JP6517632B2 - アンテナ電磁放射ステアリングシステム - Google Patents

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Description

本開示は、一般的にレドーム（レーダードーム）に係り、特に所定の周波数帯内の電波に対して透明な窓を有する可動レドームに関する。
航空機、船舶、車両、宇宙船等の乗り物は、典型的に長距離通信用の長波長の全方向性アンテナを使用する。こうした全方向性アンテナは低利得なので、こうしたアンテナによって送信される電波（例えば、電波信号）は、電波の無差別放射パターンによって容易に検出及び／又は傍受され得る。従って、長距離通信用の高指向性アンテナが望まれ得る。
高利得アンテナ指向性は多様な方法によって達成可能であり、例えば、フェーズドアレイアンテナを利用したり、ディッシュアンテナやホーンアンテナを利用したり、大開口指向性アンテナを利用したりする。しかしながら、従来のアレイ、ディッシュ、開口方式を用いては、より長波長での指向性アンテナを実現することは難しい。
アンテナビームステアリングは、一般的に、フェーズドアレイアンテナのアンテナ素子の電子的重み付けや、機械的アンテナステアリングによって達成され、例えば、ジンバルを用いて、所望の方位角及び仰角に電波ビームを提供する。しかしながら、こうした大開口アンテナや付随する電子機器及び／又は機械的ジンバルの使用は、サイズ及び重量のため、航空宇宙機（例えば、航空機）での使用はできない。
また、アンテナは、周囲環境条件に晒されると損傷し得るデリケートな部品を含むため、物理的物体、例えばデブリ、降水、移動空気等がアンテナ部品に直接接触することを防止するレドームにアンテナが収容されることが多い。このように、レドームは、損傷を与え得る物体に対する物理的障壁として機能する一方、保護されたアンテナに対する電磁放射、特に電波の伝播を可能にする。アンテナ及び電子部品の空気抵抗及び環境感度のため、レドームは航空機にとって特に重要である。
従って、高利得指向性アンテナ及びレドームの分野における研究開発を当業者は続けている。
一実施形態では、本アンテナ電磁放射ステアリングシステムは、電磁放射を放出するためのアンテナと、アンテナに隣接して配置され且つアンテナを少なくとも部分的に囲むレドームとを含み得て、レドームは、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓を含み、電磁放射は、アンテナに対する相対的な窓の位置に基づいて方向決めされる。
他の実施形態では、電磁放射を放出するアンテナを少なくとも部分的に囲むための本レドームは、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓と、少なくとも一つの回転軸周りにレドームを回転させるレドーム駆動機構とを含み得る。
更に他の実施形態では、全方向性アンテナから放出された電磁放射の方向を制御するための本方法は、（１）アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓であって、レドームに形成された開口、レドームに形成された電磁的透明材料、及びレドームに形成された電磁的透明部のうち少なくとも一つを含む窓を含むレドーム内にアンテナを囲むステップと、（２）窓から離れる方向の電磁放射を窓に向けて反射させて戻し、窓を通過する電磁放射の利得を増大させるステップと、（３）少なくとも一つの回転軸周りにレドームを回転させて、アンテナに対して窓を位置決めして、電磁放射を方向決めするステップとを含み得る。
本システム及び方法の他の実施形態は以下の詳細な説明、添付図面及び添付の特許請求の範囲から明らかになるものである。
本アンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態の概略的ブロック図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態の概略的断面図である。 第一の位置における図２のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの概略的平面図である。 第二の位置における図２のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの概略的平面図である。 図２のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の概略的平面図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的立面図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１の電磁的透明特徴部の二次元形状の概略図である。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムのリターンロス対周波数のグラフである。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態に係る方位角極放射パターンのグラフである。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態に係る仰角極放射パターンのグラフである。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態に係る方位角極放射パターンのグラフである。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態に係る仰角極放射パターンのグラフである。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態に係る方位角極放射パターンのグラフである。 図２０のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態に係る仰角極放射パターンのグラフである。 図１のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態の概略的斜視図である。 図２８のアンテナ電磁放射ステアリングシステムのリターンロス対周波数のグラフである。 図２８のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態に係る方位角極放射パターンのグラフである。 図２８のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態に係る仰角極放射パターンのグラフである。 図２８のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態に係る方位角極放射パターンのグラフである。 図２８のアンテナ電磁放射ステアリングシステムの他の実施形態に係る仰角極放射パターンのグラフである。 全方位性アンテナから放出された電磁放射の方法を制御するための本方法の一実施形態の流れ図である。
以下の詳細な説明では、本開示の具体的な実施形態を例示する添付図面を参照する。異なる構造及び動作を有する他の実施形態は、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照番号は、異なる図面において同じ要素又は部品を指称し得る。
図１及び図２を参照すると、本アンテナ電磁放射ステアリングシステムの一実施形態が、概して参照番号１００で指称され、アンテナ１０２と、レドーム（レーダードーム）１０６とを含み得る。アンテナは、電磁放射１０４（本願では、一般的に、電波、電波ビームとも称される）を放出し得る。一例として、電磁放射１０４は、電磁スペクトルのあらゆる部分を含み得る。他の例では、電磁放射１０４は、略３Ｈｚから略３０００ＧＨｚ（つまり３ＴＨｚ）までの電磁スペクトルの部分内の電磁放射を含み得る。他の例では、電磁放射１０４は、略３Ｈｚから略３００ＧＨｚまでの電磁スペクトルの部分内の電磁放射を含み得る。他の例では、電磁放射１０４は、略３Ｈｚから略３００ＭＨｚまでの電磁スペクトルの部分内の電磁放射を含み得る。更に他の例では、電磁放射１０４は、略３Ｈｚから略３００ｋＨｚまでの電磁スペクトルの部分内の電磁放射を含み得る。
本願において、当業者は、開示される周波数が、略１０パーセントから略１５パーセントで開示される限界周辺で異なり得ることを理解されたい。例えば、略３０００ＧＨｚは、略２５５０ＧＨｚから２７００ＧＨｚの間となり得る。
アンテナ１０２は、図２に最もよく示されるように、電磁放射１０４を送信（矢印Ａ）、受信（矢印Ｂ）又は送受信（矢印Ａ及びＢ）する装置又はシステムであり得る。一般的で非限定的な一例では、アンテナ１０２は電波アンテナであり得る。一般的で非限定的な他の例では、アンテナ１０２はマイクロ波アンテナであり得る。一般的で非限定的な更に他の例では、アンテナ１０２はレーダーアンテナであり得る。特定の非限定的な一例では、アンテナ１０２は全方向性アンテナであり得る。特定の非限定的な他の例では、アンテナ１０２はダイポールアンテナであり得る。特定の非限定的な他の例では、アンテナ１０２は半波長ダイポールアンテナ（例えば、同軸アンテナ）であり得る。特定の非限定的な他の例では、アンテナ１０２はダイポールアンテナアレイ（例えば、コーリニアアンテナアレイ）であり得る。特定の非限定的な更に他の例では、アンテナ１０２はモノポールアンテナであり得る。他のタイプのアンテナも制限なく想定される。
レドーム１０６は、アンテナ１０２に隣接して配置され、且つアンテナ１０２を少なくとも部分的に囲み得る。例えば、図２に最もよく示されるように、レドーム１０６は、囲まれた内部空間１１０を画定し得て、レドーム１０６の囲まれた内部空間１１０内にアンテナ１０２が収容され得る。非限定的な例では、内部空間１１０の形状は、シリンダー状、球状、半球状、円錐状、又はピラミッド状であり得る。レドーム１０６は、環境条件、例えば、雨、みぞれ、雪、ほこり、風、雷等からアンテナ１０２を保護し得る。レドーム１０６は、アンテナ利得を高め（例えば、集束された狭い電波ビーム幅の成形）、望まない方向に放出される電磁放射１０４を防止し、選択された方向に放出された電磁放射１０４をステアリング（操縦）する（例えば、成形された電波ビームの方向の強制）ように構成され得る。
例示的な一構成では、レドーム１０６は、金属材料で構成され得る。一例では、レドーム１０６は固体金属レドームであり得る。他の例では、レドーム１０６は、少なくとも９０パーセントの金属を含み得る。例示的な他の構成では、レドーム１０６は、誘電体で構成され得る（例えば、誘電体レドーム）。例示的な更に他の構成では、レドーム１０６は、金属材料及び誘電体で構成され得る（例えば、金属‐誘電体レドーム）。レドーム１０６は、セラミック材料（これに限定されるものではない）等の他のタイプの材料や、複数種の材料の組み合わせで構成され得る（例えば、セラミックレドーム）。
本開示では、高速で全天候の応用（例えば、航空機応用）における従来の誘電体又はセラミックのレドームの機械的及び電気的制限を克服することにより、金属レドームが特に有用であると認識している。例えば、金属レドームは、より高い全体的な機械的強度、環境ストレス（例えば、雨、あられ、ほこり、雷等によって生じる）に対する耐性の増強、静電放電性能の改善の可能性を与え得る。
レドーム１０６は、アンテナ１０２に対して相対的に可動し得る。例示的な一実施形態では、レドーム１０６は、規則的な回転でアンテナ１０２に対して相対的に移動し得る。例示的な他の実施形態では、レドーム１０６は、不規則な回転でアンテナ１０２に対して相対的に移動し得る。例示的な他の実施形態では、レドーム１０６は、規則的な振動でアンテナ１０２に対して相対的に移動し得る。例示的な他の実施形態では、レドーム１０６は、不規則な振動でアンテナ１０２に対して相対的に移動し得る。
一例では、アンテナ１０２が静止していて、レドーム１０６が、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りで回転し得る。特定の非限定的な一例では、レドーム１０６は、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りで少なくとも４５度回転し得る。特定の非限定的な他の例では、レドーム１０６は、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りで少なくとも９０度回転し得る。特定の非限定的な他の例では、レドーム１０６は、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りで少なくとも１８０度回転し得る。特定の非限定的な他の例では、レドーム１０６は、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りで少なくとも２７０度回転し得る。特定の非限定的な更に他の例では、レドーム１０６は、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りで少なくとも３６０度回転し得る。
回転軸Ｘは図２において実質的に垂直軸として示されているが、回転軸Ｘは、実質的に水平軸や、水平軸又は垂直軸に対して任意の角度の他の軸でもあり得る。例えば、図２に最もよく示されているように、回転軸Ｘは、アンテナ１０２を通り抜け得る（例えば、アンテナ１０２と実質的に同軸上（同一直線上）にある）。
例示的な一実施形態では、レドーム駆動機構１１６は、静止アンテナ１０２に対して相対的にレドーム１０６を移動させる（例えば、回転軸Ｘ周りに回転させる）ようにレドーム１０６に動作可能に結合され得る。一例では、レドーム駆動機構１１６は、レドーム１０６から放射する電磁放射１０４の方位角を制御するために、レドーム１０６の部分的な回転又は完全な回転を複数の等しいステップに分割するステッパーモータを含み得る。他の例では、レドーム駆動機構１１６は、レドーム１０６から放射する電磁放射１０４の仰角（例えば、姿勢）を制御するジンバルを含み得る。更に他の例では、レドーム駆動機構１１６は、レドーム１０６から放射する電磁放射１０４の方位角及び仰角を制御するモーター及びジンバルを含み得る。
例示的な一実施形態では、レドーム１０６は窓１０８を含み得る。窓１０８は電磁的に透明であり得る。また、窓１０８は、アンテナ１０２によって放出された電磁放射１０４を、アンテナ１０２からレドーム１０６の外に（例えば、窓１０８を通して）通過させることができる。電磁放射１０４は、アンテナ１０２に対する相対的な窓１０８の位置に基づいて、方向決めされ得る。例えば、図２に最もよく示されているように、レドーム１０６から放射する電磁放射１０４は、窓１０８を通過する方向（矢印１１２）に方向決めされて制限され得る。アンテナ１０２に対する相対的な窓１０８の位置は、アンテナ１０２に対する相対的なレドーム１０６の回転位置に基づいたものとなり得る。
窓１０８は、レドーム１０６の壁１１８に形成（例えば、製造）され得る。例示的な一実施形態では、窓１０８は、レドーム１０６の壁１１８に形成された開口１２０（例えば、材料が存在しない）であり得る。例示的な他の実施形態では、窓１０８は、レドーム１０６の壁１１８に設けられた電磁的透明材料１２２（例えば、誘電体や、電磁的透明スクリーン）から形成され得る。
例示的な一実施形態では、窓１０８は、あらゆる動作波長を有する電磁放射１０４に対し電磁的に透明であり得る。例えば、オープンエア（開放）窓（例えば、開口１２０）は、あらゆる波長を有する電磁放射１０４が窓１０８を通過することを可能にする。例示的な他の実施形態では、窓１０８は、所定の波長を有する電磁放射１０４に対して電磁的に透明であり得る。例えば、窓１０８を形成する電磁的透明材料１２２は、所定の波長を有する電磁放射１０４（例えば、所望の動作帯）のみが窓１０８を通過することを可能にして、所定の波長を有さない電磁放射（例えば、非動作帯）が窓１０８を通過することを防止するように選択され得る。
レドーム１０６の壁１１８は、電磁的に反射性であり得る。例えば、レドーム１０６の壁１１８の少なくとも内部表面１２４が電磁的に反射性であり得る。一例では、レドーム１０６の壁１１８が、電磁的反射材料１２６から形成され得る。他の例では、レドーム１０６の壁１１８の内部表面１２４が、電磁的反射材料１２６で形成され、覆われ、又はコーティングされ得る。
例示的な一実施形態では、壁１１８（又は、壁１１８の少なくとも内部表面１２４）が、あらゆる動作波長を有する電磁放射１０４に対して電磁的に反射性であり得る。例えば、壁の内部表面１２４が、あらゆる波長を有する電磁放射１０４を反射し得る。例示的な他の実施形態では、壁１１８（又は、壁１１８の少なくとも内部表面１２４）が、所定の波長を有する電磁放射１０４に対して電磁的に反射性であり得る。例えば、電磁的反射材料１２６は、窓１０８を通過させたい所定の波長を有する電磁放射１０４（例えば、所望の動作帯）のみを反射して、所定の波長を有さない電磁放射１０４（例えば、非動作帯）を吸収するように選択され得る。
図２〜図４を参照すると、レドーム１０６（例えば、金属レドーム）に窓１０８を形成することが、レドーム１０６から放射する電磁放射１０４を窓１０８を通過する電磁放射の一部に制限することによって、レドーム１０６内に囲まれたアンテナ１０２が放出する電磁放射１０４の指向性に影響を与え得る。従って、レドーム１０６の移動（例えば、レドーム１０６の回転）が、アンテナ１０２に対する相対的な窓１０８の位置を変更し得て（例えば、アンテナ１０２に対して相対的に窓１０８を移動させる）、これが、図３及び図４に最もよく示されているように、窓１０８の位置に基づいてアンテナ１０２が放出する電磁放射１０４を所定の方向に方向決めすること（例えば、電波ビームステアリング性能）を生じさせ得る。
図２及び図５を参照すると、レドーム１０６の電磁的に反射性の内部表面１２４（例えば、レドーム１０６の壁１１８）は、壁１１８の方向に放射された全方向性電磁放射１０４を窓１０８の方向に反射させて戻し得る。例えば、電磁放射の一部１０４ａは、アンテナ１０２から、窓１０８の位置に実質的に整列し窓１０８を通過する方向に放射し得る。電磁放射の一部１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ等はアンテナ１０２から他の方向に放射して、レドーム１０６によって、窓１０８の位置の方向に反射されて戻され、窓１０８を通過し得る。従って、このような電磁的反射は、窓１０８を通過する電磁放射１０４を増やし、及び／又は、窓１０８を通過する電磁放射１０４を集束し（例えば、電磁放射１０４を一方向にまとめる）、これが、利得を増大させ得る（例えば、より高いアンテナ利得が、電波を集中させることによって得られ得る）。
アンテナ１０２に対する相対的な回転軸Ｘ周りのレドーム１０６の回転は、アンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに窓１０８を回転させることによって、回転軸Ｘ周りに電磁放射１０４の方向を実質的に回転させ得る。
図２に最もよく示されるように、レドーム１０６及び付随するアンテナ１０２は、支持構造１１４に取り付け又は固定され得る。一例では、支持構造１１４は、乗り物であり得て、地球上の乗り物（例えば、航空機、ボート／船、地上車両）や、宇宙の乗り物（例えば、宇宙船、人工衛星）であり得る。他の例では、支持構造１１４は、地面、建物、又は他の構造等であり得る。
図２〜図５に最もよく示されているように、一般的で非限定的な例示的一実施形態では、アンテナ１０２は全方向性の垂直配向ダイポールアンテナであり得る（例えば、電磁放射１０４が、アンテナ１０２から、アンテナ１０２に垂直な平面内の全方向に放射する）。
図６〜図１３を参照すると、レドーム１０６は、多様なサイズ及び幾何学的形状を有し得る。レドーム１０６のサイズ及び／又は形状は、アンテナ１０２のサイズ、形状及び／又は種類によって決定され得る。一般的に、レドーム１０６のサイズ及び／又は形状は、アンテナ１０２を完全に囲むのに十分なものとなり得る。
非限定的な一例では、図６及び図７に示されるように、レドーム１０６はシリンダー形状を有し得る。回転軸Ｘは、シリンダー状レドーム１０６の中心を通って延伸し、アンテナ１０２と同軸で（同一直線上に）あり、レドーム１０６、つまりは窓１０８がアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに回転し得る。一例では、図６に示されるように、回転軸Ｘは実質的に垂直軸であり得て、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の方位角を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。他の例では、図７に示されるように、回転軸Ｘは実質的に水平軸であり得て、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の仰角（例えば、姿勢）を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。
非限定的な他の例では、図８及び図９に示されるように、レドーム１０６は球形状を有し得る。回転軸Ｘは、球状レドーム１０６の中心を通って延伸し、アンテナ１０２と同軸であり、レドーム１０６、つまりは窓１０８がアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに回転し得る。一例では、図８に示されるように、回転軸Ｘは実質的に垂直軸であり得て、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の方位角を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。他の例では、図９に示されるように、回転軸Ｘは実質的に水平軸であり得て、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の仰角（例えば、姿勢）を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。
非限定的な他の例では、図１０に示されるように、レドーム１０６は、直方体形状（例えば、立方体、直方体）を有し得る。回転軸Ｘは、直方体状レドーム１０６の中心を通って延伸し、アンテナ１０２（図１０に示さず）と同軸であり、レドーム１０６、つまりは窓１０８がアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに回転し得る。一例では、図１０に示されるように、回転軸Ｘは実質的に垂直軸であり、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の方位角を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。他の例（図示せず）では、回転軸Ｘは実質的に水平軸であり得て、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の仰角（例えば、姿勢）を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。
非限定的な他の例では、図１１に示されるように、レドーム１０６は、半球形状（例えば、半球）を有し得る。回転軸Ｘは、半球状レドーム１０６の中心を通って延伸し、アンテナ１０２と同軸であり、レドーム１０６、つまりは窓１０８がアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに回転し得る。一例では、回転軸Ｘは実質的に垂直軸であり、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の方位角を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。
非限定的な他の例では、図１２に示されるように、レドーム１０６は円錐形状を有し得る。回転軸Ｘは、円錐状レドーム１０６の中心を通って延伸し、アンテナ１０２と同軸であり、レドーム１０６、つまりは窓１０８がアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに回転し得る。一例では、回転軸Ｘは実質的に垂直軸であり、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の方位角を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。
非限定的な更に他の例では、図１３に示されるように、レドーム１０６はピラミッド形状を有し得る。回転軸Ｘは、ピラミッド状レドーム１０６の中心を通って延伸し、アンテナ（図１２に示さず）と同軸であり、レドーム１０６、つまりは窓１０８がアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに回転し得る。一例では、回転軸Ｘは実質的に垂直軸であり、レドーム１０６の回転が、利得の増強した電磁放射１０４の方位角を方向制御（例えば、ステアリング）するように窓１０８を位置決めし得る。
図６〜図１３、特に図６を参照すると、窓１０８は、レドーム１０６内に囲まれたアンテナ１０２が放出する電磁放射１０４の所定の（例えば、所望の）動作周波数に従ったサイズにされ得る。窓１０８は幅Ｗ及び長さＬ１を有し得る。
例示的な一実施形態では、窓１０８は、レドーム１０６の第一の端部１３２近く（例えば、端部そのもの、又はその近く）から、レドーム１０６の第二の端部１３４近くに延伸し得る（上下、又は左右に）。例示的な一構成では、図６に最もよく示されるように、窓１０８の長さＬ１は、レドーム１０６の長さＬ２に実質的に等しくなり得る。
窓１０８の幅Ｗは、所定の動作周波数においてアンテナ１０２によって放出される電磁放射１０４の波長によって決められる（例えば、比例する）。一例では、窓１０８の幅Ｗ対電磁放射１０４の波長（又は周波数）（例えば、電磁放射１０４の動作波長又は周波数）の比は、所定の比に基づき得る。例示的な一実施形態では、窓１０８の幅Ｗは、所定の動作周波数の電磁放射１０４の波長の略１／８から１／２の間となり得る。例示的な他の実施形態では、窓１０８の幅Ｗは、所定の動作周波数の電磁放射１０４の波長の略１／８であり得る。例示的な他の実施形態では、窓１０８の幅Ｗは、所定の動作周波数の電磁放射１０４の波長の略１／６であり得る。例示的な他の実施形態では、窓１０８の幅Ｗは、所定の動作周波数の電磁放射１０４の波長の略１／４であり得る。例示的な更に他の実施形態では、窓１０８の幅Ｗは、所定の動作周波数の電磁放射１０４の波長の略１／２であり得る。
上述し、また図６〜図１３に示されるレドームの形状及び上述の窓のサイズが多様なレドーム１０６の形状及び窓１０８の幅Ｗの一部の例に過ぎないことを当業者は認識されたい。他の形状及びサイズも想定される。レドーム１０６の具体的なサイズ及び／若しくは形状、並びに／又は、窓１０８のサイズは、使用されるアンテナ１０２のサイズ及び／若しくは種類、並びに／又は、電磁放射１０４に望まれる動作周波数によって決められ得る。
また、レドーム１０６の形状、窓１０８のサイズ、及び／又は、レドーム１０６内部で使用されるアンテナ１０２の種類が、窓１０８を通る電磁放射１０４の最適な集束（例えば、最適な電波ビームの集束）を達成するのに重要な検討事項であることも認識されたい。一例では、小さ過ぎる窓１０８（例えば、効果的ではなく小さな幅Ｗを有する窓１０８）では、アンテナ１０２によって放出される電磁放射１０４の抵抗が、ゼロ近くに減少し得る。他の例では、大き過ぎる窓１０８（例えば、効果的ではなく大きな幅Ｗを有する窓１０８）は、電磁放射１０４の利得を低減し得る（例えば、電波ビームの幅を増大させる）。
一例では、レドーム１０６のサイズ及び／若しくは形状、並びに／又は、窓１０８のサイズは、電磁放射１０４の動作波長及び／又は周波数に基づいたコンピューターモデル及び／又はパラメータ解析を用いて、決定され得る。本アンテナ電磁放射ステアリングシステム１００の全体構造（例えば、レドーム１０６、窓１０８、アンテナ１０２）は、電磁放射１０４の動作周波数をシフトさせる因子によってスケールアップ又はスケールダウンされ得る。
図６〜図１３に示されるいずれの例でも、レドーム１０６は、複数のコーナー反射体（図示せず）を含み得て、コーナー反射体は、レドーム１０６の内部空間１１０内に、アンテナ１０２に近接して配置されて、窓１０８を通る方向に電磁放射１０４を更に方向決め及び／又は集束（例えば、成形）し得る。
図１４〜図１７を参照すると、例示的な一実施形態では、レドーム１０６は、複数の独立可動の部分１２８（例えば、図１４〜図１７において部分１２８ａ及び部分１２８ｂとして別々に識別されている二つ以上の独立可動部分）及び窓１３０（例えば、図１４〜図１７において窓１３０ａ及び窓１３０ｂとして別々に識別されている二つ以上の窓）を含み得る。一例では、各窓１３０ａ、１３０ｂが、レドーム１０６のそれぞれの部分１２８ａ、１２８ｂに形成され得る（例えば、部分１２８ａ、１２８ｂを画定するレドーム１０６の壁１１８に形成され得る）。
上述して、図２〜図５に示したように、レドーム１０６の部分１２８を画定する壁１１８の内部表面１２４は、電磁的に反射性であり得る。例えば、部分１２８の内部表面１２４は、電磁的反射材料１２６で形成され又は覆われ得る。窓１３０は、上述して図２〜図５に示した窓１０８と実質的に同一である。例えば、窓１３０は電磁的に透明であり得る。一例では、各窓１３０ａ、１３０ｂは開口１２０であり得る（例えば、レドーム１０６の壁１１８に設けられる材料が存在しない）。他の例では、各窓１３０、１３０ｂは、レドーム１０６の壁１１８に設けられる電磁的透明材料１２２であり得る。更に他の例では、窓１３０ａが開口１２０であり、窓１３０ｂが電磁的透明材料１２２であり得る。
各部分１２８（例えば、部分１２８ａ、１２８ｂ）は、レドーム１０６内に囲まれたアンテナ１０２に対して相対的に回転軸Ｘ周りに独立的に回転することができる。一例では、図１５及び図１７に示されるように、部分１２８ａ及び部分１２８ｂは、実質的に垂直な回転軸Ｘ周りに独立的に回転し得て、各部分１２８ａ、１２８ｂが、増強した利得を有する電磁放射１０４を異なる方位角において同時に方向制御（例えば、ステアリング）するように（例えば、複数の電波ビームを形成するように）各窓１３０ａ、１３０ｂを位置決めし得る。他の例では、図１６及び図１８に示されるように、部分１２８ａ及び部分１２８ｂが、実質的に水平な回転軸Ｘ周りに独立的に回転し得て、各部分１２８ａ、１２８ｂが、増強した利得を有する電磁放射を異なる仰角（例えば、姿勢）において同時に方向制御（例えば、ステアリング）するように（例えば、複数の電波ビームを形成するように）各窓１３０ａ、１３０ｂを位置決めし得る。
シリンダー状レドーム及び球形レドームのみが図１４〜図１７には示されているが、任意の形状を有するレドーム１０６が複数の部分１２８及び窓１３０を含み得ることを当業者は理解されたい。
レドーム１０６に形成された窓１３０が多くなるほど（例えば、独立的に回転可能な部分１２８が多くなるほど）、複数の窓が同軸上に整列している場合よりも、又は、レドーム１０６が単一の大きな窓１０８を含む場合よりも低く増強された利得（例えば、電波ビーム当たりの低い利得）を有して各窓１３０ａ、１３０ｂを通過する電磁放射１０４が得られ得ることが当業者には理解される。
図１８を参照すると、例示的な一実施形態では、レドーム１０６に（例えば、レドーム１０６の壁１１８に）形成された電磁的透明パターン１３６によって、窓１０８が画定され得る。パターン１３６は、複数の電磁的特徴部１３８（例えば、特徴部１３８のアレイ）を含み得る。複数の特徴部１３８は、窓１０８の長さＬ１及び幅Ｗにわたって広がる。例示的な一構成では、パターン１３６を画定する複数の特徴部１３８は、互いに等間隔にされ得る。例示的な他の構成では、パターン１３６を画定する複数の特徴部１３８は互いに等間隔には配置されないものとなり得る。例示的な他の構成では、パターン１３６を画定する複数の特徴部１３８は、水平軸及び垂直軸のうち少なくとも一方に沿って互いに同軸上に整列され得る。例示的な更に他の構成では、パターン１３６を画定する複数の特徴部１３８は、水平軸及び垂直軸のうち少なくとも一方に沿ってずらされ得る（例えば、ジクザグにされる）。
各特徴部１３８は、レドーム１０６に（例えば、レドーム１０６の壁１１８）に形成（例えば、製造）され得る。例示的な一実施形態では、各特徴部１３８は、レドーム１０６の（例えば、レドーム１０６の壁１１８の）開口１２０（例えば、材料が存在しない）であり得る。例示的な他の実施形態では、各特徴部１３８は、レドーム１０６に（例えば、レドーム１０６の壁１１８に）設けられた電磁的透明材料１２２（例えば、誘電体や、電磁的透明スクリーン）から形成され得る。
例示的な一実施形態では、特徴部１３８のパターン１３６は、あらゆる動作波長を有する電磁放射１０４に対して電磁的に透明であり得る。例えば、オープンエア（開放）窓の特徴部１３８（例えば、各特徴部が開口１２０を形成する）は、あらゆる波長を有する電磁放射１０４が特徴部１３８（例えば、電磁的透明窓１０８を画定する特徴部１３８のパターン１３６）を通過することを可能にする。例示的な他の実施形態では、特徴部１３８は、所定の波長を有する電磁放射１０４に対して電磁的に透明であり得る。例えば、特徴部１３８を形成する電磁的透明材料１２２は、所定の波長を有する電磁放射１０４（例えば、所望の動作帯）のみが特徴部１３８（例えば、電磁的透明窓１０８を画定する特徴部１３８のパターン１３６）を通過することを可能にして、所定の波長を有さない電磁放射（例えば、非動作帯）が特徴部１３８を通過することを防止するように選択され得る。
図１９Ａ〜図１９Ｋを参照すると、各特徴部１３８は、二次元形状１４０（例えば、二次元の幾何学的形状）を有し得る。特定の非限定的な一例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ａに示されるようなスロット形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｂに示されるようなプラス記号形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｃに示されるような円形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｄに示されるような楕円形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｅに示されるような矩形形状（例えば、正方形、長方形）を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｆに示されるような三角形形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｇに示されるようなオジーブ形状（例えば、少なくとも一つの丸くテーパ状の端部を有するもの）を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｈに示されるような十字架形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｉに示されるような鶏の足形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｊに示されるようなＸ字形状を有し得る。特定の非限定的な他の例の構成では、特徴部１３８の形状１４０は、図１９Ｋに示されるような多角形形状（例えば、六角形）を有し得る。このように、形状（例えば、二次元の幾何学的形状）は、スロット、プラス記号、円、楕円、矩形、三角形、オジーブ、十字架、鶏の足、Ｘ字、多角形のうち一つから選択され得る。パターンを画定する特徴部１３８の他の形状１４０も想定される。
例示的な他の実施形態では、電磁的透明特徴部１３８のパターン１３６から形成される窓１０８は、レドーム１０６の所望の周波数選択性に応じて、ムンク（Ｍｕｎｋ）の周波数選択性二次元形状を用い得る。
例示的な他の実施形態では、システム１００は、（例えば、第一の）周波数Ｆ１を有する電磁放射１０４を受信して、（例えば、第二の）周波数Ｆ２を有する電磁放射を送信するように構成され得る。従って、システム１００は、トランスポンダーシステムとなり得る。このような例示的実施形態では、アンテナ１０２は、あらゆる方向において周波数Ｆ１を有する電磁放射１０４を受信するが、アンテナ１０２に対する相対的な窓１０８の位置によって決められる選択方向に周波数Ｆ２を有する電磁放射１０４を送信し得る。
例示的な一構成では、アンテナ１０２は、周波数Ｆ１及び周波数Ｆ２で動作するように設計されたマルチバンドアンテナであり得る。特定の非限定的な一例では、アンテナ１０２は、年輪状のマルチバンドアンテナであり得る。例示的な一実施形態では、アンテナ１０２は、周波数Ｆ２を有する電磁放射１０４を周期的に送信し、周波数Ｆ１を有する電磁放射１０４を連続的に受信し得る。
レドーム１０６（例えば、レドーム１０６の壁１１８）は、周波数Ｆ１を有する電磁放射１０４に対しては電磁的に透明であるが（例えば、電磁的透明材料１２２から形成される）、周波数Ｆ２を有する電磁放射１０４に対しては電磁的に不透明又は反射性である（例えば、電磁的反射性材料１２６で形成又は覆われる）周波数選択性材料で構成され得る。
従って、レドーム１０６の窓１０８は、上述の方法と実質的に同様に、レドーム１０６から放射する周波数Ｆ２を有する電磁放射１０４を、窓１０８を通過するその電磁放射１０４の一部に制限することによって、レドーム１０６内部に囲まれたアンテナ１０２によって放出される周波数Ｆ２を有する電磁放射１０４の指向性に影響を与え得る。あらゆる方向からの周波数Ｆ１を有する電磁放射１０４は、レドーム１０６を通り抜けて、アンテナ１０２によって受信され得る。
例示的な他の実施形態では、システム１００は、異なる複数の周波数（例えば、周波数Ｆ２及び周波数Ｆ３）を有する電磁放射１０４を送信するように構成され得る。例示的な一構成では、複数の窓１３０（例えば、図１４〜図１７に最もよく示されるような窓１３０ａ及び窓１３０ｂ）を有するレドーム１０６は、アンテナ１０２に対する相対的な窓１３０の位置に基づいて（例えば、レドーム１０６の部分１２８ａ、１２８ｂの回転位置に基づいて）、異なる周波数を有する電磁放射１０４を異なる方向に送信するように構成され得る。例示的な一構成では、窓１３０ａが、周波数Ｆ２を有する電磁放射１０４に対して電磁的に透明な周波数選択性材料で形成され得て、窓１３０ｂが、周波数Ｆ３を有する電磁放射１０４に対して電磁的に透明な周波数選択性材料で形成され得る。
レドーム１０６及び／又は窓１３０を形成する周波数選択性材料は、落雷対策の機能も果たし得る。例示的な一構成では、レドーム１０６（例えば、レドーム１０６の壁１１８）が、外部表面及び内部表面を有する層状構造（図示せず）として構成され得る。例えば、層状構造の外部構造層が外部表面に近接して配置され得て、層状構造の内部構造層が内部表面に近接して配置されて、層状構造のコア層が、外部構造層と内部構造層との間に配置され得る。外部構造層及び内部構造がレドーム１０６の物理的構造を形成する一方、コア層は、ファラデーケージ層及び／又は人工誘電層を含み得る。層状構造の一般的な構成（例えば、外部構造層‐コア層‐内部構造層）に対して多様な変更が為され得ることが当業者には理解されるものである。
一例では、実効キャパシタンスを有する人工誘電体を形成するために利用可能な方法を用いて、人工誘電層が形成され得る。人工誘電層の実効キャパシタンスが、特定の周波数帯（例えば、周波数Ｆ１）に対してレドーム１０６を調整する研究開発段階において変更され得るパラメータであり得ることは当業者には理解されるものである。
一例では、ファラデーケージ層が、耐雷性のファラデーケージ材料から形成され得て、ファラデーケージ層が実効インダクタンスを有するようになる。ファラデーケージ層の実効インダクタンスは、特定の周波数帯に対してレドーム１０６を調整する研究開発段階において選択され得る（例えば、適切な材料の選択や設計によって）パラメータであり得ることは当業者には理解されるものである。連続的な直流経路の導電体のネットワークが、ファラデーケージ材料を適切に形成し得る。ファラデーケージ材料が高導電性材料（例えば、銅、銀、アルミニウム）から形成される場合、ファラデーケージ材料の基本重量及び断面厚さは十分な大きさのものであり、ファラデーケージ材料が耐雷性になることによって、その材料を、レドーム１０６のファラデーケージ層での使用に適したものにする。耐雷性のファラデーケージ材料は、特に、雷が当たった位置から離れた位置において、材料を顕著に焼失させることなく、雷が誘起する（ＥＭＰが誘起する）電流を、その材料に沿って流すことを可能にし得る。
［例１：シリンダー状レドーム］
図２０を参照すると、特定の非限定的な一例の本システム１００は、シリンダー状レドーム１０６内に囲まれ実質的に垂直な向きの標準的な半波長ダイポールアンテナ１０２を含み得る。本願において、“半波長”とは、ダイポールアンテナの長さが、動作周波数においてアンテナ１０２から放出される電磁放射（例えば、電波）の半波長に実質的に等しいことを意味する。アンテナ１０２は、シリンダー状レドーム１０６の実質的に中心に配置され得る。
アンテナ１０２の長さＬ３（例えば、垂直高さ）は、所定の（例えば、所望の）動作周波数における電磁放射１０４の半波長に（例えば、等しくなるように）設定され得る。この特定の非限定的な例では、アンテナ１０２の長さＬ３は、略３．９インチであり得て、動作周波数（例えば、システム１００の）は、略１５１５ＭＨｚ（又は１．５ＧＨｚ）であり得る。
シリンダー状レドーム１０６の長さＬ２（例えば、垂直高さ）は、アンテナ１０２の長さＬ３よりも略１０パーセント大きくなり得る。この特定の非限定的な例では、シリンダー状レドーム１０６の長さＬ２は、略４．３インチであり得る。
例示的な一構成では、シリンダー状レドーム１０６の直径Ｄは、１波長よりも大きくなり得る。例示的な他の構成では、シリンダー状レドーム１０６の直径Ｄは、３波長よりも大きくなり得る。例示的な更に他の構成では、シリンダー状レドーム１０６の直径Ｄは、１０波長よりも大きくなり得る。この特定の非限定的な例では、シリンダー状レドーム１０６の直径Ｄは略６．６インチであり得て、シリンダー状レドーム１０６の円周は略１８インチであり得る。
窓１０８の幅Ｗは、アンテナ１０２によって放出される電磁放射１０４の波長に比例し得る。この特定の非限定的な例では、窓１０８の幅Ｗは１／６波長であり得る。
本願においては、当業者に理解されるように、本システム１００の例示的な構成のおおよその寸法（例えば、窓の長さＬ１、窓の幅Ｗ、レドームの長さＬ２、アンテナ１０２の長さＬ３、及び／又は、レドーム１０６の直径Ｄ）は、製造公差内で変化し得る。
本願においては、当業者に理解されるように、本システム１００の例示的な実施形態のおおよその動作周波数は、略１０パーセントから１５パーセントで変化し得る。例えば、略１５１５ＧＨｚは、略１２８０ＧＨｚと略１３６０ＧＨｚとの間となり得る。
図２１は、この特定の非限定的な例のシステム１００のリターンロス対周波数のシミュレーション図を示す。システム１００は、略１６００ＭＨｚから２１５０ＭＨｚ（又は、１．６ＧＨｚから２．１ＧＨｚ）の範囲内の放射に対して有用な反射係数を有し得る。
図２２は、この特定の非限定的な例のシステム１００の方位角極放射パターンの一シミュレーションを示す。図２３は、この特定の非限定的な例のシステム１００の仰角極放射パターンの一シミュレーションを示す。システム１００の動作周波数は略１０００ＭＨｚ（つまり、１ＧＨｚ）である。システム１００は略１０ｄＢの前後利得比（例えば、指向性アンテナの前後のパワー利得の比）を有する。
図２４は、この特定の非限定的な例のシステム１００の方位角極放射パターンの他のシミュレーションを示す。図２５は、この特定の非限定的な例のシステム１００の仰角極放射パターンの他のシミュレーションを示す。システム１００の動作周波数は略１５００ＭＨｚ（つまり、１．５ＧＨｚ）である。システム１００は、略１０ｄＢの前後利得比を有する。
図２６は、この特定の非限定的な例のシステム１００の方位角極放射パターンの他のシミュレーションを示す。図２７は、この特定の非限定的な例のシステム１００の仰角極放射パターンの他のシミュレーションを示す。システム１００の動作周波数は略２０００ＭＨｚ（つまり、２ＧＨｚ）である。システム１００は、略１５ｄＢの前後利得比を有する。
［例２：円錐状レドーム］
図２８を参照すると、特定の非限定的な他の例の本システム１００は、円錐状レドーム１０６内に囲まれた実質的に垂直向きの標準的な半波長ダイポールアンテナ１０２を含み得る。アンテナ１０２は、円錐状レドーム１０６の実質的に中心に配置され得る。
アンテナ１０２の長さＬ３（例えば、垂直高さ）は、所定の（例えば、所望の）動作周波数における電磁放射１０４の半波長に（例えば、等しくなるように）設定され得る。この特定の非限定的な例では、アンテナ１０２の長さＬ３は、略３．９インチであり得て、動作周波数は略１５１５ＭＨｚ（又は１．５ＧＨｚ）であり得る。
円錐状レドーム１０６の長さＬ２（例えば、垂直高さ）は、アンテナ１０２の長さＬ３よりも略１０パーセント大きくなり得る。この特定の非限定的な例では、円錐状レドーム１０６の長さＬ２は略４．３インチであり得る。
例示的な一構成では、円錐状レドーム１０６の直径（例えば底面の直径）は１波長よりも大きくなり得る。例示的な他の構成では、円錐状レドーム１０６の直径は３波長よりも大きくなり得る。例示的な更に他の構成では、円錐状レドーム１０６の直径は１０波長よりも大きくなり得る。この特定の非限定的な例では、円錐状レドーム１０６の直径は略６．６インチであり得て、円錐状レドーム１０６の円周は略１８インチとなり得る。
窓１０８の幅Ｗ（例えば、底面における幅）は、アンテナ１０２によって放出される電磁放射１０４の波長に比例し得る。この特定の非限定的な例では、窓１０８の幅Ｗは１／８波長であり得る。例えば、窓１０８は、円錐状レドーム１０６の（例えば、レドーム１０６の壁１１８の）略４５度のセクター（扇形部分）を形成し得る。
図２９は、この特定の非限定的な例のシステム１００のリターンロス対周波数のシミュレーション図を示す。システム１００は、略１６５０ＭＨｚから１８５０ＭＨｚ（又は、１．６ＧＨｚから１．８ＧＨｚ）の範囲内の放射に対して有用な反射係数を有し得る。
図３０は、この特定の非限定的な例のシステム１００の方位角極放射パターンの一シミュレーションを示す。図３１は、この特定の非限定的な例のシステム１００の仰角極放射パターンの一シミュレーションを示す。システム１００の動作周波数は略１５００ＭＨｚ（つまり、１．５ＧＨｚ）である。システム１００は略１２ｄＢの前後利得比を有する。
図３２は、この特定の非限定的な例のシステム１００の方位角極放射パターンの他のシミュレーションを示す。図３３は、この特定の非限定的な例のシステム１００の仰角極放射パターンの他のシミュレーションを示す。システム１００の動作周波数は略２０００ＭＨｚ（つまり、２ＧＨｚ）である。システム１００は略１０ｄＢの前後利得比を有する。
図３４を参照すると、アンテナから放出される電磁放射（例えば、電波）の方向を制御するための本方法の一実施形態が、概して参照番号２００で指称され、レドーム内にアンテナを囲むことから開始し得る。レドームは、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓を含み得る。ブロック２０２に示されるように、窓は、レドームに設けられた開口（材料が存在しない）、レドームに設けられた電磁的透明材料、及び、レドームに設けられた電磁的透明特徴部（それぞれ二次元形状を有する開口及び電磁的透明材料）のうち少なくとも一つを含み得る。
ブロック２０４に示されるように、窓から離れる方向の電磁放射は、レドーム（例えば、レドームの電磁的反射性内部表面）によって窓に向けて反射されて戻されて、窓を通過する電磁放射の利得を増大させ得る。
ブロック２０６に示されるように、レドームは、少なくとも一つの回転軸周りに回転して、アンテナに対して相対的に窓を位置決めして、電磁放射を方向決めし得る。
更に、本開示は、以下の項に係る実施形態を有する。
項１
アンテナ電磁放射ステアリングシステムであって、電磁放射を放出するためのアンテナと、アンテナに隣接して配置され且つアンテナを少なくとも部分的に囲むレドームとを備え、レドームが、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓を備え、電磁放射が、アンテナに対する相対的な窓の位置に基づいて方向決めされる、システム。
項２
レドームが少なくとも一つの回転軸周りに回転可能である、項１に記載のシステム。
項３
窓が、レドームの開口を備える、項１に記載のシステム。
項４
窓が、レドームに設けられた電磁的透明材料を備える、項１に記載のシステム。
項５
窓が、電磁的透明特徴部のパターンを備える、項１に記載のシステム。
項６
電磁的透明特徴部が二次元形状を有する、項５に記載のシステム。
項７
二次元形状が、スロット、プラス記号、円、楕円、矩形、三角形、オジーブ、十字架、鶏の足、Ｘ字、及び多角形のうち一つから選択されている、項６に記載のシステム。
項８
電磁的透明特徴部の各々が、レドームの開口、及び、レドームに設けられた電磁的透明材料のうち一方を備える、項５に記載のシステム。
項９
レドームが、第一の周波数を有する電磁放射に対して電磁的に透明であり、窓が、第二の周波数を有する電磁放射に対して電磁的に透明である、項１に記載のシステム。
項１０
窓が幅を有し、窓の幅が、電磁放射の周波数に比例している、項１に記載のシステム。
項１１
窓の幅が、電磁放射の周波数における波長の１／８から１／２の間である、項１０に記載のシステム。
項１２
レドームが長さを有し、アンテナが長さを有し、レドームの長さがアンテナの長さよりも１０パーセント大きい、項１に記載のシステム。
項１３
窓が長さを有し、窓の長さが、レドームの長さに略等しい、項１２に記載のシステム。
項１４
レドームが少なくとも二つの部分を備え、各部分が、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓を備え、電磁放射が、アンテナに対する相対的な部分の窓の位置に基づいて方向決めされる、項１に記載のシステム。
項１５
各部分が回転軸周りに独立的に回転可能である、項１４に記載のシステム。
項１６
電磁放射を放出するアンテナを少なくとも部分的に囲むためのレドームであって、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓と、少なくとも一つの回転軸周りにレドームを回転させるレドーム駆動機構とを備えたレドーム。
項１７
窓が、レドームに設けられた開口、レドームに設けられた電磁的透明材料、及び、レドームに設けられた電磁的透明特徴部のパターンのうち少なくとも一つを備える、項１６に記載のレドーム。
項１８
窓が幅を有し、窓の幅が、電磁放射の動作周波数における波長の１／８から１／２の間である、項１６に記載のレドーム。
項１９
レドームが、アンテナを囲むのに十分な内部空間を画定する形状を有し、内部空間の形状が、シリンダー、球、半球、円錐、及びピラミッドのうち一つから選択されている、項１６に記載のレドーム。
項２０
全方向性のアンテナから放出された電磁放射の方向を制御するための方法であって、アンテナからレドームの外に電磁放射を通過させる窓を備えたレドーム内にアンテナを囲むステップであって、窓が、レドームに設けられた開口、レドームに設けられた電磁的透明材料、及び、レドームに設けられた電磁的透明特徴部のパターンのうち少なくとも一つを備える、ステップと、窓から離れる方向の電磁放射を窓に向けて反射させて戻し、窓を通過する電磁放射の利得を増大させるステップと、少なくとも一つの回転軸周りにレドームを回転させて、アンテナに対して相対的に窓を位置決めして、電磁放射を方向決めするステップとを備えた方法。
以上のように、本システム及び方法は、電磁的に透明な窓を有するレドーム内に囲まれた全方向性アンテナを含み得て、アンテナに対して相対的な窓の位置に基づいて、アンテナが所定の方向に電磁放射を放射することができるようにし得る。電磁的に透明な窓を有するレドームは、レドーム内に囲まれたアンテナの利得を増強させ得る。従って、本システム及び方法は、非指向性アンテナを指向性アンテナに変換し得る。
本システム及び方法の多様な実施形態を示して説明してきたが、当業者には、本明細書を読むと、修正が思いつくものである。本願は、そのような修正も含むものであり、特許請求の範囲のみによって定められるものである。
１００ アンテナ電磁放射ステアリングシステム
１０２ アンテナ
１０４ 電磁放射
１０６ レドーム
１０８ 窓
１１０ 内部空間
１１４ 支持構造
１１６ レドーム駆動機構
１１８ 壁
１２０ 開口
１２２ 電磁的透明材料
１２４ 内部表面
１２６ 電磁的反射材料
１３６ パターン
１３８ 電磁的透明特徴部

Claims (17)

  1. アンテナ電磁放射ステアリングシステムであって、
    電磁放射を放出するための全方向性のアンテナと、
    前記アンテナに隣接して配置され且つ前記アンテナを少なくとも部分的に囲むレドームとを備え、
    前記レドームが前記電磁放射に対して電磁的に不透明であり、
    前記レドームが、前記アンテナから前記レドームの外に前記電磁放射を通過させる窓を備え、
    前記アンテナが定位置に静止していて、
    前記レドームが、前記アンテナに対する相対的な少なくとも一つの回転軸周りに回転可能であり、
    前記電磁放射が、前記アンテナに対する相対的な前記窓の回転位置に基づいて方向決めされ、
    前記窓が、前記電磁放射の波長の１／８から１／２の間の幅を有する、システム。
  2. 前記窓が、前記レドームの開口を備える、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記窓が、前記レドームに設けられた電磁的透明材料を備える、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記窓が、電磁的透明特徴部のパターンを備える、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記電磁的透明特徴部が二次元形状を有する、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記二次元形状が、スロット、プラス記号、円、楕円、矩形、三角形、オジーブ、十字架、鶏の足、Ｘ字、及び、多角形のうち一つから選択されている、請求項５に記載のシステム。
  7. 前記電磁的透明特徴部の各々が、前記レドームの開口と、前記レドームに設けられた電磁的透明材料とのうち少なくとも一方を備える、請求項４に記載のシステム。
  8. 前記電磁放射が、第一の周波数を有する第一の電磁放射であり、
    前記窓が、前記第一の周波数を有する第一の電磁放射に対して電磁的に透明であり、
    前記レドームが、前記第一の周波数とは異なる第二の周波数を有する第二の電磁放射に対して電磁的に透明である、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記レドームが長さを有し、前記アンテナが長さを有し、前記レドームの長さが、前記アンテナの長さよりも１０パーセント大きい、請求項１に記載のシステム。
  10. 前記窓が長さを有し、前記窓の長さが前記レドームの長さに略等しい、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記レドームが少なくとも二つの部分を備え、前記部分の各々が、前記アンテナから前記レドームの外に前記電磁放射を通過させる窓を備え、前記電磁放射が、前記アンテナに対する前記部分の窓の位置に基づいて、方向決めされる、請求項１に記載のシステム。
  12. 前記部分の各々が回転軸周りに独立的に回転可能である、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記レドームの内部表面が前記電磁放射に対して電磁的に反射性である、請求項１に記載のシステム。
  14. レドームであって、
    静止した全方向性のアンテナを少なくとも部分的に囲むレドーム壁であって、電磁放射が前記レドーム壁を通過することを防止するように電磁的に不透明であるレドーム壁と、
    前記レドーム壁に設けられた窓であって、前記電磁放射が前記レドームを通過するように電磁的に透明である窓と、
    前記アンテナに対する相対的な少なくとも一つの回転軸周りに前記レドーム壁を回転させるレドーム駆動機構とを備え、
    前記電磁放射が、前記アンテナに対する相対的な前記窓の回転位置に基づいて方向決めされ、
    前記窓が幅を有し、前記窓の幅が、前記電磁放射の動作周波数における波長の１／８から１／２の間である、レドーム。
  15. 前記窓が、前記レドーム壁に設けられた開口と、前記レドーム壁に設けられた電磁的透明材料と、前記レドーム壁に設けられた電磁的透明特徴部のパターンとのうち少なくとも一つを備える、請求項１４に記載のレドーム。
  16. 前記レドーム壁が、前記アンテナを囲むのに十分な内部空間を画定する形状を有し、前記内部空間の形状が、シリンダー、球、半球、円錐、及びピラミッドのうち一つから選択されている、請求項１４に記載のレドーム。
  17. 全方向性のアンテナから放出された電磁放射の方向を制御するための方法であって、
    前記アンテナを静止位置に置くステップと、
    電磁的に不透明なレドーム内に前記アンテナを囲むステップであって、前記レドームが、前記アンテナから前記レドームの外に前記電磁放射を通過させる電磁的に透明な窓を備え、前記窓が、前記レドームに設けられた開口と、前記レドームに設けられた電磁的透明材料と、前記レドームに設けられた電磁的透明特徴部のパターンとのうち少なくとも一つを備える、ステップと、
    前記窓から離れる方向の電磁放射を前記窓に向けて反射させて、前記窓を通過する電磁放射の利得を増大させるステップと、
    前記アンテナに対して相対的に前記窓を位置決めするように少なくとも一つの回転軸周りに前記レドームを回転させるステップと、
    前記アンテナに対する相対的な前記窓の回転位置に基づいて、前記電磁放射を方向決めするステップとを備え、
    前記窓が幅を有し、前記窓の幅が、前記電磁放射の動作周波数における波長の１／８から１／２の間である、方法。
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