基板要素１ａ、１ｂの成形中にキャビティの少なくとも一部を得ることができる。

直交モードトランスデューサ１０１は、３つの別個の導波路部分：アンテナフィード導波路部分３、第１の屋外ユニット導波路部分５及び第２の屋外ユニット導波路部分７を備える。

アンテナフィード導波路部分３は、円形出力口３ｃｉ及び長方形入力口３ｒｅを備える。アンテナフィード導波路部分３は、その長手軸に沿う、各々が異なる断面の異なる部分を備える。特に、アンテナフィード導波路部分３は、異なる直径の円形断面間の段差を形成する部分及び１つの長方形部分を備える。

この特定の実施形態では、アンテナフィード導波路部分３は、各部分が異なる断面を有する４つの長手部分、すなわち、４つの段を備える。

長方形入力口３ｒｅからの第１の部分は、長方形断面を有する。続く３つの部分は円形断面を有し、その直径は円形出力口３ｃｉに近づくにつれて増加する。

このアーキテクチャのおかげで、アンテナフィード３は、長方形から円形への変換部として作用する。

アンテナフィード導波路部分３は、異なる断面を有するフライス加工段、長方形入力口３ｒｅ及び円形出力口３ｃｉから構成される、第１の基板要素１ａにおける貫通孔で構成され、当該異なる部分が長方形から円形への変換部を形成する。アンテナフィード３の出力口は、アセンブリにおいて、送信モードにおいてアンテナフィード導波路部分３における電磁波によって搬送される信号を放射するアンテナ１０３に接続される。他の例示の実施形態では、アンテナフィード３の出力口は、アセンブリにおいて、受信モードでは電磁波信号を受信してその信号をアンテナフィード導波路部分３に結合するアンテナ１０３に接続される。この場合、受信電磁波信号は送信モードとは逆方向に進んでいるので、アンテナフィード導波路部分の出力口３ｃｉが入力口となり、入力口３ｒｅが出力口となる。

送信モードでは、第１の屋外ユニットＯＤＵ１によって生成される信号は、第１の屋外ユニット導波路部分５に供給される。当該第１の屋外ユニット導波路部分５は、アンテナフィード３の出力口が設けられた第１の基板要素１ａの面に垂直な面に入力口５ｉｎを備える。

第１の屋外ユニット導波路部分５は、第１及び第２の基板要素１ａ及び１ｂに跨る。第１の屋外ユニット導波路部分５は、アンテナフィード導波路部分３の出力口３ｃｉが設けられた面に垂直な面のポート５ｉｎ及び組み立てられた場合に第２の基板要素１ｂが当接する第１の基板要素１ａの面の長方形ポート５ｒｅを有する２つの直交する直線部分を備える、第１の基板要素１ａにフライス加工されたキャビティ屈曲部５ａを備える。

第１の屋外ユニット導波路部分５の直交する直線部分の間の屈曲部は、図５、７ｅ、８ｂ、９ａ及び９ｂに示すように、段差付きの屈曲部として表される。それらは、代替的に、面取りされ又は円形アーチ状の屈曲部であってもよい。

他の例示の実施形態では、トランスデューサ１０１及び周囲の要素のアーキテクチャによると、例えば、直交モードトランスデューサ１０１が組み立てられて第１の屋外ユニットＯＤＵ１がアンテナ１０３に隣接して配置された場合、「キャビティ屈曲部」として指定されるキャビティ５ａは、屈曲部を全く有さずにアンテナ１０３と同じ側で供給を受ける直線状貫通孔であってもよい。

第２の基板要素１ｂ及びそこにフライス加工された凹部５ｂは、アンテナフィード導波路部分３及びキャビティ屈曲部５ａのそれぞれポート３ｒｅ及び５ｒｅに跨り、ポート３ｒｅ及び５ｒｅは、直交モードトランスデューサ１０１を形成する導波路アセンブリが組み立てられた場合に第２の基板要素１ｂが設置される基板要素１ａの面に配置される。図５において、第１の基板要素１ａ及び第２の基板要素１ｂは２つの基板要素１ａ、１ｂ間に形成された接合部Ｘにわたって接合され、導波路キャビティ３、５ａは接合部Ｘにわたって単一の連続導波路を形成するように凹部５ｂに結合される。接合部Ｘは、第１の基板要素１ａの共通面と、凹部５ｂを有する第２の基板要素１ｂの面とを合わせることによって形成される。

幾つかの実施形態によると、第１及び第２の基板要素１ａ、１ｂに相補表面を形成し、当該要素１ａ、１ｂを相互に押圧するだけで、接合部Ｘを得ることができる。接合部Ｘは、代替の実施形態の例では、長方形若しくは環状のガスケット、溶接部又はロウ付け部で完成され得る。

直交モードトランスデューサ１０１は、第１の屋外ユニット導波路５の入力口５ｉｎを構成する面に対向する面の入力口７ｒｅを備える第２の屋外ユニット導波路７をさらに備える。第２の屋外ユニット導波路７は、アンテナフィード３に垂直に延在し、段差付きの長方形ｒｅから円形ｃｉへの変換部を形成する第２の屋外ユニット導波路７の口部分７ｍを介して当該アンテナフィード３と連絡する。第２の屋外ユニット導波路７は第２の屋外ユニットＯＤＵ２によって生成された電磁波をアンテナフィード３に結合し、それら電磁波は第１の屋外ユニット導波路５を介して第１の屋外ユニット導波路ＯＤＵ１から到来する電磁波と合成される。

直方体でかつ金属ブロック以外の可能な形態が、トランスデューサ１０１及びその周囲における利用可能な空間に応じて第１及び第２の基板要素１ａ、１ｂについて可能であり得る。

特に、凹部５ａは、導波路アセンブリの他の機能部品、例えば、トランスデューサ及び／又は隣接ネットワーク要素の外壁又は他の導波路の内部にフライス加工され得る。

図６は、そのような直交モードトランスデューサ１０１を得る方法２００の一例を線形フローチャートで示す。そのブロック２０１〜２０９は、対応する図７ａ〜７ｅ、８ａ、８ｂ、９ａ及び９ｂに示されるその主なステップに対応する。

図７ａ〜７ｅは、直方体の第１の基板要素１ａの内部の導波路キャビティを形成する処理を示す。

図７ａの切取り図において図示される開始点は、直方体、すなわち、第１の基板要素１ａである。当該第１の要素１ａは、金属、例えばアルミニウムからなり、特に、導波路の容易なフライス加工及びドリル加工を可能とする軟質な金属からなる。

図６における、そして図７ｂにも図示される、方法２００のブロック２０１において、アンテナフィード導波路部分３を形成する円形（ｃｉ）断面の貫通孔が、直方体要素１ａを通してドリル加工及びフライス加工され、直方体の２つの対向面（図６ｂの左右）を連絡する。

アンテナフィード導波路部分３の異なる円形部分は、例えば、異なる直径の異なるドリルビット又は異なる深さで生成される異なる断面の連続フライス加工パスを用いてドリル加工される。入力口３ｒｅを備える長方形部分は、特に、円形ポート３ｃｉに対向する面からフライス加工可能である。あるいは、他の例示的実施形態では、入力口３ｒｅは円形であってもよく、アンテナフィード３がドリル加工のみで得られる。

方法２００のブロック２０３及び図７ｃにおいて、第２の屋外ユニット導波路部分７が、アンテナフィード３のポート（図７ｃの下面）が設けられた面に垂直な面にフライス加工される。第２の屋外ユニット導波路部分７は、アンテナフィード導波路部分３に垂直にフライス加工され、図５から分かるように、誘導波に対する長方形（ｒｅ）から円形（Ｃｉ）への切替りを形成するボトルネックを介して当該アンテナフィード導波路部分３に開口する口部７ｍで終端する。

第２の屋外ユニット導波路７はその長さ軸によって与えられる方向にフライス加工することによって得られ、ボトルネック及び当該軸に沿う変化する断面は連続フライス加工パスによって得られる。

方法２００のブロック２０５並びに図７ｄ及び７ｅにおいて、第１の屋外ユニット導波路５のＬ字屈曲部又はより一般的にはキャビティ屈曲部５ａのフライス加工が示される。

図７ｄにおいて、キャビティ屈曲部５ａの第１の直線部分は、第２の屋外ユニット導波路７の入力口７ｒｅが設けられた面に対向する第１の基板要素１ａの面において第２の屋外ユニット導波路７の長方形断面に垂直な長方形（ｒｅ）断面でフライス加工される。

図７ｅにおいて、当該アンテナフィード３に平行なアンテナフィード３の入力口３ｒｅが設けられた面から当該アンテナフィード３に平行にフライス加工され、第１の直線部分と直角に連絡し、Ｌ字屈曲部を形成する。

屈曲部自体において、段差がフライス加工されて段差付きの屈曲部を生成する。

方法２００のブロック２０７並びに図８ａ及び８ｂにおいて、凹部５ｂをフライス加工することによる第２の基板要素１ｂの準備が示される。

図８ａに表される開始点は、直方体の第１の基板要素１ａよりも高さ及び長さが小さい直方体の第２の基板要素１ｂである。

図８ｂにおいて、第１の屋外ユニット導波路部分５の凹部５ｂは、組み立てられた場合に第１の要素１ａに対向する第２の要素１ｂの面にフライス加工される。凹部は長方形状の連続フライス加工パスを適用することによって得られ、その長さは、その長手側端部において段差付きでフライス加工された、第１の屋外ユニット導波路部分５及びアンテナフィード３のポートを覆うことになる長方形部分を得るように、深さに対して減少する。

方法２００のブロック２０９並びに図９ａ及び９ｂにおいて、第１の基板要素１ａ及び第２の基板要素１ｂの２つの可能な組立て方法が示される。図９ａ及び９ｂにおいて、第１の基板要素１ａ及び第２の基板要素１ｂは２つの基板要素１ａ、１ｂ間に形成される接合部Ｘにわたって接合され、導波路キャビティ３、５ａが接合部Ｘにわたって連続導波路を形成するように凹部５ｂに結合される。接合部Ｘは、第１の基板要素１ａの共通面と、凹部５ｂを有する第２の基板要素１ｂの面とを合わせることによって形成される。

図９ａにおいて、第２の基板要素１ｂは、ネジ１１が挿入された孔を構成する。当該ネジ１１は、第１の基板要素１ａの面における対応するボアと協働して第２の基板要素１ｂを第１の基板要素１ａに取り付ける。

比較的軟質な金属を用いる場合、ネジによって付加される圧力は、それが第１及び第２の基板要素１ａ、１ｂの共通面の少なくとも一部を相互に押圧することによって接合部Ｘを生成するので、導波路の電磁封止性を確保するのに充分であり得る。接合部Ｘにおけるさらに高い封止性を確保するために、図９ｂに図示するように、ガスケット１５が使用されてもよい。

ネジはまた、基板要素１ａ、１ｂを、それらが異なる熱膨張の挙動を構成する場合に、適所に保持する役割も果たし得る。

図９ｂは、第１及び第２の基板要素１ａ及び１ｂを分解図で示す。図９ｂにおいて、第１の基板要素１ａには長方形の形態の溝１３が設けられ、それはアンテナフィード３及びＬ字屈曲部キャビティ５ａの、第１の基板要素１ａの共通面に設置されたポートを囲む。より軟質な金属からなる長方形のガスケット１５は、溝１３に嵌合し、第２の基板要素１ｂが第１の基板要素１ａに対して押圧される場合に電磁封止を確保する。代替例として、第２の基板要素１ｂ並びに／又は第１及び第２の基板要素１ａ及び１ｂの双方に溝１３が設けられてもよい。

溝１３及びガスケット１５は、電磁封止性を確保し、したがって、おそらくは第１及び第２の基板要素１ａ、１ｂの共通面の部分と接合部Ｘを形成する。

長方形ガスケット１５は、第１及び第２の基板要素１ａ、１ｂの基板よりも低い融点の金属を選択することによって、ロウ付け部又は溶接部を形成するように溶融されてもよい。その場合、ガスケット１５を有する第１及び第２の基板要素１ａ、１ｂが、組立て時に当該融点以上に加熱され、その後に続く冷却の少なくとも一部の期間に圧力が付加及び維持される。

ガスケット１５の他の形態：楕円形、円形、２つの円形、長方形又は正方形ガスケットの組み合わせた使用（各ポートに１つずつ）も可能である。直交モードトランスデューサ１０１のアーキテクチャはより多くの複雑なガスケット形態を規定し得るが、ガスケット１５は第１の基板要素１ａの１つの面のみに及ぶので、その形態は２つの組立てフライス加工金属ブロック（図１及び２）の場合におけるよりも大幅には複雑とはならない。

図６に示すブロックは、方法におけるステップを表し得る。ブロックに対する特定の順序の説明は、ブロックについて必要な又は好適な順序があることを必ずしも示唆しておらず、ブロックの順序及び配置は変更され得る。またさらに、幾つかのブロックが削除可能な場合もある。

直交モードトランスデューサ１０１を形成する導波路アセンブリ及びそれを得る処理は、通常の直交モードトランスデューサ１０１よりも潜在的に安価である。それらによって、直交モードトランスデューサ１０１の内部により良好な封止導波路を得ることが可能となり、これは、電磁エネルギーの損失がより少なく、より複雑な信号がより少ないエラーで伝送可能となることを意味する。

ガスケットの総面積は従来の直交モードトランスデューサよりも大幅に小さく、これにより、電磁損失が大幅に小さくなり、ガスケットがより安価となる。さらに、導波路部分の１つしかガスケットを備えないので、３つの導波路部分のうちの２つがこれらの導波路部分にわたる封止の欠如に起因する電磁損失を有することはないために、電磁損失が大幅に小さくなる。

用語「結合され」若しくは「結合する」又は類似の用語は、任意数又は組合せの介在要素（介在要素がない場合も含む）と機能的又は物理的に相互接続されることを意味する。構造的特徴が説明された場合、その機能又はそれらの機能が明示的又は暗示的に記載されるか否かにかかわらず構造的特徴の機能の１以上を実行するための手段によって置換され得る。

用語「備える」は、本書類では排他的意味ではなく包含的意味で使用される。すなわち、Ｙを備えるＸとのいずれの言及も、Ｘは１つのみのＹを備え得ること又は２以上のＹを備え得ることを示す。「備える」を排他的意味で用いることが意図される場合には、「１つのみを備える」と言及することによって又は「からなる」を用いることによって文脈において明らかとなる。

この簡単な説明において、種々の例に言及がなされた。例との関連において構成又は機能の説明は、それらの構成又は機能がその例において存在することを示す。文章における用語「例」若しくは「例えば」又は「ｍａｙ」の使用は、明示的に述べられているか否かにかかわらず、そのような構成又は機能が例として記載されるか否かにかかわらず少なくとも記載された例に存在すること、及びそれらは、必ずしもではないが、他の例の一部又は全部に存在し得ることを示す。

したがって、「例」若しくは「例えば」又は「ｍａｙ」は、例のクラスにおいて特定の事例に言及する。事例の特性は、その事例のみの特性、クラスの特性、又はクラスにおける事例の全部ではないが一部を含むクラスのサブクラスの特性であり得る。したがって、ある例を参照するが他の例を参照せずに記載された構成は、可能な場合には、当該他の例において使用され得るが必ずしも当該他の例において使用されなければならないわけではないことが暗に開示される。

先行する段落において種々の例を参照して本発明の実施形態を説明したが、所与の例に対する変形が、特許請求の範囲に記載される発明の範囲から逸脱することなく、なされ得ることが理解されるべきである。

先行する説明において記載された構成は、明示的に記載された組合せ以外の組合せにおいて使用され得る。

機能が所定の構成を参照して記載されたが、それらの機能は、記載されているか否かにかかわらず、他の構成によって実行可能な場合もある。

構成が所定の実施形態を参照して記載されたが、それらの構成は、記載されているか否かにかかわらず、他の実施形態においても存在し得る。

前述の明細書において特に重要なものと思われる発明の構成に着目することに努めてきたが、出願人は、特定の強調がそこになされるか否かにかかわらず、ここに前述され及び／又は図面に示されるいずれの特許可能な構成又は構成の組合せに関しても保護を主張することが理解されるべきである。

Claims (15)

1. 第１の導波路基板要素（１ａ）をフライス加工して、該第１の導波路基板要素（１ａ）の共通面に第１及び第２のポート（３ｒｅ、５ｒｅ）をそれぞれ有する２つの導波路キャビティ（３、５ａ）を設けるステップと、
   第２の導波路基板要素（１ｂ）の面に凹部（５ｂ）をフライス加工するステップと、
   前記導波路キャビティ（３、５ａ）及び前記凹部（５ｂ）が連続的な第１の導波路を形成するように前記第１及び第２の導波路基板要素（１ａ、１ｂ）を組み立てるステップと
   を備える方法。
2. 前記導波路キャビティ（３、５ａ）をフライス加工するステップが、アンテナフィード導波路部分（３）を形成する貫通孔をフライス加工するステップを備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記ポート（３ｒｅ、５ｒｅ）が設けられた前記共通面に隣接する面にポートを有して前記導波路キャビティ（３）で終端する追加の第２の導波路（７）をフライス加工するステップをさらに備える請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の導波路（５）及び第２の導波路（７）が、それらのキャビティの少なくとも一部において長方形断面を有し、前記長方形断面の長さ軸が相互に垂直である、請求項３に記載の方法。
5. 前記導波路部分（３）が、前記共通面の長方形ポート（３ｒｅ）及び前記第１の導波路基板要素（１ａ）の前記共通面に対する対向面の円形ポート（３ｃｉ）を有する、長方形から円形への変換部を形成するように異なる断面を有する長手部分を有してフライス加工される、請求項２、３又は４に記載の方法。
6. 前記導波路部分（３）が、前記共通面の長方形ポート（３ｒｅ）及び前記第１の導波路基板要素（１ａ）の前記共通面に対する前記対向面の正方形ポートを有する、長方形から正方形への変換部を形成するように異なる断面を有する長手部分を有してフライス加工される、請求項２、３又は４に記載の方法。
7. 前記導波路キャビティ（３、５ａ）をフライス加工するステップが、前記第２の導波路キャビティ（５ａ）を形成するフライス加工されたキャビティ屈曲部（５ａ）を形成するように前記キャビティ同士が連絡する態様で、前記第１の導波路基板要素（１ａ）の隣接する２面から２つの直線キャビティをフライス加工するステップを備える、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
8. 前記第１の導波路基板要素（１ａ）の隣接する２面から２つの直線キャビティをフライス加工するステップが、前記直線キャビティ同士の連絡端において段差付きの屈曲部、面取りされた屈曲部又は円形の屈曲部をフライス加工するステップを備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記第２の導波路基板要素（１ｂ）の面に凹部（５ｂ）をフライス加工するステップが、段差、面取り又は円形壁面を前記凹部（５ｂ）の長手側端部にフライス加工して、前記長手側端部に段差付きの屈曲部、面取りされた屈曲部又は円形の屈曲部を形成するステップを備える、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
10. 前記第１及び／又は第２の導波路基板要素（１ａ、１ｂ）が金属からなる、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
11. 前記第１及び／又は第２の導波路基板要素（１ａ、１ｂ）が誘電体基板要素であり、前記方法が前記キャビティの内壁をメタライズするステップをさらに備える先行する請求項１から９のいずれかに記載の方法。
12. 前記第１の基板要素（１ａ）の前記共通面及び／又は前記第２の基板要素（１ｂ）の前記面に位置する前記導波路キャビティ（３、５ａ）の前記第１及び第２のポート（３ｒｅ、５ｒｅ）を囲む溝（１３）をフライス加工するステップと、
    前記第１及び第２の基板要素（１ａ、１ｂ）を共に組み立てる際に前記溝（１３）にガスケット（１５）を挿入するステップと
    をさらに備える先行する請求項のいずれかに記載の方法。
13. 第１の導波路基板要素（１ａ）であって、該第１の導波路基板要素（１ａ）の共通面に位置する第１及び第２のポート（３ｒｅ、５ｒｅ）をそれぞれ有する２つの導波路キャビティ（３、５ａ）を備える第１の導波路基板要素（１ａ）と、
    第２の導波路基板要素（１ｂ）であって、該第２の導波路基板要素（１ｂ）の第１の面に位置する凹部（５ｂ）を有する第２の導波路基板要素（１ｂ）と
    を備え、前記第１の基板要素（１ａ）の前記共通面及び前記第２の基板要素（１ｂ）の前記第１の面が接合部（Ｘ）にわたって接合されるように構成された、装置。
14. 無線システムであって、
    ２つの信号生成要素（ＯＤＵ１、ＯＤＵ２）と、
    アンテナ（１０３）と、
    直交モードトランスデューサ（１０１）であって、
    第１及び第２の信号生成要素導波路部分（５、７）並びにアンテナフィード導波路部分（３）を有する第１の導波路基板要素（１ａ）であって、前記第１の信号生成要素導波路部分（５）及び前記アンテナフィード導波路部分（３）が前記第１の導波路基板要素（１ａ）の共通面に第１及び第２のポート（３ｒｅ、５ｒｅ）をそれぞれ有し、前記第２の信号生成要素導波路部分（７）が前記アンテナフィード導波路部分（３）に結合するように構成された端部を有する、第１の導波路基板要素（１ａ）と、
    前記第２の導波路基板要素（１ｂ）の第１の面に凹部（５ｂ）を有する第２の導波路基板要素（１ｂ）であって、前記導波路キャビティ（３、５ａ）及び前記凹部（５ｂ）が接合部（Ｘ）にわたって接合されるように構成された、第２の導波路基板要素（１ｂ）と
    を備える直交モードトランスデューサ（１０１）と
    を備え、
    前記第１及び第２の信号生成要素導波路部分（５、７）は前記信号生成要素（ＯＤＵ１、ＯＤＵ２）の一方に各々接続されるように構成され、前記アンテナフィード導波路部分（３）は前記アンテナ（１０３）に接続されるように構成された、無線システム。
15. 前記第１及び第２の信号生成要素（ＯＤＵ１、ＯＤＵ２）の各々が、相互に直交して偏向された信号を生成するように構成され、前記第１及び第２の信号生成要素導波路部分（５、７）が長方形（ｒｅ）断面を有し、前記アンテナフィード導波路部分（３）が、前記第１の基板要素（１ａ）の前記共通面に位置する長方形ポート（３ｒｅ）及び前記アンテナ（１０３）に接続された円形又は正方形ポート（３ｃｉ）を有する長方形から円形又は正方形への変換部を形成するように異なる断面を有する長手部分を備える、請求項１４に記載の無線システム。

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