JP4746090B2

JP4746090B2 - コリメートされたコヒーレントな波頭を発生するためのミリメートル波トランスリフレクタおよびシステム

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Publication number: JP4746090B2
Application number: JP2008505338A
Authority: JP
Inventors: リンチ、ジョナサン・ジェイ．
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2011-08-10
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Description

本発明の幾つかの実施形態はミリメートル波システムに関し、幾つかの実施形態はコヒーレントなエネルギの発生に関する。

マイクロ波及びミリメートル波エネルギを集中し、コリメートし、および／または焦点を結ぶための通常の技術は一般的に、湾曲された表面を使用し、光学的理論を適用する。単一偏波を有するコヒーレントなエネルギを発生するために、リンドバーグ（Lundberg）レンズのような誘電体レンズが使用されている。これらのレンズは複雑であり、構成が困難である。さらに、これらの通常のレンズでは、幾つかの応用において十分にコヒーレントでおよび／またはコリメートされたエネルギを発生することは困難である。

したがって、マイクロ波及びミリメートル波エネルギを集中し、コリメートし、および／または焦点を結ぶための改良された装置及び方法が一般的に必要とされている。

コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平面の多層トランスリフレクタは、絶縁層上に配置されている２以上の金属層の間に１以上の絶縁層を含んでいる。トランスリフレクタは実質的に入射ミリメートル波信号の干渉偏波された成分を反射し、実質的に入射ミリメートル波信号の残りの部分を透過する。各金属層は円周方向領域内で放射的にサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の方形を含んでいる。残りの部分を含んでいる実質的にコリメートされたコヒーレントな波頭が発生される。

以下の説明及び図面は本発明の特別な実施形態を十分に示しており、これによって当業者はこれらを実施することが可能である。他の実施形態は構造的、論理的、電気的なプロセス及び他の変更を含むことができる。実施例は単なる可能な変更を代表したものである。個々のコンポーネント及び機能は明らかに必要とされなければ、随意選択的であり、動作のシーケンスは変更されることができる。幾つかの実施形態の部分及び特徴は他の実施形態に含まれてもよく、また置換されてもよい。特許請求の範囲で説明されている発明の実施形態はこれらの特許請求の範囲の全ての有効な等価物を含んでいる。本発明の実施形態は単なる便宜性のために、任意の単一の発明または発明の概念の２以上が実際に開示されるならば、本出願の技術的範囲をそれらに限定することを意図せずに、用語「発明」により個別的または集合的に参照されることができる。

図１は本発明のある実施形態によるミリメートル波のコリメートされたコヒーレントな波頭発生システムを示している。ミリメートル波のコリメートされたコヒーレントな波頭発生システム100はコリメートされたコヒーレントのミリメートル波エネルギを発生するために使用されることができ、平面の多層のトランスリフレクタ102とミリメートル波源104を具備することができる。ミリメートル波ソース104はトランスリフレクタ102の焦点に位置されることができ、入射ミリメートル波信号106を提供することができる。多層トランスリフレクタ102は入射ミリメートル波信号106の干渉偏波された成分108を実質的に反射することができ、入射ミリメートル波信号106の残りの部分110をコリメートされたコヒーレントなミリメートル波波頭112を発生するために実質的に透過することができる。これらの実施形態では、干渉偏波された成分108は入射ミリメートル波信号106の偏波に実質的に直交されることができ、入射ミリメートル波信号106の残りの部分110を実質的に透過することができる。

幾つかの実施形態では、多層トランスリフレクタ102は金属層の間に配置された複数の絶縁層を具備することができる。金属層はそれぞれ円周方向領域内で放射的に変化する格子パターンで配置されている複数の方形を含むことができ、それによって多層トランスリフレクタ102が入射ミリメートル波信号106の干渉偏波された成分108を実質的に反射し、入射ミリメートル波信号106の残りの部分110を実質的に透過することを可能にする。残りの部分110は入射ミリメートル波信号106の干渉偏波された成分と、共偏波された成分とを含むことができる。この実施形態を以下さらに詳細に説明する。

幾つかの実施形態をここで実質的に干渉偏波された（即ち直交）成分を反射するとして説明するが、本発明の技術的範囲はこの特徴に限定されない。本発明の他の実施形態は入射ミリメートル波信号106の共偏波された（即ち同一の偏波を有する）成分を反射することができ、残りの部分を透過させることができる。

幾つかの実施形態では、ソース104は反射された干渉偏波されたコンポーネント108を受信し、共偏波された入射ミリメートル波信号106を透過するための直交偏波された入力及び出力アンテナを有するマイクロ波またはミリメートル波増幅器アレイを具備することができる。この例示的な実施形態を以下詳細に説明する。別の実施形態では、ソース104はマイクロ波またはミリメートル波の点放射源であってもよいが、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。

図２Ａは、本発明のある実施形態による多層トランスリフレクタの側面図を示しており、図２Ｂは金属層の一部の展開図を含んでいる図２Ａのトランスリフレクタの金属層の平面図を示している。多層トランスリフレクタ200はトランスリフレクタ102（図１）として使用するのに適しているが、他のトランスリフレクタを使用してもよい。トランスリフレクタ200は１以上の絶縁層204と、１以上の絶縁層204上に配置されている金属層202とを具備することができる。この組み合わせは入射ミリメートル波信号206の干渉偏波された成分208を実質的に反射し、入射ミリメートル波信号206の残りの部分210を実質的に透過することができる。幾つかの実施形態では、反射された干渉偏波された成分208は実質的にコリメートされ実質的にコヒーレントな波頭であってもよい。幾つかの実施形態では、透過された残りの部分210は実質的にコリメートされた実質的にコヒーレントな波頭であってもよい。

図２の（Ｂ）に示されているように、金属層202は格子パターンで配置されている複数の方形212を含むことができる。方形212の寸法は各円周方向領域216（即ちリング）内で半径方向で寸法が変化することができる。

幾つかの実施形態では、複数の方形212は各円周方向領域216内で大から小へ半径方向で外方向で寸法が変化されることができる。幾つかの他の実施形態では、複数の方形212は各円周方向領域216内で小から大へ半径方向で外方向に寸法が変化されることができる。幾つかの実施形態では、方形212は正方形であってもよいが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。複数の方形212はｘ方向またはｙ方向で接続線218により電気的に結合されることができる。幾つかの実施形態では、接続線218はこの線218に沿って偏波するための誘導性反射を行い、線218に対して直交して偏波するために容量性反射を行うことができる。このようにして残りの部分210は実質的に透過されることができ、入射ミリメートル波信号106の干渉偏波された成分208は実質的に反射される。ｘ方向およびｙ方向の両者における接続線218の使用はこれを阻止する。

幾つかの実施形態では、多層トランスリフレクタ200は２つの金属層202と、金属層202の間の１つの絶縁層204を具備することができる。幾つかの実施形態では、多層トランスリフレクタ200は３つの金属層202と、金属層202の間の２つの絶縁層204とを具備することができる。幾つかの２及び３個の金属層の実施形態では、各金属層202は実質的に同一および／または対称的であることができる。幾つかの他の３つの金属層の実施形態では、中間の金属層は外側の金属層とは異なってもよい。幾つかの２層の実施形態では、２つの金属層は異なってもよい。金属層202の間の違いは円周方向領域216間の放射方向の間隔、方形212の寸法及び変化、方形212間の間隔、および／または接続線218の幅を含むことができる。層202間の変化は入射ミリメートル波信号206から発生されることのできる残りの部分210の実質的にコリメートされ実質的にコヒーレントな波頭を透過するために選択されることもできる。層202間の変化はまた入射ミリメートル波信号206から発生されることのできる干渉偏波された成分208の実質的にコリメートされ実質的にコヒーレントな波頭を反射するように選択されることができる。

幾つかの実施形態では、円周方向領域216間の放射的間隔、方形212の寸法及び変形、方形212間の間隔、接続線218の幅および／または絶縁材料204の厚さは、絶縁層を伴う金属層の格子パターンが反射され透過される偏波の実質的にコリメートされ実質的にコヒーレントな波頭を発生できるように選択されることができるが、本発明の技術的範囲はそれに関して限定されない。

幾つかの実施形態では、トランスリフレクタ200はそこから焦点距離103（図１）にあることができる焦点に位置されているミリメートル波の点放射源104（図１）により照射されることができる。焦点は反射されおよび／または透過される波頭がコリメートされる位置として規定されることができるが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

幾つかの実施形態では、トランスリフレクタ200は実質的に円形であり、焦点距離はほぼその直径に等しくてもよいが、本発明の技術的範囲はこのことに関して限定されない。他の実施形態では、トランスリフレクタ200は正方形または方形の形状であってもよいが、他の形態も適切である。これらの実施形態では、金属層202は円形に配置されることができるが、絶縁層204はシステムの構造的なコンポーネントと結合するために金属層の領域の直径を超えて延在することができる。

幾つかの実施形態では、入射ミリメートル波信号206はミリメートル波の点放射源104（図１）により発生されることができる。幾つかの実施形態では、入射ミリメートル波信号206は右または左円形偏波されることができるが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

幾つかの実施形態では、トランスリフレクタ200は入射ミリメートル波信号206に関して４５度に位置されることができる。この状態では、入射ミリメートル波信号206はトランスリフレクタ200の格子構造に関して実質的に４５度である偏波を有することができる。幾つかの他の実施形態ではソース104（図１）は線形に偏波され、また、他の実施形態ではソース104（図１）は右または左円形偏波されることができるが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

幾つかの実施形態では、円周方向領域216は関係式ｋ＊ｓｑｒｔ（ｒ^２＋ｆ^２）に基づいて中心から半径方向に変化されることができ、ここでｋは半径方向における単位長さ当りの波数であり、ｒは中心からの半径方向の距離であり、ｆは焦点距離である。この式ではｋは速度により割算されたラジアン／秒によるラジアン周波数である。このようにして、金属層の格子パターンは半径依存性を有するが、方位角の依存性をもたないことが可能である。幾つかの実施形態では格子パターンは固定されることができ（即ち正方形の中心の位置は固定されることができる）、正方形の寸法は変化されることができる。幾つかの実施形態では円周方向領域216（即ちリング）は特定の反射位相に対応することができるが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

幾つかの実施形態では、絶縁層204はセラミック、水晶、Ｄｕｒｏｉｄ等のようなマイクロ波誘電材料を具備するが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。幾つかの実施形態では、金属層202は銅、金、銀、アルミニウム等、その他の合金のような導電性材料を含むことができる。幾つかの実施形態では、各金属層202は電気めっきまたはスパッタリングのような処理を使用して１つの絶縁層204上に付着されることができる。例えばフォトリソグラフは金属層202の成形に使用されることができるが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

図３は本発明の幾つかの実施形態で使用するのに適した増幅器アレイのアレイ素子を示している。増幅器アレイは複数（例えば数百以上まで）のアレイ素子302を具備することができる。増幅器アレイはトランスリフレクタ200（図２）によりコリメートするための入射ミリメートル波エネルギを発生するためのソース104（図１）のようなソースを使用するのに適しているが、点放射源も適切であるので本発明の技術的範囲はそれに限定されない。増幅器のアレイは反射アレイと呼ばれることができる。

幾つかの実施形態では、増幅器アレイは反射された干渉偏波された成分208（図２Ａ）を受けるためにトランスリフレクタ200（図２）の焦点またはその近くに位置されることができる。各アレイ素子302は受信された干渉偏波された成分208（図２Ａ）を増幅し、それに応答して、受信された干渉偏波された成分に直交する共偏波された信号を透過することができる。

幾つかの実施形態では、各アレイ素子302は干渉偏波された成分208（図２Ａ）を受けるための第１の偏波を有する入力アンテナ304と、反射された干渉偏波された成分を増幅するためミリメートル波増幅器306と、増幅器306の出力に結合される出力アンテナ308を具備することができる。幾つかの実施形態では、出力アンテナ308は受信された干渉偏波された成分208（図２Ａ）に直交する信号を透過するために入力アンテナ304に対する偏波に直交する偏波を有する。これらの共偏波された成分がアレイにより発生され送信されるとき、さらに干渉偏波される成分108（図１）はトランスリフレクタ102（図１）から反射されて戻されるとき、アレイ素子302の増幅器は所望のミリメートル波周波数で発振することができ、システム100が波頭112（図１）を発生することを可能にする。

幾つかの実施形態では、増幅器アレイはコリメートされた干渉偏波された成分108（図１）を受取ることができ、それは増幅器アレイが共偏波された成分を有するコヒーレントな反射された波頭を発生することを可能にするコヒーレントな波頭であることができる。これらの実施形態では、増幅器アレイはコリメートされた干渉偏波された成分108（図１）の実質的に波頭全体を受けるためにトランスリフレクタ102（図１）と少なくとも同じ寸法であることができる。

幾つかの他の実施形態では、出力アンテナ308は入力アンテナ304と同じ偏波を有することができるが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

幾つかの実施形態では、金属層202（図２）のパターンは非周期的な周波数選択構造（ＦＳＳ）として観察されることででき、ここでは格子パターンは表面上の各位置において特定の反射および透過位相を提供するように表面を横切って変化することができる。表面を横切るパターンを調節することによって、あらゆる点の所望の反射及び透過位相シフトが生成されることができ、これはコリメーションを行うために入射する波上の位相面を変更する。以下の解析はパターンの散乱特性を記述し、それによって所望の結果を生成するように設計されることができる。

この解析では、トランスリフレクタ200（図２）はＦＳＳ特性がトランスリフレクタを横切って比較的低速度で変化するように電気的に大きいと仮定されている。これは焦点距離における直径の比が１に近い場合である。表面上の各位置で、散乱特性は無限の均一な周期性パターン特性により近似されることができる。これはトランスリフレクタを横切る各位置で反復されることができる。この解析では、トランスリフレクタの格子はソースの偏波に関して約４５度で方向付けされている。入射する偏波は格子軸に沿って位置する（ここでは主軸と呼ばれる）２つの直交する成分に分解されることができる。図４は水平及び垂直偏波と呼ばれる２つの主偏波のそれぞれにおける散乱を表す各回路を有する構造の等価回路を示している。図４では、シャントのサセプタンスは所望の反射及び透過値を与えるように選択され、コリメーションを行うために表面を横切って変化することができる。この３つの金属層のトランスリフレクタの解析では、２つの最も外側の層が同一であることができる。この制約は設計を簡単にし、反射及び透過の両者の同時の焦点結像／コリメーションを確実にすることを助ける。この解析ではトランスリフレクタに関して４５度回転されるソースから見られるような４つのポート散乱マトリックスは、対称性および相互関係（reciprocity）のために以下に示されている形態を有する。

所望の特性を得るために、Ｓ_１１は共偏波された反射に対してはゼロであり、特定の干渉偏波された反射に対しては絶対値Ｓ_１２＝αでなければならない。反射されないパワーは残りの部分110（図１）としてトランスリフレクタを通して伝送されることができ、小部分が構造中で損失によって吸収される。さらに、サセプタンス値は表面を横切って反射係数の位相が変化するように調節されることができ、それによってθ＝角度Ｓ_１２は任意の所望の値を取ることができる。

絶縁層204（図２）の絶縁定数及び厚さはそれぞれ、Ｙ_１＝Ｙ_０（ε_ｒ）^１／２及びθ_ｉ＝２π（ε_ｒ）^１／２（ｄ／λｃｏｓ（θ_ｉ））に等しい等価の伝送線特性アドミタンスと電気的な長さを生じ、ここでＹ_０＝１／３７７Ωは自由空間のアドミタンスであり、ε_ｒはボード材料の相対的誘電率であり、ｄは絶縁層の厚さであり、θ_ｉはゼロ度が垂直入射である入射角度である。低い誘電定数の材料の選択は設計プロセスを簡単にし、恐らくより堅牢な結果を与えることを実現する必要のあるサセプタンス値の狭い範囲を生じる。さらに各絶縁層の４分の１波長に近い絶縁層の厚さ値はより良好な結果をもたらすが、本発明の技術的範囲はそれに限定されない。

このトランスリフレクタ構造の解析は幾つかの所望特性を与える可能性のある周波数選択構造サセプタンスの次の値を提供する。

幾つかの例示的な実施形態では、相対誘電定数２．２を有する誘電材料が絶縁層204（図２）で使用されている。各層の電気的な厚さは簡単にするために９０度であると仮定するが、この値は入射角度及び等価の電気的な厚さθ_ｉが表面を横切って変化することのできることによって実際には変化する。α＝０．３１６の値は干渉偏波された成分108（図１）として１０％反射されたパワーを発生するために選択されることができる。図５の（Ａ）と（Ｂ）は所定の反射位相θを発生するための４つのサセプタンス値を示している。先の式において、参照符合502はサセプタンスＢ_１ ^ｈに対応し、参照符合504はサセプタンスＢ_１ ^ｖに対応し、参照符合506はサセプタンスＢ_２ ^ｈに対応し、参照符合508はサセプタンスＢ_２ ^ｖに対応する。これらのプロットは以下説明するようにトランスリフレクタの表面を横切るパターンを決定するために使用されることができる。この結果的な４ポートの散乱マトリックスの大きさはソースから分かるように以下のように記述することができる。

このようにして、角度Ｓ_１２＝θであり、透過係数の角度は角度Ｔ_１２＝θ＋（π／２）であることができる。これは反射された波のコリメーションが透過される波のコリメーションを生じることができることを確実にする助けをする。

図５の（Ａ）と（Ｂ）に示されている例示的なプロットは、以下の方法でコリメートするトランスリフレクタを設計するために使用されることができる。適切な直径と焦点距離とを選択した後、ソース（直径Ｄ_０を有する）が焦点に置かれ、入射フィールドの位相はトランスリフレクタの表面で決定されることができる。ビームのウエストがトランスリフレクタの後方から距離ｚに置かれているガウスのビーム源では、表面上の位相フロントは次式により説明されることができる。

位相変化の１例が図６に示されている。プロット中の独立変数は波長のトランスリフレクタの中心から放射方向である。この負の位相分布（即ち角度Ｓ_１２＝−θ_ｉ（ｒ））で反射及び透過するトランスリフレクタは反射されたビームと透過されたビームの両者をコリメートすることができる。

位相分布を特定した後、所望の散乱を発生するＦＳＳセルを設計することができる。AnsoftのＨＦＳＳコードまたはモーメントコード方法のような適切な電磁コードがこの目的で使用されることができる。第１に、単位セル寸法が選択される。実際にはさらに小さい単位セルはより頑強な結果を与えることができるが、非常に小さいセル寸法は実現可能なサセプタンス値を制限する可能性がある。幾つかの実施形態では、約０．４λの単位セル寸法が十分であろう。表面は単位セルのグリッドに分割され、各セルの平均位相は前述の式−θ_ｉ（ｒ）により与えられることができる。各位置の位相から、所望のサセプタンスが前述の式を使用して決定されることができる。２つの外側金属層は例えば所望のサセプタンス値を与えるために電磁コードを使用して設計されることができる。

以上、コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタ、システムおよび所望の方法について説明した。実施形態によっては、トランスリフレクタは２以上の金属層の間に１以上の絶縁層を備えている。幾つかの実施形態では、トランスリフレクタは実質的に入射ミリメートル波信号の干渉偏波された成分を反射し、実質的に入射ミリメートル波信号の残りの部分を透過する。反射され干渉偏波されたコンポーネントは干渉偏波された入射信号を透過する増幅器の反射アレイにより増幅されることができる。

要約は米国特許法施行規則（37 C.F.R 1.72(b)）にしたがって行われ、これは読者が技術の開示の特性及び要旨を確認できることを必要とする。それは本発明の技術分野または請求項の意味を限定または解釈するためには使用されないことが理解されよう。

以上の詳細な説明では、種々の特徴は時として、説明を簡単にするために単一の実施形態中で共にグループ化されている。この説明の方法は請求された主題の実施形態が各請求項で述べられているよりも多くの特徴を必要とする発明を示すものと解釈されてはならない。むしろ請求項は単一の開示された実施形態の全ての特徴よりも少数の特徴に存在する可能性がある。したがって請求項はここで詳細な説明に含まれ、各請求項は別々の好ましい実施形態としてそれ自体成り立っている。

本発明のある実施形態によるミリメートル波のコリメートされたコヒーレントな波頭発生システムを示す図。本発明のある実施形態による多層トランスリフレクタの側面図。図２Ａのトランスリフレクタの金属層の平面図。本発明のある実施形態で使用するのに適した増幅器アレイのアレイ素子を示す図。本発明のある実施形態による多層トランスリフレクタの等価回路図。予め選択された反射相を生じる４つのサセプタンス値のグラフ例。本発明のある実施形態による多層トランスリフレクタの中心を横切る位相変化のグラフの１例。

Claims

コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
絶縁層と、
この絶縁層上に配置され、入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的にトランスリフレクタを通して透過させる金属層とを具備し、
金属層は円周方向領域内で半径方向でサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の導電性の方形を含み、
前記第１の部分は実質的に入射ミリメートル波信号に対して直交する偏波を有し、
導電性の方形は円周方向領域内の少なくとも幾つかの他の方形に電気的に結合され、
円周方向領域はトランスリフレクタの中心を中心とする同心円により規定されるトランスリフレクタ。
複数の方形は各円周方向領域内で半径方向で外方向に小から大へサイズが変化する請求項１記載のトランスリフレクタ。
複数の方形は実質的に入射ミリメートル波信号に実質的に直交した偏波を有する第１の部分を反射するためｘ方向またはｙ方向のいずれかでラインを接続することにより電気的に結合される請求項１記載のトランスリフレクタ。
金属層は３つの金属層のうちの１つであり、
絶縁層は金属層の間に配置されている２つの絶縁層のうちの１つである請求項３記載のトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
絶縁層と、
この絶縁層上に配置され、入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的にトランスリフレクタを通して透過させる金属層とを具備し、
金属層は円周方向領域内で半径方向でサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の導電性の方形を含み、
前記第１の部分は実質的に入射ミリメートル波信号に対して直交する偏波を有し、
複数の方形は各円周方向領域内で半径方向で外方向に大から小へサイズが変化するトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
絶縁層と、
この絶縁層上に配置され、入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的にトランスリフレクタを通して透過させる金属層とを具備し、
金属層は円周方向領域内で半径方向でサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の方形を含み、
前記第１の部分は実質的に入射ミリメートル波信号に対して直交する偏波を有し、
複数の方形は実質的に入射ミリメートル波信号の干渉偏波された成分を有する第１の部分を反射するためｘ方向またはｙ方向のいずれかでラインを接続することにより電気的に結合され、
金属層は３つの金属層のうちの１つであり、
絶縁層は金属層の間に配置されている２つの絶縁層のうちの１つであり、
第１の部分は入射ミリメートル波信号の干渉偏波された成分を有し、
円周方向領域間の半径方向の間隔、方形のサイズ及び変化、方形間の間隔および接続線の幅は入射ミリメートル波信号から残りの部分の実質的にコリメートされた実質的にコヒーレントな波頭を発生し、干渉偏波された成分を具備する実質的にコリメートされ実質的にコヒーレントな波頭を反射するように選択されるトランスリフレクタ。
トランスリフレクタはトランスリフレクタの焦点に位置されているミリメートル波の放射源により照射される請求項６記載のトランスリフレクタ。
入射ミリメートル波信号はミリメートル波点放射源により発生される請求項６記載のトランスリフレクタ。
入射ミリメートル波信号はトランスリフレクタの焦点近くに位置されている増幅器アレイにより発生され、増幅器アレイは反射された干渉偏波された成分を受信し、受信された干渉偏波された成分を増幅し、入射ミリメートル波信号としてトランスリフレクタにより受信されるように、それに応答して受信された干渉偏波された成分に対して直交する信号を透過する請求項６記載のトランスリフレクタ。
増幅器アレイは複数のアレイ素子を具備し、各アレイ素子は、
反射された干渉偏波された成分を受けるための第１の偏波を有する入力アンテナと、
反射された干渉偏波された成分を増幅するためのミリメートル波増幅器と、
反射された干渉偏波された成分に対して直交する偏波を有する信号を透過するため増幅器の出力に結合される出力アンテナを具備し、
アレイ素子は入射ミリメートル波信号のミリメートル波周波数で発振する請求項９記載のトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
絶縁層と、
この絶縁層上に配置され、入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的にトランスリフレクタを通して透過させる金属層とを具備し、
金属層は円周方向領域内で半径方向でサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の方形を含み、
前記第１の部分は実質的に入射ミリメートル波信号に対して直交する偏波を有し、
第１の部分は第１の方向で実質的にコリメートされたコヒーレントな波頭を有する入射ミリメートル波信号の干渉偏波された成分を具備し、
残りの部分は第２の方向で実質的にコリメートされたコヒーレントな波頭を有するトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
各複数の円周方向領域内で半径方向にサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の導電性の方形をそれぞれ有している３つの金属層と、
それぞれ２つの金属層の間に配置されている２つの絶縁層とを具備し、
複数の方形はｘ方向またはｙ方向でラインを接続することによって電気的に結合され、
円周方向領域はトランスリフレクタの中心を中心とする同心円により規定される平面のトランスリフレクタ。
格子パターンで配置されている複数の方形は、各円周方向領域内で半径方向で小から大にサイズが変化する請求項１２記載の平面のトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
各複数の円周方向領域内で半径方向にサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の方形をそれぞれ有している３つの金属層と、
それぞれ２つの金属層の間に配置されている２つの絶縁層とを具備し、
複数の方形はｘ方向またはｙ方向でラインを接続することによって電気的に結合され、
格子パターンで配置されている複数の方形は、各円周方向領域内で半径方向で大から小にサイズが変化する平面のトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなエネルギを発生するための平坦な多層トランスリフレクタにおいて、
それぞれ複数の円周方向領域内で半径方向にサイズが変化する格子パターンで配置されている複数の方形をそれぞれ有している３つの金属層と、
それぞれ２つの金属層の間に配置されている２つの絶縁層とを具備し、
複数の方形はｘ方向またはｙ方向でラインを接続することによって電気的に結合され、
入射ミリメートル波信号の干渉偏波された成分は実質的にコリメートされたコヒーレントな波頭で反射され、
入射ミリメートル波信号の残りの部分はコリメートされたコヒーレントな波頭でトランスリフレクタを通して実質的に透過され、
入射ミリメートル波信号の反射された干渉偏波成分は入射ミリメートル波信号に対して実質的に直交しており、
残りの部分は実質的にコリメートされたコヒーレントな波頭を含んでいる平面のトランスリフレクタ。
円周方向領域間の半径方向の間隔、方形のサイズ及び変化、方形間の間隔、接続線の幅は、入射ミリメートル波信号から残りの部分の実質的にコリメートされた実質的にコヒーレントな波頭を発生するように選択されている請求項１５記載のトランスリフレクタ。
コリメートされたコヒーレントなミリメートル波エネルギを発生するシステムにおいて、
金属層間に配置された複数の絶縁層を具備する平坦な多層トランスリフレクタと、
入射ミリメートル波信号を供給するためトランスリフレクタの焦点に位置されているミリメートル波放射源とを具備し、
前記金属層はそれぞれ円周方向領域内でサイズが半径方向で変化する格子パターンで配置されている複数の導電性の方形を有し、それによって多層トランスリフレクタは入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、トランスリフレクタを通って入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的に透過し、
第１の部分は入射ミリメートル波信号に実質的に直交した偏波を有し、
導電性の方形は円周方向領域内の少なくとも幾つかの他の方形に電気的に結合され、
円周方向領域はトランスリフレクタの中心を中心とする同心円により規定されるシステム。
前記複数の方形はそれぞれ周囲方向領域内でサイズが半径方向で外方向で変化し、
複数の方形は実質的に入射ミリメートル波信号に直交する偏波を有する第１の部分を実質的に反射するためｘ方向またはｙ方向のいずれかで接続線により電気的に結合されている請求項１７記載のシステム。
金属層は３つの金属層のうちの１つであり、
絶縁層は金属層の間に配置されている２つの絶縁層のうちの１つである請求項１８記載のシステム。
ミリメートル波放射源は右または左円形偏波される入射ミリメートル波信号を発生する請求項１８記載のシステム。
コリメートされたコヒーレントなミリメートル波エネルギを発生するシステムにおいて、
金属層間に配置された複数の絶縁層を有する平坦な多層トランスリフレクタと、
入射ミリメートル波信号を供給するためトランスリフレクタの焦点に位置されているミリメートル波放射源とを具備し、
前記金属層はそれぞれ円周方向領域内でサイズが半径方向で変化する格子パターンで配置されている複数の方形を有し、それによって多層トランスリフレクタは入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、トランスリフレクタを介して入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的に透過し、
第１の部分は入射ミリメートル波信号に実質的に直交した偏波を有し、
前記複数の方形はそれぞれ周囲方向領域内でサイズが半径方向で外方向で変化し、
複数の方形は実質的に入射ミリメートル波信号に直交する偏波を有する第１の部分を実質的に反射するためｘ方向またはｙ方向のいずれかで接続線により電気的に結合され、
円周方向領域間の半径方向の間隔、方形のサイズ及び変化、方形間の間隔、接続線の幅は、入射ミリメートル波信号から残りの部分の実質的にコリメートされた実質的にコヒーレントな波頭を発生して、干渉偏波された成分を有する実質的にコリメートされた実質的にコヒーレントな波頭を反射するように選択されているシステム。
コリメートされたコヒーレントなミリメートル波エネルギを発生するシステムにおいて、
金属層間に配置された複数の絶縁層を具備する平坦な多層トランスリフレクタと、
入射ミリメートル波信号を供給するためトランスリフレクタの焦点に位置されているミリメートル波放射源とを具備し、
前記金属層はそれぞれ円周方向領域内でサイズが半径方向で変化する格子パターンで配置されている複数の方形を有し、それによって多層トランスリフレクタは入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、トランスリフレクタを介して入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的に透過し、
第１の部分は入射ミリメートル波信号に実質的に直交した偏波を有し、
前記複数の方形はそれぞれ周囲方向領域内でサイズが半径方向で外方向で変化し、
複数の方形は実質的に入射ミリメートル波信号に直交する偏波を有する第１の部分を実質的に反射するためｘ方向またはｙ方向のいずれかで接続線により電気的に結合され、
第１の部分は入射ミリメートル波信号の干渉偏波成分を含み、
反射された干渉偏波された成分は透過された残りの部分に対して実質的に直交し、
干渉偏波成分は実質的にコリメートされたコヒーレントな波頭を含んでいるシステム。
コリメートされたコヒーレントなミリメートル波エネルギを発生するシステムにおいて、
金属層間に配置された複数の絶縁層を具備する平坦な多層トランスリフレクタと、
入射ミリメートル波信号を供給するためトランスリフレクタの焦点に位置されているミリメートル波放射源とを具備し、
前記金属層はそれぞれ円周方向領域内でサイズが半径方向で変化する格子パターンで配置されている複数の方形を有し、それによって多層トランスリフレクタは入射ミリメートル波信号の第１の部分を実質的に反射し、トランスリフレクタを通って入射ミリメートル波信号の残りの部分を実質的に透過し、
第１の部分は入射ミリメートル波信号に実質的に直交した偏波を有し、
前記複数の方形はそれぞれ周囲方向領域内でサイズが半径方向で外方向で変化し、
複数の方形は実質的に入射ミリメートル波信号に直交する偏波を有する第１の部分を実質的に反射するためｘ方向またはｙ方向のいずれかで接続線により電気的に結合され、
ミリメートル波放射源はトランスリフレクタの焦点近くに位置されている増幅器アレイを具備し、増幅器アレイは反射された干渉偏波された成分を受信し、受信された干渉偏波された成分を増幅し、それに応答して受信された干渉偏波された成分に対して直交する信号を透過するシステム。
増幅器アレイは複数のアレイ素子を具備し、各アレイ素子は、
反射された干渉偏波された成分を選択的に受けるための偏波を有する入力アンテナと、
反射された干渉偏波された成分を増幅するためのミリメートル波増幅器と、
干渉偏波された成分に対して直交する信号を透過するため増幅器の出力に結合される出力アンテナを具備し、
アレイ素子は入射ミリメートル波信号のミリメートル波周波数で発振する請求項２３記載のシステム。