JP6717919B2 - 短壁スロット導波路アレイに給電するためのビームフォーミングネットワーク - Google Patents
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Claims (20)
- レーダシステムであって、
導波路層に配置された複数の放射導波路であって、各放射導波路が放射導波路入力を有し、かつそれぞれ他の放射導波路のそれと等しい高さ及び幅を有し、前記複数の放射導波路は、前記複数の放射導波路の少なくとも1つの放射導波路の幅の中心及び前記複数の放射導波路の前記少なくとも1つの放射導波路の長さによって画定された平面上に整列し、かつ各放射導波路は放射層に配置された少なくとも1つの放射素子に結合されている、複数の放射導波路と、
前記導波路層に配置されたビームフォーミングネットワークと、を含み、前記ビームフォーミングネットワークは、
ビームフォーミングネットワーク入力と、
複数のビームフォーミングネットワーク出力であって、各ビームフォーミングネット出力は前記放射導波路入力の1つに結合されている、複数のビームフォーミングネットワーク出力と、
前記ビームフォーミングネットワーク入力からの電磁エネルギーを分割するように構成されたカスケード型の分配器と、を含み、前記カスケード型の分配器は、
前記電磁エネルギーを前記ビームフォーミングネットワーク入力から複数の第1レベルのビームフォーミング導波路に分割するように構成された第1レベルの前記カスケード型の分配器と、
前記電磁エネルギーを複数の第1レベルのビームフォーミング導波路のそれぞれから各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路に分割するように構成された第2レベルの前記カスケード型の分配器であって、各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の前記複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路の1つは、前記ビームフォーミングネットワーク出力の1つに結合されている、第2レベルの前記カスケード型の分配器と、
前記電磁エネルギーを各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の前記複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路の1つから、各それぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第3レベルのビームフォーミング導波路に分割するように構成された第3レベルの前記カスケード型の分配器であって、それぞれの第3レベルのビームフォーミング導波路は、前記ビームフォーミングネットワーク出力のそれぞれの1つに結合されている、第3レベルの前記カスケード型の分配器と、を含む、レーダシステム。 - 前記第1レベルの前記カスケード型の分配器は、少なくとも2つの第1レベルのビームフォーミング導波路間に電力を均等に分配するように構成されている、請求項1に記載のレーダシステム。
- 前記複数の放射導波路の各放射導波路は、所定の振幅テーパ率を有し、前記ビームフォーミングネットワークは、前記それぞれの放射導波路の前記所定の振幅テーパ率に比例した振幅を有する電磁信号を前記それぞれの放射導波路の前記放射導波路入力に提供するように構成されている、請求項1に記載のレーダシステム。
- 前記カスケード型の分配器は、リアクタンス素子を含む、請求項1に記載のレーダシステム。
- 前記カスケード型の分配器は、それぞれが整合負荷を有する混成物を含む、請求項1に記載のレーダシステム。
- 各ビームフォーミング導波路は、各放射導波路の前記幅と等しい幅を有する、請求項1に記載のレーダシステム。
- 前記複数の放射導波路の各放射導波路は、対応する位相調整部の長さによって画定された所定の位相シフトを有する、請求項1に記載のレーダシステム。
- 各放射素子は、
それぞれの傾斜又は湾曲経路によって画定されたそれぞれのスロットを含み、かつ
前記それぞれの放射導波路の前記高さよりも大きい有効長さを有し、前記有効長さは、前記それぞれのスロットの前記それぞれの傾斜又は湾曲経路に沿って測定される、請求項1に記載のレーダシステム。 - 前記少なくとも1つの放射素子は、約77ギガヘルツ(GHz)で動作し、ミリメートル(mm)電磁波を伝搬するように構成されている、請求項1に記載のレーダシステム。
- 電磁エネルギーを放射する方法であって、
ビームフォーミングネットワーク入力によって電磁エネルギーを受け取ることと、
前記受け取った電磁エネルギーを、複数の結合された電磁エネルギー流を形成するカスケード型の分配器で複数の放射導波路に分割することであって、前記分割することは、
前記電磁エネルギーを前記ビームフォーミングネットワーク入力から複数の第1レベルのビームフォーミング導波路に第1レベルの前記カスケード型の分配器によって分割することと、
前記電磁エネルギーを、複数の第1レベルのビームフォーミング導波路のそれぞれから各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路に第2レベルの前記カスケード型の分配器によって分割することであって、各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路の1つが、前記複数の放射導波路のそれぞれの1つに結合されている、分割することと、
前記電磁エネルギーを、各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路の1つから、各それぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第3レベルのビームフォーミング導波路に第3レベルの前記カスケード型の分配器によって分割することであって、それぞれの第3レベルのビームフォーミング導波路は、前記複数の放射導波路のそれぞれの1つに結合されている、分割することと、を含み、
前記カスケード型の分配器の各それぞれの出力を、導波路層に配置された前記複数の放射導波路のそれぞれの放射導波路内へ結合することであって、各放射導波路は放射層に配置された少なくとも1つの放射素子に結合されている、結合することと、
各放射導波路のために、前記それぞれの電磁エネルギー流の少なくとも一部分を放射素子によって放射することと、を含む方法。 - 前記第1レベルのビームフォーミング導波路間に前記第1レベルの前記カスケード型の分配器によって電力を均等に分配することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記複数の放射導波路の各放射導波路は、所定の振幅テーパ率を有し、前記それぞれの放射導波路の前記所定の振幅テーパ率に比例した振幅を有する電磁信号を前記それぞれの放射導波路の放射導波路入力に提供することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記カスケード型の分配器はリアクタンス素子を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記カスケード型の分配器はそれぞれ整合負荷を有する混成物を含む、請求項10に記載の方法。
- 各ビームフォーミング導波路は、各放射導波路の幅と等しい幅を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記複数の放射導波路の各放射導波路は、対応する位相調整部の長さによって画定された所定の位相シフトを有する、請求項10に記載の方法。
- 各放射素子は、
それぞれの傾斜又は湾曲経路によって画定されたそれぞれのスロットを含み、かつ前記それぞれの放射導波路の高さよりも大きい有効長さを有し、前記有効長さは、前記それぞれのスロットの前記それぞれの傾斜又は湾曲経路に沿って測定される、請求項10に記載の方法。 - 前記電磁エネルギーは、約77ギガヘルツ(GHz)の周波数を有する、請求項10に記載の方法。
- 導波路層に配置されたビームフォーミングネットワークであって、
ビームフォーミングネットワーク入力と、
複数のビームフォーミングネットワーク出力であって、各ビームフォーミングネットワーク出力は、複数の導波路のそれぞれの導波路入力に結合されている、複数のビームフォーミングネットワーク出力と、
電磁エネルギーを前記ビームフォーミングネットワーク入力から前記ビームフォーミングネットワーク出力に所定のテーパ形状に基づき供給するように構成されているカスケード型の分配器と、を含み、前記カスケード型の分配器は、
前記電磁エネルギーを前記ビームフォーミングネットワーク入力から複数の第1レベルのビームフォーミング導波路にほぼ均等に分割するように構成された第1レベルの前記カスケード型の分配器と、
前記電磁エネルギーを複数の第1レベルのビームフォーミング導波路のそれぞれから各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路に分割するように構成された第2レベルの前記カスケード型の分配器であって、各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の前記複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路の少なくとも1つは、前記ビームフォーミングネットワーク出力の1つに結合されている、第2レベルの前記カスケード型の分配器と、
前記電磁エネルギーを各それぞれの第1レベルのビームフォーミング導波路用の前記複数のそれぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路の少なくとも1つから、各それぞれの第2レベルのビームフォーミング導波路用の複数のそれぞれの第3レベルのビームフォーミング導波路に分割するように構成された第3レベルの前記カスケード型の分配器であって、それぞれの第3レベルのビームフォーミング導波路は、前記ビームフォーミングネットワーク出力のそれぞれの1つに結合されている、第3レベルの前記カスケード型の分配器と、を含む、ビームフォーミングネットワーク。 - 前記ビームフォーミングネットワークは、約77ギガヘルツ(GHz)で動作するように構成されている、請求項19に記載のビームフォーミングネットワーク。
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