JP6218829B2 - 二重格子型反射器アンテナにおける擾乱を緩和するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本願は、米国特許出願第１３／５５８，０８０号（２０１２年７月２５日出願）の利益を主張し、その米国特許出願は、参照によって本明細書にその全体が援用される。

発明の背景
二重格子型反射器（Ｄｕａｌ Ｇｒｉｄｄｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）（ＤＧＲ）アンテナは、衛星通信システムにおいて広く使用されている。ＤＧＲアンテナシステムは、２つの反射表面（すなわち、シェル）から成り、一方が、他方の正面にある。正面シェルは、格子型であって、線形偏波電磁波を反射する一方、直交線形偏波電磁波を通過させる。本配列を使用することによって、ＤＧＲアンテナシステムは、直交線形偏波を有する電磁波の２つのビームを反射可能である。ＤＧＲシステムは、２つの直交に偏波されたビーム間の低交差偏波遮断、すなわち、第１のビームと直交に偏波された第２のビームとの間の干渉を達成可能であって、したがって、高交差偏波純度を有すると言える。

従来のＤＧＲアンテナシステムは、支持構造要素を有し、２つの反射表面を相互に対して所望の位置に保つ。これらの支持構造要素は、入射および出射する直交に偏波された電磁波を擾乱させ、付加的高レベルのサイドローブを伴う放射パターンの変形を生じさせるであろう。そのような付加的サイドローブは、特に、伝送および受信動作周波数帯域内に高レベル遮断が要求される地理的領域では、非常に望ましくない。

二重格子型反射器アンテナにおける擾乱を緩和するための方法およびシステムが、提供される。

本開示の一実施形態では、第１の反射表面と、第２の反射表面と、インターコスタルリング（ｉｎｔｅｒｃｏｓｔａｌ ｒｉｎｇ）とを含む、アンテナシステムが、提供される。インターコスタルリングは、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成される。バッフルは、インターコスタルリングと電磁波の経路との間に配置される。バッフルは、電磁波をインターコスタルリングから離れるように再指向するように構成される。

本開示の別の実施形態では、二重格子型反射器アンテナにおける擾乱を緩和するための方法が、提供される。バッフルは、インターコスタルリングから離れるように電磁波を再指向するように構成される。バッフルは、インターコスタルリングと電磁波の経路との間に配置される。インターコスタルリングは、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成される。

本開示の別の実施形態では、アンテナシステムが、提供される。アンテナシステムは、第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する電磁波の第２の部分が第１の反射表面を通過するようにするように構成された第１の反射表面を含む。アンテナシステムはまた、第２の偏波を有する電磁波の第２の部分を反射するように構成された第２の反射表面を含む。アンテナシステムはまた、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成されたインターコスタルリングを含む。インターコスタルリングはまた、第１の反射表面によって反射された電磁波の第１の部分の波経路から離れるように電磁波の摂動部分を再指向するように構成される。インターコスタルリングはまた、第２の反射表面によって反射された電磁波の第２の部分の波経路から離れるように電磁波の摂動部分を再指向するように構成される。

本開示の別の実施形態では、二重格子型反射器アンテナにおける擾乱を緩和するためのさらなる方法が、提供される。第１の反射表面は、第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する電磁波の第２の部分が第１の反射表面を通過するようにするように構成される。第２の反射表面は、第２の偏波を有する電磁波の第２の部分を反射するように構成される。インターコスタルリングは、第１の反射表面によって反射された電磁波の第１の部分の波経路から離れるように電磁波の摂動部分を再指向するように構成される。インターコスタルリングはまた、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成される。インターコスタルリングはまた、第２の反射表面によって反射された電磁波の第２の部分の波経路から離れるように電磁波の摂動部分を再指向するように構成される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
アンテナシステムであって、前記アンテナシステムは、
第１の反射表面と、
第２の反射表面と、
前記第１の反射表面と前記第２の反射表面とを接続するように構成されたインターコスタルリングと、
前記インターコスタルリングと電磁波の経路との間に配置されたバッフルであって、前記バッフルは、前記電磁波を前記インターコスタルリングから離れるように再指向するように構成される、バッフルと
を備える、アンテナシステム。
（項目２）
前記第１の表面を前記第２の表面に接続するように構成された１つ以上の支柱をさらに備え、前記バッフルは、前記インターコスタルリングと１つ以上の支柱との間に配置される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記第１の反射表面は、第１の偏波を有する前記電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成され、
前記第２の反射表面は、前記第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分を反射するように構成される、
項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記第１の偏波は、前記第２の偏波に直交する、項目３に記載のシステム。
（項目５）
前記電磁波の前記第１の部分は、第１のフィードホーン要素によって伝送または受信され、
前記電磁波の第２の部分は、第２のフィードホーン要素によって伝送および受信される、項目３に記載のシステム。
（項目６）
前記バッフルは、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、
前記バッフルは、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成される、
項目３に記載のシステム。
（項目７）
前記第１の表面は、前記第２の表面と前記電磁波源との間に配置される、項目１に記載のシステム。
（項目８）
前記バッフルは、前記第１の反射表面、前記第２の反射表面、および、前記インターコスタルリングのうちの１つ以上に接続される、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記第１の反射器、第２の反射器、および前記インターコスタルリングは、二重格子型反射器システムに組み立てられ、前記バッフルは、前記組み立てられた二重格子型反射器システムを分解せずに、前記組み立てられた二重格子型反射器システムに挿入される、項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記バッフルは、前記電磁波の前記経路と、前記第１の反射表面および前記第２の反射表面の対応する接続された部分の間の最大分離に対応する前記インターコスタルリングの一部との間に配置される、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
方法であって、前記方法は、
インターコスタルリングから離れるように電磁波を再指向するようにバッフルを構成することと、
前記バッフルを前記インターコスタルリングと電磁波の経路との間に配置することと
を含み、
前記インターコスタルリングは、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成される、方法。
（項目１２）
１つ以上の支柱が、前記第１の反射表面を前記第２の反射表面に接続するように構成され、
前記バッフルは、前記インターコスタルリングと前記１つ以上の支柱との間に配置される、
項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記第１の反射表面は、第１の偏波を有する前記電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成され、
前記第２の反射表面は、前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成される、
項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記第１の偏波は、前記第２の偏波に直交する、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記電磁波の前記第１の部分は、第１のフィードホーン要素によって伝送および受信され、
前記電磁波の前記第２の部分は、第２のフィードホーン要素によって伝送および受信される、
項目１３に記載の方法。
（項目１６）
前記バッフルは、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、
前記バッフルは、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成される、
項目１３に記載の方法。
（項目１７）
前記第１の表面は、前記第２の表面と前記電磁波源との間に配置される、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
前記バッフルは、前記第１の反射表面、前記第２の反射表面、および、前記インターコスタルリングのうちの１つ以上に接続される、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
前記第１の反射器、第２の反射器、および前記インターコスタルリングは、二重格子型反射器システムに組み立てられ、前記方法は、
前記組み立てられた二重格子型反射器システムを分解せずに、前記組み立てられた二重格子型反射器システムに前記バッフルを挿入すること
をさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目２０）
前記バッフルを、前記電磁波の前記経路と、前記第１の反射表面および前記第２の反射表面の対応する接続された部分の間の最大分離に対応する前記インターコスタルリングの一部との間に配置することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目２１）
アンテナシステムであって、前記アンテナシステムは、
第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成された第１の反射表面と、
前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成された第２の反射表面と、
前記第１の反射表面と前記第２の反射表面とを接続するように構成されたインターコスタルリングと
を備え、
前記インターコスタルリングは、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、
前記インターコスタルリングは、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成される、
アンテナシステム。
（項目２２）
前記インターコスタルリングは、斜円筒である、項目２１に記載のアンテナシステム。
（項目２３）
方法であって、前記方法は、
第１の反射表面を、第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成することと、
第２の反射表面を、前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成することと、
インターコスタルリングを、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成することであって、前記インターコスタルリングは、前記第１の反射表面と前記第２の反射表面とを接続するように構成される、ことと、
前記インターコスタルリングを、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成することと
を含む、方法。
（項目２４）
前記インターコスタルリングは、斜円筒である、項目２３に記載の方法。

本発明のさらなる特徴、その性質、および種々の利点は、付随の図面（同様の参照文字は、全体を通して、類似部品を指す）と関連して検討される、以下の発明を実施するための形態の検討に応じて明白となるであろう。

図１Ａは、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例証的システムを示す。

図１Ｂは、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システムを示す。

図２は、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例証的システムを示す。

図３Ａは、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システムを示す。

図３Ｂは、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システムを示す。

図３Ｃは、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システムを示す。

図３Ｄは、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システムを示す。

図４Ａは、本開示のある実施形態による、アンテナシステム放射パターンの例示的グラフィカル描写を示す。

図４Ｂは、本開示のある実施形態による、アンテナシステム放射パターンのさらなる例示的グラフィカル描写を示す。

図５は、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例示的プロセスの例証的流れ図を示す。

図６は、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例示的プロセスの例証的流れ図を示す。

詳しい説明
本発明の全体的理解を提供するために、ここで、ある例証的実施形態が、説明される。しかしながら、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、対処される用途に適切なように適合および修正されてもよく、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、他の好適な用途において採用されてもよく、そのような他の追加および修正は、本明細書の範囲から逸脱しないことは、当業者によって理解されるであろう。

本明細書に説明される図は、例証的実施形態を示す。しかしながら、図は、必ずしも、実施形態内に含有されるハードウェア構成要素の正確なレイアウトを示さない場合があり、そのように意図されるものでもない。図は、実施形態の高レベル概念レイアウトを図示するために提供される。本明細書に開示される実施形態は、当技術分野において公知の原理に従って、任意の好適な数の構成要素および任意の好適な構成要素のレイアウトを伴って実装されてもよい。

本明細書で使用されるように、用語「接続する」および「接続される」は、直接または間接的に接続される、システム構成要素を説明し得る。

図１Ａおよび１Ｂは、それぞれ、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例証的アンテナシステム１００の外形および断面図を示す。いくつかの実施形態では、アンテナシステム１００は、航空宇宙システムまたは衛星システム等のより大きなシステムの一部であってもよい。

アンテナシステム１００は、第１の反射表面１０２（すなわち、正面シェル１０２）と、第２の反射表面１０４（すなわち、背面シェル１０４）と、インターコスタルリング１０６と、１つ以上の随意の支柱１０８と、１つ以上のバッフル１１０と、支持構造１１２と、フィードホーン１１４および１１５とを含む。アンテナシステム１００の理解を促進するために、インターコスタルリング１０６は、断面図として図１Ａおよび１Ｂに描写される。しかしながら、インターコスタルリング１０６は、正面シェル１０２と背面シェル１０４との間の空間の全周に沿って延在してもよいことが、当業者によって理解される。加えて、図１Ａおよび１Ｂは、説明を明確にするために、２つのフィードホーン１１４および１１５を示すが、任意の数のフィードホーンが、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、使用されてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。

アンテナシステム１００の正面シェル１０２は、示されるように、凹状円形形状を有してもよく、または任意の他の好適な形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、正面シェル１０２は、誘電材料および／またはＫＥＶＬＡＲ等のポリイミド材料から作製される。いくつかの実施形態では、正面シェル１０２は、可撓性である。いくつかの実施形態では、正面シェル１０２は、部分的に、反射要素で被覆される。

正面シェル１０２は、電磁波の偏波のその反射格子整合に応じて、偏波選択性が可能である。特に、正面シェル１０２は、電磁波のある偏波に対して透過性である一方、電磁波の直交偏波を反射してもよい。例えば、正面シェル１０２は、垂直偏波を伴う電磁波を反射する一方、水平偏波を伴う電磁波に対して透過性である、またはその逆であってもよい。

いくつかの実施形態では、正面シェル１０２は、ワイヤ格子を含む。これらの実施形態では、正面シェル１０２は、格子型または格子型表面を有すると称され得る。ワイヤ格子は、アンテナの動作周波数に基づいて、相互からある距離だけ離間される、銅ワイヤ等の並列金属ワイヤから成ってもよい。ワイヤ格子は、正面シェルの偏波選択性を可能にし得る。例えば、垂直に整合されたワイヤ格子は、ワイヤ格子に平行な偏波（例えば、垂直偏波）を有する電磁波を反射させる一方、ワイヤ格子に垂直な偏波（例えば、水平偏波）を有する電磁波を通過させてもよい。

アンテナシステム１００の背面シェル１０４は、示されるように、凹状円形形状を有してもよく、または任意の他の好適な形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、背面シェル１０４は、黒鉛から作製される。いくつかの実施形態では、背面シェル１０４は、格子型である。

いくつかの実施形態では、背面シェル１０４は、任意の偏波を有する電磁波を反射してもよい。これらの実施例では、背面シェル１０４は、偏波選択性を欠いていると称され得る。

背面シェル１０４は、所定の距離だけ、正面シェル１０２から分離される。正面シェル１０２および背面シェル１０４は、相互にある角度で配置されてもよい。その結果、正面シェル１０２と背面シェル１０４との間の分離距離は、シェルの異なる対応する部分間で変動してもよい。正面シェル１０２および背面シェル１０４が相互に配置される角度は、クロック角度と称され得る。ともに、正面シェル１０２および背面シェル１０４は、二重反射器構造１１６を形成すると言える。正面シェル１０２が格子型であるとき、反射器構造１１６は、二重格子型反射器（ＤＧＲ）１１６と称され得る。

インターコスタルリング１０６は、正面シェル１０２および背面シェル１０４を接続する。インターコスタルリング１０６は、任意の誘電材料、ＫＥＶＬＡＲ等の材料、あるいは任意の他の好適な材料または材料の組み合わせから作製されてもよい。インターコスタルリング１０６は、実質的に連続であってもよく、または１つ以上の開口部を有してもよい。開口部は、円形であってもよく、または任意の他の好適な形状（多角形、湾曲等）を有してもよい。インターコスタルリングは、円形または円筒形、あるいは任意の他の好適な形状であってもよい。

アンテナシステム１００は、１つ以上の随意の構造要素１０８（すなわち、支柱１０８）を含んでもよい。支柱１０８は、正面シェル１０２および背面シェル１０４を接続する。いくつかの実施形態では、接続するための支柱の使用は、二重反射器構造１１６を構造的に補強するのを補助し得る。加えて、いくつかの実施形態では、支柱１０８は、正面シェル１０２が撓曲するとき、および／または正面シェル１０２の形状が温度に伴って変形するとき、正面シェル１０２と背面シェル１０４との間の固定クロック角度および／または固定分離距離を維持するのを補助し得る。支柱１０８は、任意の好適な形状（すなわち、正方形、円形、多角形等）を有してもよく、任意の誘電材料、ＫＥＶＬＡＲ等のポリイミド材料、または任意の他の好適な材料から作製されてもよい。

いくつかの実施形態では、アンテナシステム１００は、支持構造１１２を含む。支持構造１１２は、任意の好適な形状を有してもよく、二重反射器１１６を、例えば、衛星等の別のシステムに接続してもよい。支持構造１１２は、固定されてもよく、または二重反射器１１６が接続されるシステムに対して再位置付けされることを可能にしてもよい。

フィードホーン１１４および１１５は、相互に対して任意の好適な位置および配向に、かつ二重反射器構造１１６に対して任意の好適な位置または配向に配置されてもよい。

フィードホーン１１４および１１５は、無線周波数（ＲＦ）放射等の電磁波を伝送および受信する。いくつかの実施形態では、第１のフィードホーン１１４は、ある偏波で動作してもよく、第２のフィードホーン１１５は、第１のフィードホーン偏波に対して直交偏波で動作してもよい。

いくつかの実施形態では、フィードホーン１１４および１１５ならびに二重反射器構造１１６はともに、二重反射器アンテナを形成してもよい。正面シェル１０２が格子型であるとき、二重反射器アンテナは、二重格子型反射器（ＤＧＲ）アンテナと称され得る。

アンテナシステム１００は、通信方式の一部として、信号（すなわち、電磁波）を伝送および受信するために使用されてもよい。例えば、アンテナシステム１００を使用する衛星は、地上局から信号を受信する、信号を地上局に伝送する、または信号をある地上局から別の地上局に中継してもよい。複数のアクセス方式等、任意の好適な通信方式が、アンテナシステム１００を使用してもよい。

フィードホーン１１４からのビームが直交である、実施形態では、アンテナシステム１００は、受信可能範囲を異なる地理的領域に与えるために使用されてもよい。

種々の状況は、受信可能範囲領域外のある地理的領域が、具体的アンテナサイドローブ利得要件を有することを要求し得る。そのような領域は、遮断領域またはサイドローブ遮断を要求する領域と称され得る。

理想的には、アンテナシステム１００の任意の要素によって導入される直交に偏波されたビームに擾乱が存在しない場合、地上で測定される放射パターンは、アンテナシステム１００の設計された放射パターンと同じであるはずである。しかしながら、実際は、支柱１０８およびインターコスタルリング１０６等のアンテナ構造の要素が、例えば、アンテナシステム１００に擾乱を生じさせ得る。例えば、支柱１０８およびインターコスタルリング１０６は、背面シェル１０４から反射された電磁波ならびにフィードホーン１１４および１１５によって伝送および受信される電磁波を摂動させ得る。支持構造１０６および１０８によって発生される摂動は、サイドローブパターン、形状、およびレベルの変形を生じさせ得る。故に、擾乱された地上放射パターンは、理想的地上放射パターンから逸脱し、擾乱された地上放射パターン内に望ましくないサイドローブを生成するであろう。その結果、擾乱された地上放射パターンは、遮断が要求される地理的領域内に延在し得、結果として、非常に望ましくない。

これらのアンテナ場擾乱を緩和するために、１つ以上のバッフル１１０が、使用されてもよい。バッフル１１０の構造および動作原理は、図２のバッフル２１２に関連して、より詳細に説明されるであろう。

図２は、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システム２００を示す。いくつかの実施形態では、アンテナシステム１００は、航空宇宙システムまたは衛星システム等のより大きなシステムの一部であってもよい。いくつかの実施形態では、アンテナシステム２００は、図１Ａおよび１Ｂに関連して説明されるシステム１００のさらなる表現であってもよい。しかしながら、アンテナシステム２００は、本開示の範囲および精神から逸脱することなく、図１Ａおよび１Ｂのシステム１００から独立して、またはそれ以外のシステムの一部としてのいずれかで実装されてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。

アンテナシステム２００は、第１の反射器２０２（すなわち、正面シェル２０２）と、第２の反射器２０４（すなわち、背面シェル２０４）と、インターコスタルリング２０６と、１つ以上の随意の支柱２０８（すなわち、支柱２０８）と、１つ以上のバッフル２１２と、随意の支持構造２１０とを含む。正面シェル２０２、背面シェル２０４、インターコスタルリング２０６および支柱２０８は、それぞれ、図１Ａおよび１Ｂに関連して説明される、正面シェル１０２、背面シェル１０４、インターコスタルリング１０６、および支柱に類似してもよい。いくつかの実施形態では、図２に示されるように、第１の反射器２０２は、格子型であってもよい。

バッフル２１２は、正面シェル２０２と背面シェル２０２との間の空間内に配置されてもよい。バッフル２１２はまた、インターコスタルリング２０６によって境界される面積内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、インターコスタルリング２０６と支柱２０８との間に配置されてもよく、例えば、支柱２０８によって反射された電磁波をインターコスタルリング２０６に向かって反射させてもよい。バッフル２１２は、以下にさらに詳細に説明されるように、任意の好適な形状を有してもよく、任意の好適な配列で構成されてもよい。加えて、バッフルは、誘電材料および／またはポリイミド材料等の任意の好適な材料から作製されてもよい。バッフル２１２は、銅、アルミで被覆した反射材料、またはブランケッティング材料等の反射材料で被覆されてもよい。バッフル２１２は、剛性または可撓性であってもよい。

アンテナシステム２０２が図１Ａおよび１Ｂの二重反射器構造１１６の実施形態である、実施形態では、バッフル２１２は、実質的に、そうでなければ、インターコスタルリング２０６に衝突し、それによって反射されるであろう電磁波をフィードホーン１１４および１１５におよびそこから反射してもよい。バッフル２１２は、インターコスタルリング２０６および支柱２０８によって発生されるより高次のサイドローブをサイドローブ遮断要件を伴う領域から遮断要件を伴わない領域に操向し、したがって、遮断要件により準拠するように構成されてもよい。

バッフル２１２は、任意の好適な形状を有してもよい。例えば、バッフル２１２は、図２に示されるもの等、１つ以上の平面領域から成ってもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、非平面形状および／または湾曲形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、例えば、ある長さの伝導性および非伝導性材料から加工されるため、均一厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、非均一厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、図２に示されるように、複数の区画から成ってもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、単一区画として加工されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、実質的に、連続であってもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、１つ以上の開口部を有してもよい。

バッフル２１２は、正面シェル２０２と背面シェル２０４との間の空間内に種々の構成で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、任意の好適な接続（すなわち、取着）手段によって、正面シェル２０２、背面シェル２０４、および／またはインターコスタルリング２０６に接続（すなわち、取着）されてもよい。例えば、図２に示されるように、バッフル２１２の底縁は、背面シェル２０４に接続されてもよく、バッフル２１２の上縁は、正面シェル２０２に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２の一部および／またはバッフル２１２の角（上部および／または底部）および／または結合点は、インターコスタルリング２０６に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、直接、インターコスタルリング２０６に接続されてもよく、またはその一部であってもよい。

いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、インターコスタルリング２０６の全周に沿って配置されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、インターコスタルリング２０６の円周の一部のみに沿って配置されてもよい。例えば、バッフル２１２は、正面シェル２０２と背面シェル２０４との間の最大分離面積に対応するインターコスタルリングの一部に沿って配置されてもよい。有利には、バッフル２１２のそのような位置付けは、そうでなければ、望ましくない電磁波の実質的部分を生成し得る、インターコスタルリング２０６の最大分離面積によって生成されるアンテナ場擾乱を効果的に緩和し得る。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、いくつかのバッフル２１２によって反射された電磁波の一部が、他のバッフル２１２に衝突しないように位置付けられてもよい。

バッフル２１２の位置付けは、任意の好適な方法によって判定されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２の位置付けは、アンテナシステム２００のコンピュータモデルの数値的電磁シミュレーションを通して判定されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２の位置付けは、放射パターン試験範囲内において、アンテナシステム２００および／またはバッフル２１２の物理的モデル上で行われる試験から導出された結果に基づいて判定されてもよい。

いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、アンテナシステム２００の製造および／または組立の間、アンテナシステム２００に統合されてもよい。いくつかの実施形態では、バッフル２１２は、例えば、インターコスタルリング２０６内の開口部を介して、すでに組み立てられたアンテナシステムに組み込まれてもよい。有利には、組み立てられたアンテナシステムへのバッフル２１２の組み込みは、これらの既存のアンテナシステムを分解せずに、既存のアンテナシステムの修正（すなわち、アンテナシステム２００と機能的に類似するアンテナシステムへの既存のアンテナシステムの変換）を可能にし得る。

図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例証的システム１０１の外形および断面図を示す。図３Ｃおよび３Ｄは、それぞれ、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるためのさらなる例証的システム１０３の外形および断面図を示す。

システム１０１および１０３では、システム１００のバッフル１１０は、存在せず、インターコスタルリング自体が、サイドローブ遮断要件により準拠するために、そのインターコスタルリングおよび支柱によって発生されたサイドローブをサイドローブ遮断要件を伴う領域からサイドローブ遮断要件を伴わない領域に操向させるように再構成される。

再構成されたインターコスタルリングは、サイドローブを操向させるために好適な任意の形状を有してもよい。例えば、インターコスタルリングは、斜円筒、すなわち、直接、一方が他方の上に整合されない、上部および底部ベースを有する、円柱の形状を有してもよい。例えば、図３Ａおよび３Ｂに示されるシステム１０１は、正面シェル１０２と背面シェル１０４との間に嵌合された斜円筒の形状をとる、インターコスタルリング１２２を有する。同様に、図３Ｃおよび３Ｄに示されるシステム１０３は、正面シェル１０２と背面シェル１０４との間に嵌合された斜円筒の形状をとる、インターコスタルリング１２４を有する。

インターコスタルリング１２２および１２４は、厳密な円筒形形状を有していなくてもよく、相互に平行な上部および底部ベースを有していなくてもよいことに留意されたい。しかしながら、理解を容易にするために、インターコスタルリング１２２および１２４は、斜円筒として、または斜円筒から派生されるように説明され得る。加えて、斜円筒は、楕円形斜円筒等の任意の好適な円柱であってもよいことに留意されたい。斜円筒は、例えば、正円柱を平行対角線に切断することによって形成されてもよい。

図３Ａおよび３Ｂのインターコスタルリング１２２の上部ベースは、インターコスタルリング１２２の底部ベースに対して上向きに（すなわち、図３Ａおよび３Ｂの個別の上縁の方向に）偏移されてもよく、インターコスタルリング１２２の上部および底部ベースは、それぞれ、正面シェル１０２および背面シェル１０４と接触する、インターコスタルリング１２２のそれらの部分である。故に、再構成されたインターコスタルリング１２２の側壁は、上向きに傾斜されてもよい。いくつかの実施形態では、図３Ａおよび３Ｂに示されるように、インターコスタルリング１２２の上部および底部ベースの一部は、正面シェル１０２および背面シェル１０４の個別の円周に連結されなくてもよい。

図３Ｃおよび３Ｄの再構成されたインターコスタルリング１２４の上部ベースは、インターコスタルリング１２４の底部ベースに対して、下向きに（すなわち、図３Ｃおよび３Ｄの個別の底縁の方向に）偏移されてもよく、インターコスタルリング１２４の側壁は、下向きに傾斜されてもよい。いくつかの実施形態では、図３Ｃおよび３Ｄに示されるように、インターコスタルリング１２４の上部および底部ベースの一部は、正面シェル１０２および背面シェル１０４の個別の円周に連結されなくてもよい。

インターコスタルリング１２２および１２４の形状（例えば、その個別の上部および底部ベースが、相互に対して変位される程度）は、アンテナシステム１０１および１０３のコンピュータモデルの数値的電磁シミュレーションを通して判定される、および／または放射パターン試験範囲内において、アンテナシステム１０１および１０３の物理的モデル上で行われる試験から導出された結果に基づいて判定されてもよい。

有利には、リング１２２および１２４は、インターコスタルリング１２２および１２４ならびに支柱１０８によって発生されるサイドローブをサイドローブ遮断要件を伴う領域からサイドローブ遮断要件を伴わない領域に操向し得る。

前述のようなインターコスタルリング１２２および１２４は、斜円筒の形状をとるが、サイドローブを操向させるために好適な任意の形状を有するインターコスタルリングが、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、使用されてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。

図４Ａは、本開示のある実施形態による、アンテナシステム放射パターンの例示的グラフィカル描写４００を示す。

いくつかの実施形態では、地上放射パターンのグラフィカル描写４００は、アンテナシステム１００および／または２００に類似するが、それぞれ、バッフル１１０および２１２を欠いている、アンテナシステムによって生成される、擾乱された地上放射パターンのグラフィカル描写に対応する。

グラフィカル描写４００では、米国本土は、遮断が要求される領域に対応し得る。グラフィカル描写４００は、例えば、図１Ａ、１Ｂ、および２に関連して説明されるものに類似する衛星アンテナシステムによって伝送される電磁波の擾乱部分による遮断を要求する地理的領域内に生成される擾乱された地上放射パターンのサイドローブ非準拠レベル、すなわち、形状および位置依存強度を示す。

図４Ｂは、本開示のある実施形態による、アンテナシステム放射パターン４０１のさらなる例示的グラフィカル描写を示す。

いくつかの実施形態では、アンテナシステム放射パターン４０１は、それぞれ、バッフル１１０および２１２を組み込む、アンテナシステム１００および／または２００によって生成される、例示的擾乱された地上放射パターンに対応する。

グラフィカル描写４０１では、本土は、遮断が要求される領域に対応し得る。グラフィカル描写４０１は、遮断が要求される領域内のアンテナシステム１００および／または２００によって伝送される電磁波の擾乱部分によって生成される、擾乱された地上放射パターンの例示的形状および位置依存強度（すなわち、アンテナシステム１００および／または２００と関連付けられたサイドローブ非準拠レベル）を示す。有利には、例えば、バッフル１１０および２１２を組み込む、衛星アンテナシステム１００および／または２００によって生成される、例示的擾乱された放射パターン４０１は、バッフル１１０および２１２を欠いているアンテナシステムの例示的擾乱された放射パターン４００より小さい（面積、ピークレベル、および総エネルギーの観点から）非準拠サイドローブを有する。

図５は、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例示的プロセス５００の例証的流れ図を示す。いくつかの実施形態では、プロセス５００は、図１Ａおよび１Ｂのシステム１００、図２のシステム２０１、および／またはそれらの組み合わせを使用して行われてもよい。しかしながら、プロセス５００は、本開示の範囲および精神から逸脱することなく、アンテナシステム１００、アンテナシステム２００、および／またはそれらの組み合わせから独立して、またはそれら以外のシステムの一部としてのいずれかで行われてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。

５０２では、バッフルは、インターコスタルリングから離れるように電磁波を再指向するように構成される。

５０４では、バッフルは、インターコスタルリングと電磁波の経路との間に配置される。インターコスタルリングは、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成される。

図６は、本開示のある実施形態による、アンテナシステムにおける電磁波擾乱を緩和させるための例示的プロセス６００の例証的流れ図を示す。いくつかの実施形態では、プロセス６００は、図３Ａおよび３Ｂのアンテナシステム１０１、図３Ｃおよび３Ｄのアンテナシステム１０３、および／またはそれらの組み合わせを使用して行われてもよい。しかしながら、プロセス６００は、本開示の範囲および精神から逸脱することなく、アンテナシステム１０１、アンテナシステム１０３、および／またはそれらの組み合わせから独立して、またはそれら以外のシステムの一部としてのいずれかで行われてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。

６０２では、第１の反射表面は、第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する電磁波の第２の部分が第１の反射表面を通過するようにするように構成される。

６０４では、第２の反射表面は、第２の偏波を有する電磁波の第２の部分を反射するように構成される。

６０６では、インターコスタルリングは、第１の反射表面によって反射された電磁波の第１の部分の波経路から離れるように電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、インターコスタルリングはさらに、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成される。

６０８では、インターコスタルリングはさらに、第２の反射表面によって反射された電磁波の第２の部分の波経路から離れるように電磁波の摂動部分を再指向するように構成される。

前述は、単に、実施形態の原理の例証である。種々の修正が、本明細書に開示される実施形態の範囲および精神から逸脱することなく、当業者によって行われることができる。本開示の前述の実施形態は、限定ではなく、例証目的のために提示され、本発明は、以下の請求項によってのみ限定される。

Claims (22)

1. アンテナシステムであって、前記アンテナシステムは、
   第１の反射表面と、
   第２の反射表面と、
   前記第１の反射表面と前記第２の反射表面とを接続するように構成されたインターコスタルリングと、
   前記第１の反射表面を前記第２の反射表面に接続するように構成された１つ以上の支柱と、
   前記インターコスタルリングと電磁波の経路との間かつ前記インターコスタルリングと１つ以上の支柱との間に配置されたバッフルであって、前記バッフルは、前記第１の反射表面と接触し、前記バッフルは、前記電磁波を前記インターコスタルリングから離れるように再指向するように構成される、バッフルと
   を備える、アンテナシステム。
2. 前記第１の反射表面は、第１の偏波を有する前記電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成され、
   前記第２の反射表面は、前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成される、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の偏波は、前記第２の偏波に直交する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記電磁波の前記第１の部分は、第１のフィードホーン要素によって伝送または受信され、
   前記電磁波の前記第２の部分は、第２のフィードホーン要素によって伝送および受信される、請求項２に記載のシステム。
5. 前記バッフルは、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、
   前記バッフルは、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成される、
   請求項２に記載のシステム。
6. 前記第１の反射表面は、前記第２の反射表面と前記電磁波の源との間に配置される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記バッフルは、前記第１の反射表面、前記第２の反射表面、および、前記インターコスタルリングのうちの１つ以上に接続される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第１の反射器、第２の反射器、および前記インターコスタルリングは、二重格子型反射器システムに組み立てられ、前記バッフルは、前記組み立てられた二重格子型反射器システムを分解せずに、前記組み立てられた二重格子型反射器システムに挿入される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記バッフルは、前記電磁波の前記経路と、前記第１の反射表面および前記第２の反射表面の対応する接続された部分の間の最大分離に対応する前記インターコスタルリングの一部との間に配置される、請求項１に記載のシステム。
10. 方法であって、前記方法は、
    インターコスタルリングから離れるように電磁波を再指向するようにバッフルを構成することと、
    前記バッフルを前記インターコスタルリングと電磁波の経路との間かつ前記インターコスタルリングと１つ以上の支柱との間に配置することと
    を含み、
    前記インターコスタルリングは、第１の反射表面と第２の反射表面とを接続するように構成され、
    前記１つ以上の支柱は、前記第１の反射表面を前記第２の反射表面に接続するように構成され、
    前記バッフルは、前記第１の反射表面に接触する、方法。
11. 前記第１の反射表面は、第１の偏波を有する前記電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成され、
    前記第２の反射表面は、前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成される、
    請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の偏波は、前記第２の偏波に直交する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記電磁波の前記第１の部分は、第１のフィードホーン要素によって伝送および受信され、
    前記電磁波の前記第２の部分は、第２のフィードホーン要素によって伝送および受信される、
    請求項１１に記載の方法。
14. 前記バッフルは、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、
    前記バッフルは、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成される、
    請求項１１に記載の方法。
15. 前記第１の反射表面は、前記第２の反射表面と前記電磁波の源との間に配置される、請求項１０に記載の方法。
16. 前記バッフルは、前記第１の反射表面、前記第２の反射表面、および、前記インターコスタルリングのうちの１つ以上に接続される、請求項１０に記載の方法。
17. 前記第１の反射器、第２の反射器、および前記インターコスタルリングは、二重格子型反射器システムに組み立てられ、前記方法は、
    前記組み立てられた二重格子型反射器システムを分解せずに、前記組み立てられた二重格子型反射器システムに前記バッフルを挿入すること
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
18. 前記バッフルを、前記電磁波の前記経路と、前記第１の反射表面および前記第２の反射表面の対応する接続された部分の間の最大分離に対応する前記インターコスタルリングの一部との間に配置することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
19. アンテナシステムであって、前記アンテナシステムは、
    第１の反射表面であって、前記第１の反射表面は、第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成されている、第１の反射表面と、
    前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成された第２の反射表面と、
    前記第１の反射表面を前記第２の反射表面に接続するように構成された１つ以上の支柱と、
    前記第１の反射表面と前記第２の反射表面とを接続するように構成されたインターコスタルリングと、
    前記インターコスタルリングと前記電磁波の経路との間かつ前記インターコスタルリングと１つ以上の支柱との間に配置されたバッフルと
    を備え、
    前記バッフルは、前記第１の反射表面と接触し、前記バッフルは、前記電磁波を前記インターコスタルリングから離れるように再指向するように構成され、
    前記インターコスタルリングは、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成され、
    前記インターコスタルリングは、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成される、
    アンテナシステム。
20. 前記インターコスタルリングは、斜円筒である、請求項１９に記載のアンテナシステム。
21. 方法であって、前記方法は、
    第１の反射表面を、第１の偏波を有する電磁波の第１の部分を反射するように、かつ、第２の偏波を有する前記電磁波の第２の部分が前記第１の反射表面を通過するようにするように構成することと、
    第２の反射表面を、前記第２の偏波を有する前記電磁波の前記第２の部分を反射するように構成することと、
    インターコスタルリングを、前記第１の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第１の部分の波経路から離れるように前記電磁波の摂動部分を再指向するように構成することであって、前記インターコスタルリングは、前記第１の反射表面と前記第２の反射表面とを接続するように構成される、ことと、
    前記インターコスタルリングを、前記第２の反射表面によって反射された前記電磁波の前記第２の部分の波経路から離れるように前記電磁波の前記摂動部分を再指向するように構成することと、
    前記インターコスタルリングから離れるように前記電磁波を再指向するようにバッフルを構成することと、
    前記バッフルを前記インターコスタルリングと前記電磁波の経路との間かつ前記インターコスタルリングと１つ以上の支柱との間に配置することであって、前記１つ以上の支柱は、前記第１の反射表面を前記第２の反射表面に接続するように構成され、前記バッフルは、前記第１の反射表面に接触する、ことと
    を含む、方法。
22. 前記インターコスタルリングは、斜円筒である、請求項２１に記載の方法。