JP6802271B2 - Devices and methods for generating electromagnetic waves on transmission media - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2016年10月14日にHenryらにより出願された「Apparatus and Methods for Generating Non−Interfering Electromagnetic Waves on an Insulated Conductor」という名称の米国特許出願公開第15/293,929号明細書の一部継続出願であり、その優先権を主張するものであり、この米国特許出願は、2016年10月14日にHenryらにより出願された「Apparatus and Methods for Generating Non−Interfering Electromagnetic Waves on an Uninsulated Conductor」という名称の米国特許出願公開第15/293,819号明細書の一部継続出願であり、その優先権を主張するものであり、この米国特許出願は、2016年10月14日にHenryらにより出願された「Apparatus and Methods for Generating an Electromagnetic Wave having a Wave Mode that Mitigates Interference」という名称の米国特許出願公開第15/293,608号明細書の一部継続出願であり、その優先権を主張するものであり、この米国特許出願は、2016年9月23日にHenryらにより出願された「Apparatus and Methods for Sending or Receiving Electromagnetic Signals」という名称の米国特許出願公開第15/274,987号明細書の一部継続出願であり、その優先権を主張するものであり、この米国特許出願は、2015年12月10日にHenryらにより出願された「Method and Apparatus for Coupling an Antenna to a Device」という名称の米国特許出願公開第14/965,523号明細書の一部継続出願であり、その優先権を主張するものであり、この米国特許出願は、2015年10月16日にAdriazolaらにより出願された「Method and Apparatus for Coupling an Antenna to a Device」という名称の米国特許出願公開第14/885,463号明細書の一部継続出願であり、その優先権を主張するものである。上記出願の全てのセクションは、参照により本明細書に全体的に援用される。2015年7月14日にHenryらにより出願された「Apparatus and Methods for Transmitting Wireless Signals」という名称の米国特許出願公開第14/799,272号明細書の全てのセクションは、参照により本明細書に全体的に援用される。
Mutual reference of related applications This application is entitled "Apparatus and Methods for Priority Non-Interfering Electromagnetic Waves on an Insulated Conductor" filed by Henry et al. On October 14, 2016. It is a partial continuation application of the specification 929 and claims its priority, and this US patent application is "Apparatus and Methods for Generating Non-Interfering" filed by Henry et al. On October 14, 2016. It is a partial continuation application of the specification of Publication No. 15 / 293,819 of the US patent application named "Electromagnetic Waves on an Unintegrated Controller", which claims its priority, and this US patent application is claimed on October 2016. U.S. Patent Application Publication No. 60, Partial Application No. 29, Partial Application No. 29, Part of the U.S. Patent Application No. 29, Priority 29, Priority, Priority, Priority, Priority This US patent application is filed by Henry et al. On September 23, 2016, and is the US patent application publication No. 15 entitled "Apparatus and Methods for Sending or Receiving Electromagnetic Signals". / 274,987 This is a partial continuation application of the specification, claiming its priority, and this US patent application was filed by Henry et al. On December 10, 2015, "Method and Apparatus for Coupling". It is a partial continuation application of the specification of Publication No. 14 / 965, 523 of the US patent application named "an Antonio to a Device" and claims its priority. This US patent application was filed in October 2015. "Method and Apparatus for Coupling an Antonio to a" filed by Adriazola et al. On the 16th. It is a partial continuation application of U.S. Patent Application Publication No. 14 / 885,463 named "Device" and claims its priority. All sections of the above application are incorporated herein by reference in their entirety. All sections of US Patent Application Publication No. 14 / 799,272, entitled "Apparatus and Methods for Transmitting Willless Signals," filed by Henry et al. On July 14, 2015, are hereby by reference. It is used as a whole.

本開示は、伝送媒体上に電磁波を生成する装置及び方法に関する。 The present disclosure relates to devices and methods for generating electromagnetic waves on a transmission medium.

スマートフォン及び他のポータブルデバイスが次第に普及し、データ使用量が増えるにつれ、マクロセル基地局デバイス及び既存のワイヤレスインフラストラクチャは、増加する需要に対処するために、これまで以上により高い帯域幅容量を必要としている。更なるモバイル帯域幅を与えるために、スモールセルの展開が推進されつつあり、この展開において、マイクロセル及びピコセルがこれまでのマクロセルよりはるかに小さいエリアのためのカバレッジを提供している。 As smartphones and other portable devices become more prevalent and data usage increases, macrocell base station devices and existing wireless infrastructures require higher bandwidth capacity than ever before to meet increasing demand. There is. Small cell deployments are being driven to provide additional mobile bandwidth, in which microcells and picocells provide coverage for much smaller areas than previous macrocells.

加えて、大半の家庭及び企業は、成長して音声、動画、及びインターネット閲覧等のサービスで広帯域データアクセスに依存している。広帯域アクセスネットワークは、衛星、4G又は5Gワイヤレス、電力線通信、ファイバ、ケーブル、及び電話回線網を含む。 In addition, most homes and businesses are growing and relying on broadband data access for services such as voice, video, and Internet browsing. Broadband access networks include satellite, 4G or 5G wireless, power line communication, fiber, cable, and telephone network.

ここで、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付図面が参照される。 Here, an attached drawing that is not necessarily drawn to a certain scale is referred to.

本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a waveguide communication system by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、送信デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a transmitting device according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。FIG. 6 is a graphic diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of an electromagnetic field distribution according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。FIG. 6 is a graphic diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of an electromagnetic field distribution according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、周波数応答の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。FIG. 5 is a graphic diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of frequency response according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、種々の動作周波数での導波される電磁波の場を示す、絶縁線の長手方向断面の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。FIG. 5 is a graphic diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a longitudinal cross section of an insulated wire showing a field of waveguided electromagnetic waves at different operating frequencies according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。It is a graphic diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the electromagnetic field distribution by the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるアーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the arc coupling by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるアーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the arc coupling by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるスタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a stub coupler according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による電磁分布の一例の非限定的な実施形態を示す図である。It is a figure which shows the non-limiting embodiment of the example of the electromagnetic distribution by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a coupler and a transmitter / receiver by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a coupler and a transmitter / receiver by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による二重スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a double stub coupler according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a repeater system by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、双方向リピーターの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。FIG. 6 shows a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a bidirectional repeater according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による導波路システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a waveguide system according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a waveguide communication system by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電力網通信システムを管理するシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of the system which manages a power grid communication system by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電力網通信システムを管理するシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of the system which manages a power grid communication system by various aspects described herein. 図16A及び図16Bのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法の一例の非限定的な実施形態を示す流れ図を示す。FIG. 6 shows a flow chart illustrating a non-limiting embodiment of an example of a method of detecting and mitigating disturbances that occur in the communication networks of the systems of FIGS. 16A and 16B. 図16A及び図16Bのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法の一例の非限定的な実施形態を示す流れ図を示す。FIG. 6 shows a flow chart illustrating a non-limiting embodiment of an example of a method of detecting and mitigating disturbances that occur in the communication networks of the systems of FIGS. 16A and 16B. 導波される電磁波を伝搬させる伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a transmission medium which propagates a wave-guided electromagnetic wave. 導波される電磁波を伝搬させる伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a transmission medium which propagates a wave-guided electromagnetic wave. 導波される電磁波を伝搬させる伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a transmission medium which propagates a wave-guided electromagnetic wave. 本明細書において説明される種々の態様による、結束伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a cohesive transmission medium according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図18Dの結束伝送媒体の第1の伝送媒体と第2の伝送媒体との間のクロストークを示すプロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。An example non-limiting embodiment of a plot showing crosstalk between a first transmission medium and a second transmission medium of the cohesive transmission medium of FIG. 18D according to the various aspects described herein. It is a block diagram which shows. 本明細書において説明される種々の態様による、クロストークを軽減する結束伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a cohesive transmission medium that reduces crosstalk, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、内部導波路を有する伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of the transmission medium which has an internal waveguide by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、内部導波路を有する伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of the transmission medium which has an internal waveguide by various aspects described herein. 図18A、図18B、又は図18Cの伝送媒体と併用することができるコネクタ構成の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example connector configuration that can be used with the transmission medium of FIGS. 18A, 18B, or 18C. 図18A、図18B、又は図18Cの伝送媒体と併用することができるコネクタ構成の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example connector configuration that can be used with the transmission medium of FIGS. 18A, 18B, or 18C. 導波される電磁波が伝搬する伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of the transmission medium in which a waveguided electromagnetic wave propagates. 本明細書において説明される種々の態様による、クロストークを軽減する結束伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a cohesive transmission medium that reduces crosstalk, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、アンテナとして用いられる結束伝送媒体からの露出スタブの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of an exposed stub from a cohesive transmission medium used as an antenna, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits or receives an electromagnetic wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、レンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna coupled to a lens and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、レンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna coupled to a lens and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、リッジを有するレンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna coupled to a lens having a ridge and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、リッジを有するレンズに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態並びに対応する利得及び場強度プロットを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna coupled to a lens having a ridge and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、楕円形構造を有する誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna having an elliptical structure according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図19Gの誘電体アンテナにより発せられる近接場信号及び遠距離場信号の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a near-field signal and a long-range field signal emitted by the dielectric antenna of FIG. 19G according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、遠距離場ワイヤレス信号を調整する誘電体アンテナの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna that tunes a long-range wireless signal according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナに結合することができるフランジの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of a flange that can be coupled to a dielectric antenna according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナに結合することができるフランジの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of a flange that can be coupled to a dielectric antenna according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、フランジ、導波路、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a flange, waveguide, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナによって生成されるワイヤレス信号を指向させるジンバルに結合される誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna coupled to a gimbal that directs a wireless signal generated by the dielectric antenna according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による誘電体アンテナの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、ワイヤレス信号を操作するように構成可能な誘電体アンテナのアレイの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a non-limiting embodiment of an array of dielectric antennas that can be configured to manipulate wireless signals according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の一例の非限定的な実施形態の側面ブロック図である。FIG. 5 is a side block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a cable, flange, and dielectric antenna assembly according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による誘電体アンテナの一例の非限定的な実施形態の正面ブロック図である。It is a front block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による誘電体アンテナの一例の非限定的な実施形態の正面ブロック図である。It is a front block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による誘電体アンテナの一例の非限定的な実施形態の正面ブロック図である。It is a front block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna according to the various aspects described herein. 電柱により支持される電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いられる図18Aの伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example transmission medium of FIG. 18A used to guide electromagnetic waves waveguided over a power line supported by a utility pole. 電柱により支持される電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いられる図18Aの伝送媒体の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example transmission medium of FIG. 18A used to guide electromagnetic waves waveguided over a power line supported by a utility pole. 本明細書において説明される種々の態様による通信ネットワークの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of a communication network according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワークにおいて用いられるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of an antenna mount used in a communication network according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワークにおいて用いられるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of an antenna mount used in a communication network according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワークにおいて用いられるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one non-limiting embodiment of an example of an antenna mount used in a communication network according to various aspects described herein. 下りリンク信号を送信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。A flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method of transmitting a downlink signal is shown. 上りリンク信号を送信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。A flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method of transmitting an uplink signal is shown. 伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。A flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method of inducing and receiving an electromagnetic wave on a transmission medium is shown. 伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。A flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method of inducing and receiving an electromagnetic wave on a transmission medium is shown. 誘電体アンテナからワイヤレス信号を送信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。A flow diagram of a non-limiting embodiment of an example of a method of transmitting a wireless signal from a dielectric antenna is shown. 誘電体アンテナにおいてワイヤレス信号を受信する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。A flow diagram of a non-limiting embodiment of an example of a method of receiving a wireless signal in a dielectric antenna is shown. 通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出し軽減する方法の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。The flow chart of one non-limiting embodiment of the method of detecting and mitigating the disturbance generated in the communication network is shown. 本明細書において説明される種々の態様による、伝送媒体上の水の蓄積に起因した伝搬損失を軽減する電磁波の場の位置合わせの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of electromagnetic field alignment that reduces propagation loss due to the accumulation of water on a transmission medium, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図20Hに示されるケーブルを伝搬する異なる電磁波の電場強度の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of electric field intensities of different electromagnetic waves propagating through a cable shown in FIG. 20H, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図20Hに示されるケーブルを伝搬する異なる電磁波の電場強度の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of electric field intensities of different electromagnetic waves propagating through a cable shown in FIG. 20H, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、グーボー波の電場の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of the electric field of a Goubo wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波の電場の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of the electric field of a hybrid wave by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波vsグーボー波の電場特性の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of the electric field characteristic of a hybrid wave vs. a goobo wave according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、種々の動作周波数におけるハイブリッド波のモードサイズの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of the mode size of a hybrid wave at various operating frequencies according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波を送出する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits a hybrid wave by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波を送出する導波路デバイスの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example of a waveguide device which transmits a hybrid wave by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図21A及び図21Bの導波路デバイスにより送出されるハイブリッド波の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a hybrid wave transmitted by the waveguide devices of FIGS. 21A and 21B, according to various aspects described herein. 電磁波を管理する方法の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。A flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method of managing electromagnetic waves is shown. 本明細書において説明される種々の態様による導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the waveguide device by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the waveguide device by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the waveguide device by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the waveguide device by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the waveguide device by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 電磁波を管理する方法の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。A flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method of managing electromagnetic waves is shown. 本明細書において説明される種々の態様による略直交波動モードの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the substantially orthogonal wave mode by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による絶縁導体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of the example of the insulating conductor by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による非絶縁導体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a non-insulated conductor according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25ABの非絶縁導体上に形成された酸化物層の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of the oxide layer formed on the non-insulating conductor of FIG. 25AB according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるスペクトルプロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a spectral plot according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様によるスペクトルプロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a spectral plot according to the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、波動モード及び電場プロットの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example of a wave mode and an electric field plot by various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25Yの方法により直交波動モードを送信する一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example which transmits the orthogonal wave mode by the method of FIG. 25Y by the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25Yの方法により直交波動モードを送信する一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the non-limiting embodiment of an example which transmits the orthogonal wave mode by the method of FIG. 25Y by the various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25Yの方法により波動モードを選択的に受信する一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example non-limiting embodiment in which wave modes are selectively received by the method of FIG. 25Y, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25Yの方法により波動モードを選択的に受信する一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example non-limiting embodiment in which wave modes are selectively received by the method of FIG. 25Y, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25Yの方法により波動モードを選択的に受信する一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example non-limiting embodiment in which wave modes are selectively received by the method of FIG. 25Y, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、図25Yの方法により波動モードを選択的に受信する一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example non-limiting embodiment in which wave modes are selectively received by the method of FIG. 25Y, according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による計算環境の一例の非限定的な実施形態のブロック図である。It is a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a computational environment according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による、モバイルネットワークプラットフォームの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。It is a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a mobile network platform according to various aspects described herein. 本明細書において説明される種々の態様による通信デバイスの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。It is a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a communication device according to various aspects described herein.

ここで、1つ又は複数の実施形態が図面を参照しながら説明され、図面では、同じ参照符号が全体を通して同じ要素を指すために用いられる。以下の説明では、説明の目的上、種々の実施形態の完全な理解を提供するために多数の細部が記載される。しかし、種々の実施形態を、これらの細部を用いることなく(及び任意の特定のネットワーク化された環境又は標準規格に適用することなく)実施できることは明らかである。 Here, one or more embodiments are described with reference to the drawings, in which the same reference numerals are used to refer to the same elements throughout. In the following description, a number of details are provided for purposes of illustration to provide a complete understanding of the various embodiments. However, it is clear that various embodiments can be implemented without the use of these details (and without application to any particular networked environment or standard).

一実施形態では、導波される電磁波を介してデータ又は他のシグナリング等の通信信号を送受信する導波通信システムが提示される。導波される電磁波は、例えば、伝送媒体に結合又は導波される表面波又は他の電磁波を含む。例示的な実施形態から逸脱することなく、導波通信と併せて多様な伝送媒体が利用可能であることが理解されよう。そのような伝送媒体の例としては、単独で又は1つ若しくは複数の組み合わせで以下のうちの1つ又は複数を含むことができる:絶縁されるか否か、及び単線であるか又は撚り線であるかに関係なく、電線;電線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状若しくは構成の導体;誘電体パイプ、ロッド、レール若しくは他の誘電体部材等の非導体;導体と誘電体材料との組み合わせ;又は他の導波伝送媒体。 In one embodiment, a waveguide communication system is presented that transmits and receives communication signals such as data or other signaling via waveguided electromagnetic waves. Waveguided electromagnetic waves include, for example, surface waves or other electromagnetic waves coupled or waveguided to a transmission medium. It will be appreciated that a variety of transmission media can be used in conjunction with waveguide communication without departing from the exemplary embodiments. Examples of such transmission media can include one or more of the following, alone or in combination of one or more: whether insulated or not, and either single wire or stranded wire. Wires, whether or not; conductors of other shapes or configurations, including wire bundles, cables, rods, rails, pipes; non-conductors such as dielectric pipes, rods, rails or other dielectric members; conductors and dielectrics Combination with material; or other waveguide transmission medium.

伝送媒体における導波される電磁波の誘導は、電気回路の一部としての伝送媒体に注入されるか又は他に伝送するいかなる電位、電荷、又は電流からも独立することができる。例えば、伝送媒体が電線である場合、電線に沿った導波の伝搬に応答して、小さい電流を電線中に形成することができ、これが電線表面に沿った電磁波の伝搬に起因し得、電気回路の一部としての電線に注入される電位、電荷、又は電流に応答して形成されないことを理解されたい。したがって、電線上の進行する電磁波は、電線表面に沿って伝搬するのに回路を必要としない。したがって、電線は、回路の一部ではない単層伝送線路である。また、幾つかの実施形態において、電線は必要なく、電磁波は、電線ではない単線伝送媒体に沿って伝搬することができる。 The induction of waveguided electromagnetic waves in a transmission medium can be independent of any potential, charge, or current that is injected into or transmitted to the transmission medium as part of an electrical circuit. For example, if the transmission medium is an electric wire, a small current can be formed in the electric wire in response to the propagation of the waveguide along the electric wire, which can be caused by the propagation of the electromagnetic wave along the electric wire surface, and electricity. It should be understood that it is not formed in response to the potential, charge, or current injected into the wire as part of the circuit. Therefore, the traveling electromagnetic wave on the wire does not require a circuit to propagate along the wire surface. Therefore, the wire is a single layer transmission line that is not part of the circuit. Also, in some embodiments, no wires are required and the electromagnetic waves can propagate along a single wire transmission medium that is not a wire.

より一般には、本開示により説明される「導波される電磁波」又は「導波」は、伝送媒体の少なくとも一部(例えば、裸線若しくは他の導体、誘電体、絶縁電線、導管若しくは他の中空要素、誘電体若しくは絶縁体で被膜、被覆、若しくは囲まれた絶縁電線の束若しくは他の電線束、又は別の形態の固体、又は他の非液体若しくは非ガス伝送媒体)である物理的物体の存在により行われて、物理的物体により少なくとも部分的に向けられるか又は誘導され、物理的物体の伝送路に沿って伝搬する。そのような物理的物体は、伝送媒体の界面(例えば、外面、内面、外面と内面との間の内部、又は伝送媒体の要素間の他の境界)により、導波される電磁波の伝搬を誘導する伝送媒体の少なくとも一部として動作することができ、導波される電磁波の伝搬は、送信側デバイスから伝送路に沿って受信側デバイスにエネルギー、データ、及び/又は他の信号を搬送することができる。 More generally, the "waved electromagnetic wave" or "waved wave" described herein is at least a portion of the transmission medium (eg, bare wire or other conductor, dielectric, insulated wire, conduit or other. A physical object that is a hollow element, a bundle of insulated wires or other bundles of wires coated, coated, or surrounded by a dielectric or insulator, or another form of solid, or other non-liquid or non-gas transmission medium. It is done by the presence of, at least partially directed or guided by the physical object, and propagates along the transmission path of the physical object. Such physical objects induce the propagation of waved electromagnetic waves at the interface of the transmission medium (eg, the outer surface, the inner surface, the inner surface between the outer and inner surfaces, or other boundaries between the elements of the transmission medium). Propagation of waved electromagnetic waves can carry energy, data, and / or other signals from the transmitting device to the receiving device along the transmission path. Can be done.

導波されない電磁波の進行距離の二乗に反比例して強度が下がる無誘導(又は非結合)電磁波等のワイヤレス信号の自由空間伝搬と異なり、導波される電磁波は、導波されない電磁波が受けるよりも小さい単位距離当たりの大きさ損失で伝送媒体に沿って伝搬することができる。 Unlike free-space propagation of wireless signals such as unguided (or uncoupled) electromagnetic waves, whose intensity decreases in inverse proportion to the square of the travel distance of the non-guided electromagnetic waves, the wave-guided electromagnetic waves are more than those received by the non-guided electromagnetic waves. It can propagate along the transmission medium with a magnitude loss per unit distance.

電気回路により、電気信号は、送信側デバイスから受信側デバイスに電気順路及び電気帰還路のそれぞれを介して伝搬することができる。これらの電気順路及び電気帰還路は、2本の電線又は1本の電線及び第2の導体として機能する共通接地等の2つの導体を介して実施することができる。特に、送信側デバイスからの電流(直流及び/又は交流)は、電気順路を通って流れ、逆電流として電気帰還路を介して送信元に戻る。より詳細には、送信側デバイスから離れて流れる一導体内の電子フローは、第2の導体又は接地を介して逆方向に受信側デバイスに戻る。電気信号と異なり、導波される電磁波は、伝送媒体(例えば、裸の導体、絶縁導体、導管、誘電体ストリップ等の非導電材料、又は表面波の伝搬に適する任意の他のタイプの物体)に沿って送信側デバイスから受信側デバイスに、又はこの逆に、伝送媒体が送信側デバイスと受信側デバイスとの間の電気回路の一部である必要なく(すなわち、送信側デバイスと受信側デバイスとの間に電気帰還路を必要とせずに)伝搬することができる。電磁波は、開回路、すなわち、電気帰還路を有さない回路又は回路を通る電流の流れを阻止する破断若しくは間隙を有する回路を伝搬することができるが、電磁波が、実際に電気回路の一部である伝送媒体の表面に沿って伝搬することもできることに留意されたい。すなわち、電磁波は、電気順路を有する伝送媒体の第1の表面に沿って及び/又は電気帰還路を有する伝送媒体の第2の表面に沿って進行することができる。したがって、導波される電磁波は、電気回路あり又はなしで送信側デバイスから受信側デバイスに又はこの逆に伝送媒体の表面に沿って伝搬することができる。 The electrical circuit allows the electrical signal to propagate from the transmitting device to the receiving device via an electrical route and an electrical feedback path, respectively. These electrical routes and electrical return paths can be carried out via two conductors, such as two wires or one wire and a common ground that functions as a second conductor. In particular, the current (direct current and / or alternating current) from the transmitting device flows through the electrical route and returns to the source via the electrical feedback path as a reverse current. More specifically, the electron flow in one conductor flowing away from the transmitting device returns to the receiving device in the opposite direction via the second conductor or ground. Unlike electrical signals, the waved electromagnetic waves are transmitted media (eg, non-conductive materials such as bare conductors, insulating conductors, conduits, dielectric strips, or any other type of object suitable for surface wave propagation). From the transmitting device to the receiving device along, or vice versa, the transmission medium does not have to be part of an electrical circuit between the transmitting device and the receiving device (ie, the transmitting device and the receiving device). It can propagate (without the need for an electrical feedback path). Electromagnetic waves can propagate in open circuits, i.e. circuits that do not have an electrical feedback path or circuits that have breaks or gaps that block the flow of current through the circuit, but the electromagnetic waves are actually part of the electrical circuit. It should be noted that it can also propagate along the surface of the transmission medium. That is, the electromagnetic wave can travel along the first surface of the transmission medium having the electrical route and / or along the second surface of the transmission medium having the electrical feedback path. Thus, the waveguided electromagnetic waves can propagate from the transmitting device to the receiving device and vice versa along the surface of the transmission medium with or without an electrical circuit.

これにより、例えば、導電構成要素を有さない伝送媒体(例えば、誘電体ストリップ)に沿った導波される電磁波の伝送が可能になる。これにより、例えば、1つのみの導体を有する伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波(例えば、1つの裸の導体の表面に沿って若しくは1つの絶縁導体の表面に沿って伝搬する電磁波又は全て又は部分的に絶縁導体の絶縁体内を伝搬する電磁波)の伝送も可能になる。伝送媒体が1つ又は複数の導電構成要素を含み、伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波が、ときに、導波される電磁波の方向において1つ又は複数の導電構成要素内を流れる電流を生成する場合でも、そのような導波される電磁波は、受信側デバイスから送信側デバイスに戻る電気帰還路上の逆の電流の流れがない状態で伝送媒体に沿って送信側デバイスから受信側デバイスに伝搬することができる。したがって、そのような導波される電磁波の伝搬は、1本の伝送線を介した伝搬又は表面波伝送線を介した伝搬と呼ぶことができる。 This allows, for example, the transmission of waveguided electromagnetic waves along a transmission medium (eg, a dielectric strip) that does not have a conductive component. Thereby, for example, a wave-guided electromagnetic wave propagating along a transmission medium having only one conductor (eg, an electromagnetic wave propagating along the surface of one bare conductor or along the surface of one insulating conductor). Alternatively, it is possible to transmit electromagnetic waves (electromagnetic waves) propagating in the insulator of the insulating conductor in whole or in part. The transmission medium comprises one or more conductive components, and the wave-guided electromagnetic waves propagating along the transmission medium sometimes flow within the one or more conductive components in the direction of the wave-guided electromagnetic waves. Even when generating current, such wave-guided electromagnetic waves travel from the transmitting device to the receiving side along the transmission medium without the reverse current flow on the electrical return path from the receiving device back to the transmitting device. Can be propagated to the device. Therefore, such wave-guided electromagnetic wave propagation can be referred to as propagation through a single transmission line or propagation through a surface wave transmission line.

非限定的な例示において、絶縁体で隔てられた中心導体及び接地シールドを有する同軸ケーブルを考える。通常、電気系統では、送信側(及び受信側)デバイスの第1の端子は、中心導体に接続することができ、送信側(及び受信側)デバイスの第2の端子は、接地シールドに接続することができる。送信側デバイスが第1の端子を介して中心導体内に電気信号を注入する場合、電気信号は中心導体に沿って伝搬し、ときに順方向電流及び対応する電子の流れを中心導体内で生じさせると共に、帰還電流及び電子の逆の流れを接地シールド内に生じさせる。同じ状況が2端子受信デバイスに対しても該当する。 In a non-limiting example, consider a coaxial cable having a central conductor and a ground shield separated by an insulator. Normally, in the electrical system, the first terminal of the transmitting (and receiving) device can be connected to the center conductor, and the second terminal of the transmitting (and receiving) device is connected to the ground shield. be able to. When the transmitting device injects an electrical signal into the center conductor through the first terminal, the electrical signal propagates along the center conductor, sometimes producing a forward current and corresponding electron flow in the center conductor. At the same time, the feedback current and the reverse flow of electrons are generated in the ground shield. The same situation applies to 2-terminal receiving devices.

これとは対照的に、電気回路なしで(すなわち、視点に応じて電気順路又は電気帰還路なしで)導波される電磁波の送信及び受信に伝送媒体(特に同軸ケーブルを含む)の異なる実施形態を利用することができる、本開示において説明されるような導波される波動通信システムを考える。一実施形態において、例えば、本開示の導波される波動通信システムは、同軸ケーブルの外面(例えば、同軸ケーブルの外被又は絶縁層)に沿って伝搬する導波される電磁波を誘導するように構成することができる。導波される電磁波は、順方向電流を接地シールド上に生じさせるが、導波される電磁波は、導波される電磁波を同軸ケーブルの外面に沿って伝搬できるようにするために、中心導体内に帰還電流を必要としない。換言すれば、導波される電磁波は、接地シールド上に順方向電流を生じさせるが、導波される電磁波は中心導体(又は他の電気帰還路)内に逆の帰還電流を生成しない。導波される電磁波の送信及び受信のために導波される波動通信システムにより使用される他の伝送媒体に対しても同じことが言える。 In contrast, different embodiments of transmission media (including coaxial cables) for the transmission and reception of electromagnetic waves guided without electrical circuits (ie, without electrical routes or electrical feedback paths, depending on the viewpoint). Consider a wave-guided wave communication system as described in the present disclosure, which can utilize. In one embodiment, for example, the wave-guided wave communication system of the present disclosure is such that it induces a wave-guided electromagnetic wave propagating along the outer surface of the coaxial cable (eg, the outer cover or insulating layer of the coaxial cable). Can be configured. Waveguided electromagnetic waves generate a forward current on the ground shield, while the waveguided electromagnetic waves are within the central conductor to allow the waveguided electromagnetic waves to propagate along the outer surface of the coaxial cable. Does not require feedback current. In other words, the wave-guided electromagnetic wave produces a forward current on the ground shield, but the wave-guided electromagnetic wave does not generate a reverse feedback current in the center conductor (or other electrical feedback path). The same is true for other transmission media used by wave-guided wave communication systems for the transmission and reception of wave-guided electromagnetic waves.

例えば、裸の導体又は絶縁導体の外面上に、導波される波動通信システムにより誘導される導波される電磁波は、電気帰還路内に逆の帰還電流を生成せずに裸の導体の外面又は絶縁導体の他の面に沿って伝搬することができる。別の差別点として、電気回路内の信号エネルギーの大半が導体自体内の電子の流れにより誘導される場合、導波される波動通信システム内で裸の導体の外面上を伝搬する導波される電磁波が裸の導体内に生じさせる順方向電流は最小のみであり、電磁波の信号エネルギーの大半は、裸の導体内部ではなく、裸の導体の外面の上方に集中する。更に、絶縁導体の外面に結合する導波される電磁波が絶縁導体の1つ又は複数の中心導体内に生じさせる順方向電流は最小のみであり、電磁波の信号エネルギーの大半は、絶縁体内部及び/又は絶縁導体の外面の上方の領域に集中する − 換言すれば、電磁波の信号エネルギーの大半は、絶縁導体の中心導体の外部に集中する。 For example, a waveguided electromagnetic wave guided by a wave-guided wave communication system on the outer surface of a bare or insulated conductor does not generate a reverse feedback current in the electrical feedback path and is the outer surface of the bare conductor. Alternatively, it can propagate along the other surface of the insulating conductor. Another difference is that when most of the signal energy in an electrical circuit is guided by the flow of electrons in the conductor itself, it is waveguided over the outer surface of the bare conductor in the wave-guided wave communication system. The forward current generated by an electromagnetic wave in a bare conductor is minimal, and most of the signal energy of the electromagnetic wave is concentrated above the outer surface of the bare conductor rather than inside the bare conductor. Further, the waveguided electromagnetic waves coupled to the outer surface of the insulating conductor generate minimal forward current in one or more central conductors of the insulating conductor, and most of the signal energy of the electromagnetic waves is inside the insulator and in the insulator. / Or concentrate in the area above the outer surface of the insulating conductor-in other words, most of the signal energy of the electromagnetic wave is concentrated outside the central conductor of the insulating conductor.

したがって、送信側デバイスにより注入された電気信号の伝搬を可能にするために、別個の導体で順電流及び逆電流を搬送する2つ以上の導体を必要とする電気システムは、伝送媒体の界面に沿った導波される電磁波の伝搬を可能にするために電気回路が必要ない、伝送媒体の界面上に導波される電磁波を誘導する導波システムと異なる。 Therefore, electrical systems that require two or more conductors to carry forward and reverse currents in separate conductors to allow propagation of the electrical signal injected by the transmitting device are at the interface of the transmission medium. It differs from a waveguide system that guides a wave-guided electromagnetic wave over the interface of a transmission medium, which does not require an electrical circuit to allow the wave-guided electromagnetic wave to propagate along.

本開示に記載される導波される電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また伝送媒体の外面上を又は外面に沿って微小な距離より長い距離(non−trivial distances)を伝搬するために、伝送媒体の主に又は実質的に外側に存在する電磁場構造を有し得ることに更に留意されたい。他の実施形態では、導波される電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また伝送媒体内の微小な距離より長い距離を伝搬するために、伝送媒体の主に又は実質的に内側に存在する電磁場構造を有することができる。他の実施形態では、導波される電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また伝送媒体に沿って微小な距離より長い距離を伝搬するために、伝送媒体の部分的に内側且つ部分的に外側に存在する電磁場構造を有することができる。一実施形態での所望の電場構造は、所望の伝送距離、伝送媒体自体の特性、及び伝送媒体の外部の環境状況/特性(例えば、降雨、霧、大気条件等の存在)を含む多様な要因に基づいて様々であり得る。 The waved electromagnetic waves described in the present disclosure are to be coupled to or waveguideed by a transmission medium and are longer than a small distance on or along the outer surface of the transmission medium ( It should be further noted that in order to propagate non-trivial distations), it may have an electromagnetic field structure that resides primarily or substantially outside the transmission medium. In other embodiments, the electromagnetic wave to be waveguide is a transmission medium in order to be coupled to or waveguideed by the transmission medium and to propagate a distance longer than a small distance within the transmission medium. It can have an electromagnetic field structure that resides primarily or substantially inside. In other embodiments, the waved electromagnetic waves are transmitted in order to be coupled to or waved through the transmission medium and to propagate along the transmission medium over a distance greater than a small distance. It can have an electromagnetic field structure that is partially inside and partly outside the medium. The desired electric field structure in one embodiment has a variety of factors including the desired transmission distance, the characteristics of the transmission medium itself, and the environmental conditions / characteristics outside the transmission medium (eg, the presence of rainfall, fog, atmospheric conditions, etc.). Can vary based on.

本明細書に記載される種々の実施形態は、導波される電磁波をミリメートル波周波数(例えば、30GHz〜300GHz)で伝送媒体に送出し及び/又はそれから抽出する「導波路結合デバイス」、「導波路結合器」、又はより簡単に「結合器」、「結合デバイス」、又は「送出器」と呼ぶことができる結合デバイスに関連し、ここで、ミリメートル波長は、電線の外周若しくは他の断面寸法等の結合デバイス及び/又は伝送媒体の1つ又は複数の寸法と比較して小さいか、又は300MHz〜30GHz等の低域マイクロ波であり得る。伝送は、誘電材料のストリップ、アーク、又は他の長さ;ホーン、モノポール、ロッド、スロット、又は他のアンテナ;アンテナのアレイ;磁気共鳴キャビティ、又は他の共鳴結合器;コイル、ストリップライン、導波路又は他の結合デバイス等の結合デバイスにより導波される波として伝搬するように生成することができる。動作において、結合デバイスは、電磁波を送信機又は伝送媒体から受信する。電磁波の電磁場構造は、結合デバイスの内部、結合デバイスの外部、又はそれらの何らかの組み合わせで存在することができる。結合デバイスが伝送媒体に近い場合、電磁波の少なくとも一部分は、伝送媒体に結合され、導波される電磁波として引き続き伝搬する。往復では、結合デバイスは、伝送媒体から導波を抽出し、これらの電磁波を受信機に転送することができる。 The various embodiments described herein are "waveguide coupled devices", "guides" that transmit and / or extract waveguided electromagnetic waves to and / or from transmission media at millimeter wave frequencies (eg, 30 GHz to 300 GHz). In connection with a coupling device, which can be more simply referred to as a "waveguide coupler", or more simply a "coupler", "coupler", or "transmitter", where the millimeter wavelength is the outer circumference of the wire or other cross-sectional dimension Etc., which are small compared to one or more dimensions of the coupling device and / or transmission medium, or can be low frequency microwaves such as 300 MHz to 30 GHz. Transmission is a strip of dielectric material, arc, or other length; horn, monopole, rod, slot, or other antenna; array of antennas; magnetic resonance cavity, or other resonant coupler; coil, stripline, It can be generated to propagate as a wave guided by a waveguide or a coupling device such as another coupling device. In operation, the coupling device receives electromagnetic waves from a transmitter or transmission medium. The electromagnetic field structure of an electromagnetic wave can exist inside the coupling device, outside the coupling device, or any combination thereof. When the coupled device is close to the transmission medium, at least a portion of the electromagnetic wave is coupled to the transmission medium and continues to propagate as a waveguided electromagnetic wave. In the round trip, the coupling device can extract the waveguide from the transmission medium and transfer these electromagnetic waves to the receiver.

例示的な実施形態によれば、表面波は、電線の外部若しくは外側の表面又は異なる特性(例えば、誘電率)を有する別のタイプの媒体に隣接又は露出した電線の別の表面等の伝送媒体の表面により導波されるタイプの導波である。実際に、例示的な実施形態では、表面波を導波する電線の表面は、2つの異なるタイプの媒体間の遷移面を表すことができる。例えば、裸線又は非絶縁電線の場合、電線の表面は、空気又は自由空間に露出した裸線又は非絶縁電線の外側又は外部導体表面であり得る。別の例として、絶縁電線の場合、電線の表面は、絶縁体、空気、及び/又は導体の特性(例えば、誘電率)の相対的な違いに応じて、更に導波の1つ又は複数の周波数及び伝搬モードに応じて、電線の絶縁体部分と接触する電線の導電部分であり得るか、又は他に空気若しくは自由空間に露出した電線の絶縁体表面であり得るか、又は他に電線の絶縁体表面と電線の絶縁体部分に接触する電線の導電部分との間の任意の材料領域であり得る。 According to an exemplary embodiment, the surface wave is a transmission medium, such as an outer or outer surface of the wire or another surface of the wire adjacent to or exposed to another type of medium with different properties (eg, dielectric constant). It is a type of waveguide that is guided by the surface of. In fact, in an exemplary embodiment, the surface of the wire that guides the surface wave can represent a transition surface between two different types of media. For example, in the case of a bare wire or non-insulated wire, the surface of the wire can be the outside or outer conductor surface of the bare wire or non-insulated wire exposed to air or free space. As another example, in the case of an insulated wire, the surface of the wire may further be one or more waveguides, depending on the relative differences in the properties (eg, dielectric constant) of the insulator, air, and / or conductor. Depending on the frequency and propagation mode, it can be the conductive part of the wire that comes into contact with the insulator part of the wire, or it can be the other surface of the wire that is exposed to the air or free space, or otherwise of the wire. It can be any material area between the surface of the insulator and the conductive portion of the wire that contacts the insulator portion of the wire.

例示的な実施形態によれば、導波と併せて使用される電線又は他の伝送媒体の「周囲」という用語は、円形又は実質的に円形の場分布、対称的な電磁場分布(例えば、電場、磁場、電磁場等)、又は電線若しくは他の伝送媒体の少なくとも部分的に周りの他の基本モードパターンを有する導波等の基本的な導波伝搬モードを含むことができる。加えて、導波は、電線又は他の伝送媒体の「周囲」を伝搬する場合、基本波動伝搬モード(例えば、ゼロ次モード)のみならず、加えて又は代わりに、高次導波モード(例えば、一次モード、二次モード等)、非対称モード、及び/又は電線又は伝送媒体の周りに非円形場分布を有する他の導波(表面波)等の非基本波動伝搬モードを含む導波伝搬モードに従ってそうすることができる。本明細書において用いられるとき、「導波モード」という用語は、伝送媒体、結合デバイス、又は導波通信システムの他のシステムコンポーネントの導波伝搬モードを指す。 According to an exemplary embodiment, the term "periphery" of a wire or other transmission medium used in conjunction with a waveguide refers to a circular or substantially circular field distribution, a symmetric electromagnetic field distribution (eg, an electric field). , Magnetic fields, electromagnetic fields, etc.), or basic waveguide propagation modes, such as waveguides, which have at least partially other basic mode patterns around the wire or other transmission medium. In addition, when propagating "around" an electric wire or other transmission medium, the waveguide is not only in the fundamental wave propagation mode (eg, zero-order mode), but also in addition or instead, in a higher-order waveguide mode (eg, for example). , Primary mode, secondary mode, etc.), asymmetric mode, and / or waveguide propagation mode including non-basic wave propagation modes such as other waveguides (surface waves) having a non-circular field distribution around the wire or transmission medium. You can do so according to. As used herein, the term "waveguide mode" refers to a waveguide propagation mode of a transmission medium, coupled device, or other system component of a waveguide communication system.

例えば、そのような非円形場分布は、相対的に高い場強度によって特徴付けられる1つ又は複数の方位ローブ、及び/又は相対的に低い場強度、零場強度又は実質的な零場強度によって特徴付けられる1つ又は複数のヌル又はヌル領域を伴う片側又は多方向であり得る。更に、場分布は、例示的な実施形態に従って、電線の周囲の方位(azimuthal orientation)の1つ又は複数の領域が方位の1つ又は複数の他の領域より高い電場強度又は磁場強度(又はその組み合わせ)を有するように、他に電線周囲の長手方向の方位の関数として変化することができる。高次モード又は非対称モードの導波の相対的向き又は相対的位置は、導波が電線に沿って進行するにつれて変化する可能性があることは理解されよう。 For example, such a non-amphitheater distribution is characterized by one or more azimuth lobes characterized by relatively high field intensities, and / or by relatively low field intensities, zero field intensities or substantial zero field intensities. It can be unilateral or multidirectional with one or more nulls or null regions characterized. Further, the field distribution, according to an exemplary embodiment, is such that one or more regions of the azimuthal orientation are higher than one or more other regions of orientation (or magnetic field strength thereof). It can also be varied as a function of longitudinal orientation around the wire to have a combination). It will be appreciated that the relative orientation or position of the waveguide in higher or asymmetric mode can change as the waveguide travels along the wire.

本明細書において用いられるとき、「ミリメートル波」という用語は、30GHz〜300GHzの「ミリメートル波周波数帯」内にある電磁波/信号を指すことができる。「マイクロ波」という用語は、300MHz〜300GHzの「マイクロ波周波数帯」内にある電磁波/信号を指すことができる。「無線周波数」又は「RF」という用語は、10kHz〜1THzの「無線周波数帯域」内にある電磁波/信号を指すことができる。本開示において説明されるワイヤレス信号、電気信号、及び導波される電磁波が、例えば、ミリメートル波及び/又はマイクロ波周波数帯域内、その上、又はその下の周波数における等、任意の所望の周波数範囲において動作するように構成し得ることが理解される。特に、結合デバイス又は伝送媒体が導電要素を含む場合、結合デバイスにより搬送され、及び/又は伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波の周波数は、導電要素内の電子の平均衝突周波数未満であり得る。更に、結合デバイスにより搬送され、及び/又は伝送媒体に沿って伝搬する導波される電磁波の周波数は、非光学周波数、例えば、1THzで始まる光学周波数範囲未満の無線周波数であり得る。 As used herein, the term "millimeter wave" can refer to an electromagnetic wave / signal within the "millimeter wave frequency band" of 30 GHz to 300 GHz. The term "microwave" can refer to electromagnetic waves / signals within the "microwave frequency band" of 300 MHz to 300 GHz. The term "radio frequency" or "RF" can refer to electromagnetic waves / signals within the "radio frequency band" of 10 kHz to 1 THz. The wireless signals, electrical signals, and waveguided electromagnetic waves described herein are in any desired frequency range, such as within, above, or below the millimeter and / or microwave frequency band. It is understood that it can be configured to work in. In particular, when the coupling device or transmission medium contains a conductive element, the frequency of the waveguided electromagnetic waves carried by the coupling device and / or propagated along the transmission medium is less than the average collision frequency of the electrons in the conductive element. possible. Further, the frequency of the waveguided electromagnetic wave carried by the coupling device and / or propagated along the transmission medium can be a non-optical frequency, eg, a radio frequency below the optical frequency range starting at 1 THz.

本明細書において用いられるとき、「アンテナ」という用語は、ワイヤレス信号を送信/放射又は受信する送信システム又は受信システムの部分であるデバイスを指すことができる。 As used herein, the term "antenna" can refer to a transmitting system or device that is part of a transmitting or receiving system that transmits / radiates or receives wireless signals.

1つ又は複数の実施形態によれば、方法は、複数の通信信号を受信することと、送信側デバイスにより、複数の通信信号に従って、少なくとも部分的に絶縁伝送媒体に結合された複数の電磁波を誘導するワイヤレス信号を生成することであって、複数の電磁波は、電気帰還路なしで絶縁伝送媒体に沿って伝搬し、複数の電磁波の各電磁波は、複数の通信信号の少なくとも1つの通信信号を伝達し、複数の電磁波は、複数の電磁波間の干渉を低減し、且つ受信側デバイスが少なくとも1つの通信信号を複数の電磁波の各電磁波から取り出すことを可能にする信号多重化構成を有する、生成することとを含む。 According to one or more embodiments, the method is to receive a plurality of communication signals and, by the transmitting device, to generate a plurality of electromagnetic waves, at least partially coupled to an isolated transmission medium, according to the plurality of communication signals. By generating an inducing wireless signal, the plurality of electromagnetic waves propagates along an insulated transmission medium without an electrical feedback path, and each electromagnetic wave of the plurality of electromagnetic waves transmits at least one communication signal of the plurality of communication signals. A generation of transmitted electromagnetic waves having a signal multiplexing configuration that reduces interference between the plurality of electromagnetic waves and allows the receiving device to extract at least one communication signal from each of the plurality of electromagnetic waves. Including to do.

1つ又は複数の実施形態によれば、送出器は、生成器と、生成器に結合された回路とを含むことができる。コントローラは、複数の通信信号を受信することと、複数の通信信号に従って、伝送媒体の誘電層に少なくとも部分的に結合された複数の電磁波を誘導する信号を生成することであって、複数の電磁波の各電磁波は、複数の通信信号の少なくとも1つの通信信号を伝達し、複数の電磁波は、複数の電磁波間の干渉を低減する信号多重化構成を有する、生成することとを含む動作を実行する。 According to one or more embodiments, the transmitter can include a generator and a circuit coupled to the generator. The controller receives a plurality of communication signals and, according to the plurality of communication signals, generates a signal for inducing a plurality of electromagnetic waves coupled to a dielectric layer of a transmission medium at least partially. Each electromagnetic wave transmits at least one communication signal of a plurality of communication signals, and the plurality of electromagnetic waves perform operations including generating, having a signal multiplexing configuration that reduces interference between the plurality of electromagnetic waves. ..

1つ又は複数の実施形態によれば、デバイスは、複数の通信信号を受信する手段と、複数の通信信号に従って、誘電体材料に少なくとも部分的に結合された複数の電磁波を誘導する信号を生成する手段であって、複数の電磁波の各電磁波は、複数の通信信号の少なくとも1つの通信信号を伝達し、複数の電磁波は、複数の電磁波間の干渉を低減する多重化構成を有する、手段とを含む。 According to one or more embodiments, the device generates a means of receiving the plurality of communication signals and, according to the plurality of communication signals, generates a signal that induces a plurality of electromagnetic waves bound to the dielectric material at least partially. Each electromagnetic wave of a plurality of electromagnetic waves transmits at least one communication signal of a plurality of communication signals, and the plurality of electromagnetic waves have a multiplexing configuration for reducing interference between the plurality of electromagnetic waves. including.

ここで、図1を参照すると、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図100を示す。動作において、送信デバイス101は、データを含む1つ又は複数の通信信号110を通信ネットワーク又は他の通信デバイスから受信し、導波120を生成して、伝送媒体125を介してデータを送信デバイス102に伝達する。送信デバイス102は、導波120を受信し、通信ネットワーク又は他の通信デバイスに送信する、データを含む通信信号112に変換する。位相変調、周波数変調、直交振幅変調、振幅変調、直交周波数分割多重等のマルチキャリア変調等の変調技法により、周波数分割多重、時分割多重、符号分割多重、異なる波動伝搬モードによる多重化等の複数のアクセス技法により、並びに他の変調及びアクセス方法により導波120を変調してデータを搬送することができる。 Here, with reference to FIG. 1, a block diagram 100 showing a non-limiting embodiment of an example of a waveguide communication system is shown. In operation, the transmitting device 101 receives one or more communication signals 110 containing data from a communication network or other communication device, generates a waveguide 120, and transmits the data via the transmission medium 125 to the transmitting device 102. Communicate to. The transmitting device 102 receives the waveguide 120 and converts it into a communication signal 112 containing data to be transmitted to a communication network or other communication device. Multiplexing by frequency division multiplexing, time division multiplexing, code division multiplexing, multiplexing by different wave propagation modes, etc. by modulation techniques such as phase modulation, frequency modulation, orthogonal amplitude modulation, amplitude modulation, multicarrier modulation such as orthogonal frequency division multiplexing, etc. The waveguide 120 can be modulated to carry data by the access technique of, and by other modulation and access methods.

1つ又は複数の通信ネットワークは、モバイルデータネットワーク、セルラー音声データネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(例えば、WiFi又は802.xxネットワーク)、衛星通信ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、又は他のワイヤレスネットワーク等のワイヤレス通信ネットワークを含むことができる。1つ又は複数の通信ネットワークは、電話回線網、イーサネットネットワーク、ローカルエリアネットワーク、インターネット等の広域ネットワーク、ブロードバンドアクセスネットワーク、ケーブルネットワーク、光ファイバネットワーク、又は他の有線ネットワーク等の有線通信ネットワークを含むこともできる。通信デバイスは、ネットワークエッジデバイス、ブリッジデバイス又はホームゲートウェイ、セットトップボックス、ブロードバンドモデム、電話アダプタ、アクセスポイント、基地局、又は他の固定通信デバイス、車載ゲートウェイ又はオートモバイルコンピューター、ラップトップコンピューター、タブレット、スマートフォン、携帯電話、又は他の通信デバイス等のモバイル通信デバイスを含むことができる。 One or more communication networks may be wireless communications such as mobile data networks, cellular voice data networks, wireless local area networks (eg, WiFi or 802.xx networks), satellite communications networks, personal area networks, or other wireless networks. Can include networks. One or more communication networks include a telephone network, an Ethernet network, a local area network, a wide area network such as the Internet, a broadband access network, a cable network, an optical fiber network, or a wired communication network such as another wired network. You can also. Communication devices include network edge devices, bridge devices or home gateways, set-top boxes, broadband modems, telephone adapters, access points, base stations, or other fixed communication devices, in-vehicle gateways or auto-mobile computers, laptop computers, tablets, It can include mobile communication devices such as smartphones, mobile phones, or other communication devices.

例示的な実施形態では、導波通信システム100は双方向様式で動作することができ、双方向様式では、送信デバイス102は、通信ネットワーク又はデバイスから、他のデータを含む1つ又は複数の通信信号112を受信し、導波122を生成し、伝送媒体125を介して上記の他のデータを送信デバイス101に搬送する。この動作モードでは、送信デバイス101は、導波122を受信し、通信ネットワーク又はデバイスに送信する、上記の他のデータを含む通信信号110に変換する。位相変調、周波数変調、直交振幅変調、振幅変調、直交周波数分割多重等のマルチキャリア変調等の変調技法により、周波数分割多重、時分割多重、符号分割多重、異なる波動伝搬モードによる多重化等の複数のアクセス技法により、並びに他の変調及びアクセス方法により導波122を変調してデータを搬送することができる。 In an exemplary embodiment, the waveguide communication system 100 can operate in a bidirectional manner, in which the transmitting device 102 communicates from a communication network or device, including other data. The signal 112 is received, the waveguide 122 is generated, and the other data described above is conveyed to the transmission device 101 via the transmission medium 125. In this mode of operation, the transmitting device 101 receives the waveguide 122 and converts it into a communication signal 110 containing the above other data to be transmitted to the communication network or device. Multiplexing by frequency division multiplexing, time division multiplexing, code division multiplexing, multiplexing by different wave propagation modes, etc. by modulation techniques such as phase modulation, frequency modulation, orthogonal amplitude modulation, amplitude modulation, multicarrier modulation such as orthogonal frequency division multiplexing, etc. The waveguide 122 can be modulated to carry data by this access technique, as well as by other modulation and access methods.

伝送媒体125は、絶縁体又は他の誘電性カバー、被膜、又は他の誘電材料等の誘電材料で囲まれた少なくとも1つの内部を有するケーブルを含むことができ、誘電材料は、外面及び対応する周縁を有する。例示的な実施形態において、伝送媒体125は、単層伝送線路として動作して、電磁波の伝送を導波する。伝送媒体125は、単線伝送システムとして実施される場合、電線を含むことができる。電線は絶縁されてもよく又は絶縁されなくてもよく、単線であってもよく又は撚り線(例えば、編組)であってもよい。他の実施形態において、伝送媒体125は、電線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状又は構成の導体を含むことができる。加えて、伝送媒体125は、誘電体パイプ、ロッド、レール又は他の誘電体部材等の非導体、導体と誘電体材料との組み合わせ、誘電材料なしの導体、又は他の導波伝送媒体を含むことができる。伝送媒体125は、他の点において、上述した任意の伝送媒体を含み得ることに留意されたい。 The transmission medium 125 can include a cable having at least one interior surrounded by a dielectric material such as an insulator or other dielectric cover, coating, or other dielectric material, the dielectric material corresponding to the outer surface. It has a peripheral edge. In an exemplary embodiment, the transmission medium 125 operates as a single layer transmission line to guide the transmission of electromagnetic waves. The transmission medium 125 may include an electric wire when implemented as a single wire transmission system. The wires may or may not be insulated, and may be single wires or stranded wires (eg, braided). In other embodiments, the transmission medium 125 may include conductors of other shapes or configurations, including wire bundles, cables, rods, rails, pipes. In addition, the transmission medium 125 includes non-conductors such as dielectric pipes, rods, rails or other dielectric members, combinations of conductors and dielectric materials, conductors without dielectric material, or other waveguide transmission media. be able to. It should be noted that the transmission medium 125 may otherwise include any of the transmission media described above.

更に、上述したように、導波120及び122は、自由空間/空気を介する無線伝送又は電気回路を介した電線の導体を通る電力又は信号の従来の伝搬と対比され得る。導波120及び122の伝搬に加えて、伝送媒体125は、任意選択的に、1つ又は複数の電気回路の一部として、従来の様式で電力又は他の通信信号を伝搬する1つ又は複数の電線を含むことができる。 Further, as mentioned above, the waveguides 120 and 122 can be contrasted with the conventional propagation of power or signals through wireless transmission over free space / air or through conductors of wires via electrical circuits. In addition to the propagation of the waveguides 120 and 122, the transmission medium 125 optionally propagates power or other communication signals in a conventional manner as part of one or more electrical circuits. Can include electric wires.

ここで、図2を参照すると、送信デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図200が示されている。送信デバイス101又は102は、通信インターフェース(I/F)205、送受信機210、及び結合器220を含む。 Here, with reference to FIG. 2, a block diagram 200 showing a non-limiting embodiment of an example of a transmitting device is shown. The transmitting device 101 or 102 includes a communication interface (I / F) 205, a transmitter / receiver 210, and a coupler 220.

動作の一例において、通信インターフェース205は、データを含む通信信号110又は112を受信する。種々の実施形態において、通信インターフェース205は、LTE又は他のセルラー音声データプロトコル、WiFi又は802.11プロトコル、WIMAXプロトコル、超広帯域プロトコル、Bluetoothプロトコル、Zigbeeプロトコル、直接放送衛星(DBS)若しくは他の衛星通信プロトコル、又は他のワイヤレスプロトコル等のワイヤレス標準プロトコルに従ってワイヤレス通信信号を受信するワイヤレスインターフェースを含むことができる。加えて又は代わりに、通信インターフェース205は、イーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス(USB)プロトコル、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準(DOCSIS)プロトコル、デジタル加入者線(DSL)プロトコル、ファイヤワイヤ(IEEE1394)プロトコル、又は他の有線プロトコルに従って動作する有線インターフェースを含む。標準規格に基づくプロトコルに加えて、通信インターフェース205は、他の有線プロトコル又は無線プロトコルと共に動作することができる。更に、通信インターフェース205は、任意選択的に、MACプロトコル、トランスポートプロトコル、アプリケーションプロトコル等を含む複数のプロトコルレイヤを含むプロトコルスタックと共に動作することができる。 In one example of operation, the communication interface 205 receives a communication signal 110 or 112 containing data. In various embodiments, the communication interface 205 is an LTE or other cellular voice data protocol, WiFi or 802.11 protocol, WIMAX protocol, ultra-broadband protocol, Bluetooth protocol, Zigbee protocol, direct broadcast satellite (DBS) or other satellite. It can include a wireless interface that receives wireless communication signals according to a communication protocol, or a wireless standard protocol such as another wireless protocol. In addition or instead, the communication interface 205 is an Ethernet protocol, a universal serial bus (USB) protocol, a cable data service interface standard (DOCSIS) protocol, a digital subscriber line (DSL) protocol, a Firewire (IEEE1394) protocol, or Includes a wired interface that operates according to other wired protocols. In addition to standards-based protocols, the communication interface 205 can work with other wired or wireless protocols. Further, the communication interface 205 can optionally operate with a protocol stack that includes a plurality of protocol layers including a MAC protocol, a transport protocol, an application protocol, and the like.

動作の一例において、送受信機210は、データを搬送する通信信号110又は112に基づいて電磁波を生成する。電磁波は、少なくとも1つの搬送波周波数と、少なくとも1つの対応する波長とを有する。搬送波周波数は、60GHz若しくは30GHz〜40GHzの範囲内の搬送波周波数等の30GHz〜300GHzのミリメートル波周波数帯域内又は26GHz〜30GHz、11GHz、6GHz、若しくは3GHz等のマイクロ波周波数範囲内の300MHz〜30GHzという低周波数帯域に存在することができるが、他の実施形態において、他の搬送波周波数が可能であることが理解されよう。一動作モードにおいて、送受信機210は、伝送媒体125により導波又は結合される導波される電磁波としてマイクロ波帯域又はミリメートル波帯域内の電磁信号を伝送するために、1つ又は複数の通信信号110又は112を単にアップコンバートする。別の動作モードにおいて、通信インターフェース205は、通信信号110又は112をベースバンド信号若しくはベースバンド付近の信号に変換するか、又は通信信号110若しくは112からデータを抽出し、送受信機210は、送信するためにデータ、ベースバンド信号若しくはベースバンド付近の信号を高周波数搬送波に変調する。送受信機210が通信信号110又は112を介して受信したデータを変調して、異なるプロトコルのペイロードへのカプセル化により又は単純な周波数偏移により、通信信号110又は112の1つ又は複数のデータ通信プロトコルを保存し得ることを理解されたい。代替では、送受信機210は、通信信号110又は112の1つ又は複数のデータ通信プロトコルと異なるプロトコルに、通信信号110又は112を介して受信したデータを他に変換することができる。 In one example of operation, the transmitter / receiver 210 generates an electromagnetic wave based on a communication signal 110 or 112 that carries data. The electromagnetic wave has at least one carrier frequency and at least one corresponding wavelength. The carrier frequency is as low as 300 MHz to 30 GHz within the millimeter wave frequency band of 30 GHz to 300 GHz such as the carrier frequency within the range of 60 GHz or 30 GHz to 40 GHz or within the microwave frequency range of 26 GHz to 30 GHz, 11 GHz, 6 GHz, or 3 GHz. Although it can be in the frequency band, it will be appreciated that in other embodiments, other carrier frequencies are possible. In one operating mode, the transmitter / receiver 210 communicates one or more communication signals in order to transmit an electromagnetic signal in the microwave band or millimeter wave band as a waveguiding electromagnetic wave waveguide or coupled by a transmission medium 125. Simply upconvert 110 or 112. In another mode of operation, the communication interface 205 converts the communication signal 110 or 112 into a baseband signal or a signal near the baseband, or extracts data from the communication signal 110 or 112 and the transmitter / receiver 210 transmits. Therefore, the data, baseband signal or signal near the baseband is modulated into a high frequency carrier. Data communication of one or more of the communication signals 110 or 112 by the transmitter / receiver 210 modulating the data received via the communication signal 110 or 112 and by encapsulation into a payload of a different protocol or by a simple frequency shift. Please understand that the protocol can be stored. Alternatively, the transmitter / receiver 210 may convert the data received via the communication signal 110 or 112 into another protocol that is different from one or more data communication protocols of the communication signal 110 or 112.

動作の一例において、結合器220は、1つ又は複数の通信信号110又は112を搬送する導波される電磁波として電磁波を伝送媒体125に結合する。先の説明は、送信機としての送受信機210の動作に焦点を合わせたが、送受信機210は、他のデータを単線伝送媒体から結合器220を介して搬送する電磁波を受信し、上記他のデータを含む通信インターフェース205を介して通信信号110又は112を生成するように動作することもできる。追加の導波される電磁波が、伝送媒体125に沿っても伝搬する他のデータを搬送する実施形態を考える。結合器220は、受信のためにこの追加の電磁波も伝送媒体125から送受信機210に結合することができる。 In one example of operation, the coupler 220 couples the electromagnetic wave to the transmission medium 125 as a waveguided electromagnetic wave that carries one or more communication signals 110 or 112. Although the above description has focused on the operation of the transmitter / receiver 210 as a transmitter, the transmitter / receiver 210 receives electromagnetic waves that carry other data from a single-line transmission medium via a coupler 220, and the other data described above. It can also operate to generate a communication signal 110 or 112 via a communication interface 205 containing data. Consider an embodiment in which an additional waveguided electromagnetic wave carries other data propagating along the transmission medium 125 as well. The combiner 220 can also couple this additional electromagnetic wave from the transmission medium 125 to the transmitter / receiver 210 for reception.

送信デバイス101又は102は、任意選択的なトレーニングコントローラ230を含む。例示的な実施形態において、トレーニングコントローラ230は、スタンドアロンプロセッサ又は送信デバイス101若しくは102の1つ又は複数の他のコンポーネントと共有されるプロセッサにより実施される。トレーニングコントローラ230は、導波される電磁波を受信するように結合される少なくとも1つのリモート送信デバイスから送受信機210により受信されるフィードバックデータに基づいて、導波される電磁波の搬送波周波数、変調方式、及び/又は導波モードを選択する。 The transmitting device 101 or 102 includes an optional training controller 230. In an exemplary embodiment, the training controller 230 is implemented by a stand-alone processor or a processor shared with one or more other components of the transmitting device 101 or 102. The training controller 230 is based on feedback data received by the transmitter / receiver 210 from at least one remote transmitting device coupled to receive the waveguided electromagnetic wave, the carrier frequency of the waveguided electromagnetic wave, the modulation scheme, And / or select the waveguide mode.

例示的な実施形態において、リモート送信デバイス101又は102により送信された導波される電磁波は、伝送媒体125に沿っても伝搬するデータを搬送する。リモート送信デバイス101又は102からのデータは、フィードバックデータを含むように生成することができる。動作において、結合器220は、伝送媒体125からの導波される電磁波も結合し、送受信機は、電磁波を受信し、電磁波を処理してフィードバックデータを抽出する。 In an exemplary embodiment, the waveguided electromagnetic wave transmitted by the remote transmission device 101 or 102 also carries data propagating along the transmission medium 125. The data from the remote transmitting device 101 or 102 can be generated to include feedback data. In operation, the coupler 220 also couples the electromagnetic waves waveguided from the transmission medium 125, and the transmitter / receiver receives the electromagnetic waves, processes the electromagnetic waves, and extracts feedback data.

例示的な実施形態において、トレーニングコントローラ230は、フィードバックデータに基づいて動作して、複数の周波数候補、変調方式候補、及び/又は送信モード候補を評価し、スループット、信号強度等の性能を強化し、伝搬損失を低減等するように搬送波周波数、変調方式、及び/又は送信モードを選択する。 In an exemplary embodiment, the training controller 230 operates on the basis of feedback data to evaluate multiple frequency candidates, modulation scheme candidates, and / or transmission mode candidates to enhance performance such as throughput, signal strength, and the like. , Select the carrier frequency, modulation method, and / or transmission mode to reduce propagation loss, etc.

以下の例を考える。送信デバイス101が、パイロット波又は他のテスト信号等のテスト信号として複数の導波を、伝送媒体125に結合されたリモート送信デバイス102に向けられた対応する複数の周波数候補及び/又はモード候補で送信することにより、トレーニングコントローラ230の制御下で動作を開始する。加えて又は代わりに、導波はテストデータを含むことができる。テストデータは、信号の特定の周波数候補及び/又は導波モード候補を示し得る。一実施形態において、リモート送信デバイス102におけるトレーニングコントローラ230は、適宜受信した任意の導波からテスト信号及び/又はテストデータを受信し、最良の周波数候補及び/又は導波モード候補、1組の許容可能な周波数候補及び/又は導波モード候補、又は周波数候補及び/又は導波モード候補のランク付き順序を決定する。周波数候補又は/及び導波モード候補のこの選択は、受信信号強度、ビットエラーレート、パケットエラーレート、信号対雑音比、伝搬損失等の1つ又は複数の最適化基準に基づいてトレーニングコントローラ230により生成される。トレーニングコントローラ230は、選択された周波数候補又は/及び導波モード候補を示すフィードバックデータを生成し、送信デバイス101に送信するために、フィードバックデータを送受信機210に送信する。次に、送信デバイス101及び102は、選択された周波数候補又は/及び導波モードに基づいて互いとデータを通信することができる。 Consider the following example. The transmitting device 101 transmits a plurality of waveguides as a test signal such as a pilot wave or another test signal with a corresponding plurality of frequency candidates and / or mode candidates directed to the remote transmitting device 102 coupled to the transmission medium 125. By transmitting, the operation is started under the control of the training controller 230. In addition or instead, the waveguide can contain test data. The test data may indicate specific frequency candidates and / or waveguide mode candidates for the signal. In one embodiment, the training controller 230 in the remote transmit device 102 receives test signals and / or test data from any waveguide appropriately received, with the best frequency candidate and / or waveguide mode candidate, a set of tolerances. Determine the ranked order of possible frequency candidates and / or waveguide mode candidates, or frequency candidates and / or waveguide mode candidates. This selection of frequency candidates and / and waveguide mode candidates is made by the training controller 230 based on one or more optimization criteria such as received signal strength, bit error rate, packet error rate, signal-to-noise ratio, propagation loss, etc. Will be generated. The training controller 230 generates feedback data indicating the selected frequency candidate and / and the waveguide mode candidate, and transmits the feedback data to the transmitter / receiver 210 for transmission to the transmission device 101. The transmitting devices 101 and 102 can then communicate data with each other based on the selected frequency candidate and / or waveguide mode.

他の実施形態において、テスト信号及び/又はテストデータを含む導波される電磁波は、これらの波を開始した送信デバイス101のトレーニングコントローラ230による受信及び分析のために、リモート送信デバイス102により送信デバイス101に反射、中継、又は他にループバックされる。例えば、送信デバイス101は、信号をリモート送信デバイス102に送信して、テストモードを開始することができ、テストモードでは、物理的な反射器は線上で切り替えされ、終端インピーダンスは、反射を生じさせるように変更され、ループバックモードがオンに切り替えられて電磁波をソース送信デバイス102に再び結合し、及び/又はリピーターモードがイネーブルされて電磁波を増幅し、ソース送信デバイス102に再送信する。ソース送信デバイス102におけるトレーニングコントローラ230は、適宜受信した任意の導波からテスト信号及び/又はテストデータを受信し、選択された周波数候補及び/又は導波モード候補を決定する。 In other embodiments, the waveguided electromagnetic waves containing the test signals and / or test data are transmitted by the remote transmitting device 102 for reception and analysis by the training controller 230 of the transmitting device 101 that initiated these waves. Reflected, relayed, or otherwise looped back to 101. For example, the transmitting device 101 can send a signal to the remote transmitting device 102 to start the test mode, in which the physical reflectors are switched on the line and the termination impedance causes reflections. The loopback mode is switched on to recouple the electromagnetic wave to the source transmitting device 102 and / or the repeater mode is enabled to amplify the electromagnetic wave and retransmit it to the source transmitting device 102. The training controller 230 in the source transmitting device 102 receives test signals and / or test data from any waveguide appropriately received and determines selected frequency candidates and / or waveguide mode candidates.

上記手順は、スタートアップ又は初期化動作モードで説明されたが、各送信デバイス101又は102は、同様にテスト信号を送信してもよく、通常の送信等の非テストを介して周波数候補若しくは導波モード候補を評価してもよく、又は他の時間で若しくは連続して周波数候補若しくは導波モード候補を他に評価してもよい。例示的な実施形態において、送信デバイス101及び102間の通信プロトコルは、完全なテスト又は周波数候補及び導波モード候補のサブセットのより制限されたテストがテストされ評価される要求時又は定期的テストモードを含むことができる。他の動作モードにおいて、外乱、天候状況等に起因した性能の低下により、そのようなテストモードへのリエントリをトリガーすることができる。例示的な実施形態において、送受信機210の受信機帯域幅は、全ての周波数候補を受信するのに十分に広いか若しくは掃引され、又はトレーニングコントローラ230により、送受信機210の受信機帯域幅が全ての周波数候補を受信するのに十分に広いか若しくは掃引されるトレーニングモードに選択的に調整することができる。 Although the above procedure has been described in a startup or initialization mode of operation, each transmitting device 101 or 102 may similarly transmit a test signal, a frequency candidate or waveguide via a non-test such as normal transmission. Mode candidates may be evaluated, or frequency candidates or waveguide mode candidates may be evaluated at other times or continuously. In an exemplary embodiment, the communication protocol between the transmitting devices 101 and 102 is in a required or periodic test mode in which a complete test or a more limited test of a subset of frequency and waveguide mode candidates is tested and evaluated. Can be included. In other modes of operation, performance degradation due to disturbances, weather conditions, etc. can trigger reentry into such test modes. In an exemplary embodiment, the receiver bandwidth of the transmitter / receiver 210 is wide enough or swept to receive all frequency candidates, or by the training controller 230, the receiver bandwidth of the transmitter / receiver 210 is all. Can be selectively adjusted to a training mode that is wide enough to receive frequency candidates or swept.

ここで、図3を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図300が示されている。この実施形態において、空中にある伝送媒体125は、断面で示されるように、内部導体301と、誘電材料の絶縁外被302とを含む。図300は、非対称及び非基本導波モードを有する導波の伝搬により生成される異なる電磁場強度を表す異なるグレースケールを含む。 Here, with reference to FIG. 3, a graphic diagram 300 showing an example of a non-limiting embodiment of an electromagnetic field distribution is shown. In this embodiment, the transmission medium 125 in the air includes an inner conductor 301 and an insulating jacket 302 of a dielectric material, as shown in cross section. FIG. 300 includes different grayscales representing different electromagnetic field intensities generated by waveguide propagation with asymmetric and non-basic waveguide modes.

特に、電磁場分布は、絶縁伝送媒体に沿った導波される電磁波の伝搬を強化し、エンドツーエンド伝送損失を低減するモーダル「スイートスポット」に対応する。この特定のモードにおいて、電磁波は、伝送媒体125により導波されて、伝送媒体の外面 − この場合、絶縁外被302の外面 − に沿って伝搬する。電磁波は、部分的に絶縁体内に埋め込まれ、部分的に絶縁体の外面上で放射される。このようにして、電磁波は絶縁体に「軽く」結合されて、低伝搬損失での長距離の電磁波伝搬を可能にする。 In particular, the electromagnetic field distribution corresponds to a modal "sweet spot" that enhances the propagation of waveguided electromagnetic waves along an insulated transmission medium and reduces end-to-end transmission loss. In this particular mode, the electromagnetic wave is guided by the transmission medium 125 and propagates along the outer surface of the transmission medium-in this case the outer surface of the insulating jacket 302. Electromagnetic waves are partially embedded in the insulator and partially radiated on the outer surface of the insulator. In this way, the electromagnetic waves are "lightly" coupled to the insulator, allowing long-range electromagnetic wave propagation with low propagation loss.

示されるように、導波は主に又は実質的に、電磁波を導波するように機能する伝送媒体125の外部にある場構造を有する。導体301の内部にある領域は、場を有さないか、有したとしてもごくわずかである。同様に、絶縁外被302内部の領域も低い場強度を有する。電磁場強度の大半は、絶縁外被302の外面におけるローブ304及びその近傍に分布する。非対称導波モードの存在は、絶縁外被302の外面の上部及び下部(図の向きでの)における高電磁場強度により示される − 絶縁外被302の他の側での非常に小さい場強度とは対照的である。 As shown, the waveguide has a field structure that is primarily or substantially outside the transmission medium 125 that functions to guide the electromagnetic waves. The area inside the conductor 301 has no field or is negligible, if any. Similarly, the region inside the insulating jacket 302 also has low field strength. Most of the electromagnetic field strength is distributed in the lobe 304 and its vicinity on the outer surface of the insulating jacket 302. The presence of the asymmetric waveguide mode is indicated by the high electromagnetic field strength at the top and bottom (in the orientation of the figure) of the outer surface of the insulation jacket 302-what is the very small field strength on the other side of the insulation jacket 302? In contrast.

示される例は、直径1.1cm及び誘電絶縁厚0.36cmを有する電線により導波される38GHz電磁波に対応する。電磁波は伝送媒体125により導波され、場強度の大半は、外面の限られた距離内の絶縁外被302の外部にある空気中に集中するため、導波は、非常に低い損失で伝送媒体125を長手方向下に伝搬することができる。示される例において、この「限られた距離」は、伝送媒体125の最大断面寸法の半分未満の外面からの距離に対応する。この場合、電線の最大断面寸法は、全体直径1.82cmに対応するが、この値は、伝送媒体125のサイズ及び形状に伴って変わることができる。例えば、伝送媒体125が、高さ0.3cm及び幅0.4cmを有する矩形形状のものである場合、最大断面寸法は対角線の0.5cmであり、対応する制限される距離は0.25cmである。場強度の大半を含むエリアの寸法も周波数に伴って変わり、一般に搬送波周波数の低減に伴って増大する。 The example shown corresponds to a 38 GHz electromagnetic wave guided by a wire having a diameter of 1.1 cm and a dielectric insulation thickness of 0.36 cm. Since the electromagnetic waves are guided by the transmission medium 125 and most of the field strength is concentrated in the air outside the insulating jacket 302 within a limited distance on the outer surface, the waveguide is a transmission medium with very low loss. 125 can propagate downward in the longitudinal direction. In the example shown, this "limited distance" corresponds to a distance from the outer surface that is less than half the maximum cross-sectional dimension of the transmission medium 125. In this case, the maximum cross-sectional dimension of the wire corresponds to an overall diameter of 1.82 cm, but this value can vary with the size and shape of the transmission medium 125. For example, if the transmission medium 125 has a rectangular shape with a height of 0.3 cm and a width of 0.4 cm, the maximum cross-sectional dimension is 0.5 cm diagonally and the corresponding limited distance is 0.25 cm. is there. The size of the area containing most of the field strength also changes with frequency and generally increases with decrease in carrier frequency.

結合器及び伝送媒体等の導波通信システムのコンポーネントが、各導波モードでそれ自体の遮断周波数を有し得ることにも留意されたい。遮断周波数は、一般に、特定の導波モードがその特定のコンポーネントによりサポートされるように設計される最低周波数を示す。例示的な実施形態において、示される特定の非対称伝搬モードは、この特定の非対称モードの低遮断周波数Fcの限られた範囲(Fc〜2Fc等)内にある周波数を有する電磁波により、伝送媒体125上に誘導される。低遮断周波数Fcは、伝送媒体125の特性に固有である。絶縁外被302で囲まれた内部導体301を含む示される実施形態の場合、この遮断周波数は、絶縁外被302の寸法及び特性並びに潜在的に内部導体301の寸法及び特性に基づいて変わることができ、所望のモードパターンを有するように実験的に決定することができる。しかし、中空誘電体又は内部導体なしの絶縁体でも同様の効果を見出し得ることに留意されたい。この場合、遮断周波数は、中空誘電体又は絶縁体の寸法及び特性に基づいて変わることができる。 It should also be noted that the components of the waveguide communication system, such as couplers and transmission media, may have their own cutoff frequency in each waveguide mode. The cutoff frequency generally refers to the lowest frequency designed for a particular waveguide mode to be supported by that particular component. In an exemplary embodiment, the particular asymmetric propagation mode shown is on the transmission medium 125 by electromagnetic waves having frequencies within a limited range (Fc-2Fc, etc.) of the low cutoff frequency Fc of this particular asymmetric mode. Is guided to. The low cutoff frequency Fc is unique to the characteristics of the transmission medium 125. In the case of the indicated embodiment comprising an inner conductor 301 surrounded by an insulating jacket 302, this cutoff frequency may vary based on the dimensions and characteristics of the insulating jacket 302 and potentially the dimensions and characteristics of the inner conductor 301. It can be determined experimentally to have the desired mode pattern. However, it should be noted that similar effects can be found with hollow dielectrics or insulators without internal conductors. In this case, the cutoff frequency can vary based on the dimensions and properties of the hollow dielectric or insulator.

低遮断周波数よりも低い周波数では、非対称モードを伝送媒体125に誘導することは困難であり、全ての伝搬に失敗し、微小な距離のみ伝搬する。周波数が遮断周波数の前後の限られた周波数範囲を超えて増大するにつれて、非対称モードは絶縁外被302のますます内側に向かってシフトする。遮断周波数よりもはるかに高い周波数では、場強度はもはや絶縁外被の外部に集中せず、主に絶縁外被302の内部に集中する。伝送媒体125は電磁波に強力な導波を提供し、伝搬は依然として可能であるが、絶縁外被302内の伝搬に起因する損失の増大によって範囲はより制限される − 周囲空気とは対照的である。 At frequencies lower than the low cutoff frequency, it is difficult to induce the asymmetric mode to the transmission medium 125, all propagation fails, and only a small distance propagates. As the frequency increases beyond the limited frequency range before and after the cutoff frequency, the asymmetric mode shifts more and more inward of the insulation jacket 302. At frequencies much higher than the cutoff frequency, the field strength is no longer concentrated outside the insulation jacket, but primarily inside the insulation jacket 302. The transmission medium 125 provides a strong waveguide for electromagnetic waves and propagation is still possible, but the range is more limited by the increased loss due to propagation within the insulating jacket 302-as opposed to ambient air. is there.

ここで、図4を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図400が示されている。特に、図3と同様の断面図400は、同様の要素を指すのに使用される共通の参照符号を用いて示されている。示される例は、直径1.1cm及び誘電絶縁厚0.36cmを有する電線により導波される60GHz波に対応する。導波の周波数は、この特定の非対称モードの遮断周波数の限られた範囲を超えるため、場強度の多くは絶縁外被302の内側にシフトしている。特に、場強度は主に絶縁外被302の内部に集中する。伝送媒体125は強力な導波を電磁波に提供し、伝搬は依然として可能であるが、絶縁外被302内の伝搬に起因した損失の増大により、図3の実施形態と比較した場合、範囲はより制限される。 Here, with reference to FIG. 4, a graphic diagram 400 showing an example of a non-limiting embodiment of an electromagnetic field distribution is shown. In particular, a cross-sectional view 400 similar to FIG. 3 is shown using a common reference code used to refer to similar elements. The example shown corresponds to a 60 GHz wave guided by an electric wire having a diameter of 1.1 cm and a dielectric insulation thickness of 0.36 cm. Since the frequency of the waveguide exceeds the limited range of the cutoff frequency of this particular asymmetric mode, much of the field strength is shifted inside the insulating jacket 302. In particular, the field strength is mainly concentrated inside the insulating jacket 302. The transmission medium 125 provides a strong waveguide for the electromagnetic waves and is still capable of propagation, but due to the increased loss due to propagation within the insulating jacket 302, the range is greater when compared to the embodiment of FIG. Be restricted.

ここで、図5Aを参照すると、周波数応答の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図が示されている。特に、図500は、200cm絶縁媒体電圧電線の3点における電磁場分布510、520、及び530が重ねられた、周波数の関数としてのエンドツーエンド損失(dB単位)のグラフを提示する。絶縁体と周囲空気との境界は、各電磁場分布において参照符号525で表されている。 Here, with reference to FIG. 5A, a graphic diagram showing a non-limiting embodiment of an example of frequency response is shown. In particular, FIG. 500 presents a graph of end-to-end loss (in dB) as a function of frequency, with electromagnetic field distributions 510, 520, and 530 superimposed at three points on a 200 cm insulated medium voltage wire. The boundary between the insulator and the ambient air is represented by reference numeral 525 in each electromagnetic field distribution.

図3に関連して考察したように、示される伝搬の所望の非対称モードの一例は、この特定の非対称モードでの伝送媒体の低遮断周波数Fcの限られた範囲(Fc〜2Fc等)内にある周波数を有する電磁波により、伝送媒体125に誘導される。特に、6GHzにおける電磁場分布520は、絶縁された伝送媒体に沿った電磁波伝搬を強化し、エンドツーエンド伝送損失を低減するこのモーダル「スイートスポット」内にある。この特定のモードにおいて、導波は、部分的に絶縁体内に埋め込まれ、部分的に絶縁体の外面上で放射される。このようにして、電磁波は絶縁体に「軽く」結合されて、低伝搬損失での長距離の導波される電磁波伝搬を可能にする。 As discussed in connection with FIG. 3, an example of the desired asymmetric mode of propagation shown is within a limited range of low cutoff frequency Fc of the transmission medium in this particular asymmetric mode (Fc-2Fc, etc.). It is guided to the transmission medium 125 by an electromagnetic wave having a certain frequency. In particular, the electromagnetic field distribution 520 at 6 GHz is within this modal "sweet spot" that enhances electromagnetic wave propagation along the insulated transmission medium and reduces end-to-end transmission losses. In this particular mode, the waveguide is partially embedded in the insulator and partially radiated on the outer surface of the insulator. In this way, the electromagnetic waves are "lightly" coupled to the insulator, allowing long-range guided electromagnetic wave propagation with low propagation loss.

3GHzにおける電磁場分布510により表される低周波数において、非対称モードはより強く放射し、高い伝搬損失をもたらす。9GHzにおける電磁場分布530により表される高周波数において、非対称モードは絶縁外被のますます内側にシフトし、多すぎる吸収を提供し、ここでも高い伝搬損失をもたらす。 At the low frequencies represented by the electromagnetic field distribution 510 at 3 GHz, the asymmetric mode radiates more strongly, resulting in higher propagation loss. At high frequencies represented by the electromagnetic field distribution 530 at 9 GHz, the asymmetric mode shifts more and more inward of the insulating jacket, providing too much absorption, again resulting in high propagation loss.

ここで、図5Bを参照すると、種々の動作周波数における導波される電磁波の場を示す、絶縁電線等の伝送媒体125の長手方向断面の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図550が示されている。図556に示されるように、導波される電磁波が概ねモーダル「スイートスポット」に対応する遮断周波数(f)にある場合、導波される電磁波は絶縁電線と緩く結合し、それにより、吸収は低減し、導波される電磁波の場は、環境(例えば、空気)中に放射される量を低減するのに十分に結合される。導波される電磁波の場の吸収及び放射は低いため、その結果として伝搬損失は低く、導波される電磁波のより長距離にわたる伝搬を可能にする。 Here, referring to FIG. 5B, FIG. 550 is a graphic diagram 550 showing a non-limiting embodiment of an example of a longitudinal cross section of a transmission medium 125 such as an insulated wire showing a field of waveguided electromagnetic waves at various operating frequencies. It is shown. As shown in FIG. 556, when in the cut-off frequency of electromagnetic waves guided corresponds to approximately modal "sweet spot" (f c), an electromagnetic wave is guided it is loosely bound with the insulated wire, thereby, the absorption Is reduced and the waveguided electromagnetic field is coupled sufficiently to reduce the amount radiated into the environment (eg, air). The low absorption and emission of the wave-guided electromagnetic wave field results in low propagation loss, allowing the wave-guided electromagnetic wave to propagate over longer distances.

図554に示されるように、導波電磁波の動作周波数が遮断周波数(f)の約2倍を超えて − 又は述べたように「スイートスポット」の範囲を超えて − 増大する場合、伝搬損失は増大する。電磁波の場強度のより多くが絶縁層内部で生じ、伝搬損失を増大させる。遮断周波数(f)よりもはるかに高い周波数において、導波される電磁波は、図552に示されるように、導波される電磁波により発せられる場が電線の絶縁層に集中することの結果として、絶縁電線に強く結合する。これは、導波される電磁波の絶縁層による吸収に起因して、伝搬損失を更に上昇させる。同様に、図558に示されるように、導波される電磁波の動作周波数が遮断周波数(f)よりもかなり低い場合も伝搬損失は増大する。遮断周波数(f)よりもはるかに低い周波数において、導波される電磁波は絶縁電線に弱く(又は公称的に)結合し、それにより、環境(例えば、空気)中に放射する傾向を有し、これは、導波される電磁波の放射に起因して伝搬損失を増大させる。 As shown in FIG. 554, the operating frequency of the waveguide wave is greater than about twice the cutoff frequency (f c) - or mentioned manner beyond the scope of the "sweet spot" - the case of increased propagation loss Will increase. More of the field strength of electromagnetic waves occurs inside the insulating layer, increasing propagation loss. In a much higher frequency than the cutoff frequency (f c), an electromagnetic wave is guided, as shown in FIG. 552, as a result of place emitted by the electromagnetic wave is guided is concentrated on the insulating layer of the wire , Strongly coupled to insulated wires. This further increases the propagation loss due to the absorption of the waveguided electromagnetic waves by the insulating layer. Similarly, as shown in FIG. 558, the propagation loss is increased if much lower than guided by electromagnetic waves of the operating frequency is a cutoff frequency (f c). In a much lower frequency than the cutoff frequency (f c), an electromagnetic wave is guided is (or nominally) vulnerable to insulated wire bonded, whereby the environment (e.g., air) have a tendency to radiate in This increases propagation loss due to the radiation of the waveguided electromagnetic waves.

ここで、図6を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図600が示されている。この実施形態において、伝送媒体602は、断面で示されるように裸線である。図300は、単一の搬送波周波数において対称及び基本導波モードを有する導波の伝搬により生じる異なる電磁場強度を表す異なるグレースケールを含む。 Here, with reference to FIG. 6, a graphic diagram 600 showing an example of a non-limiting embodiment of an electromagnetic field distribution is shown. In this embodiment, the transmission medium 602 is a bare wire as shown in cross section. FIG. 300 includes different grayscales representing different electromagnetic field intensities resulting from the propagation of a waveguide having symmetric and basic waveguide modes at a single carrier frequency.

この特定のモードにおいて、電磁波は、伝送媒体602により導波されて、伝送媒体の外面 − この場合、裸線の外面 − に沿って伝搬する。電磁波は電線に「軽く」結合して、低伝搬損失で長距離にわたる電磁波伝搬を可能にする。示されるように、導波は、電磁波を導波するように機能する伝送媒体602の実質的に外部にある場構造を有する。導体602の内部にある領域は、場を有さないか、有したとしてもごくわずかである。 In this particular mode, the electromagnetic wave is guided by the transmission medium 602 and propagates along the outer surface of the transmission medium-in this case the outer surface of the bare wire. Electromagnetic waves are "lightly" coupled to wires, allowing long-distance electromagnetic wave propagation with low propagation loss. As shown, the waveguide has a field structure that is substantially external to the transmission medium 602 that functions to guide the electromagnetic waves. The area inside the conductor 602 is fieldless or, if any, very small.

ここで、図7を参照すると、アーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図700が示されている。特に、結合デバイスは、図1に関連して提示した送信デバイス101又は102等の送信デバイスで使用されるために提示される。結合デバイスは、送信機回路712及び終端又はダンパー714に結合されるアーク結合器704を含む。アーク結合器704は、誘電材料、他の低損失絶縁体(例えば、テフロン、ポリエチレン等)、導電(例えば、金属、非金属等)材料、又は上記材料の任意の組み合わせで作ることができる。示されるように、アーク結合器704は、導波路として動作し、アーク結合器704の導波路表面の周囲を導波として伝搬する波706を有する。示される実施形態において、アーク結合器704の少なくとも一部は、電線702又は他の伝送媒体(伝送媒体125等)の近くに配置されて、電線上に導波708を送出するために、本明細書に説明されるようにアーク結合器704と電線702又は他の伝送媒体との間の結合を促進することができる。アーク結合器704は、湾曲したアーク結合器704の一部分が電線702に対して接線方向、且つ平行又は実質的に平行であるように配置することができる。電線に平行するアーク結合器704の部分は、曲線の頂点又は曲線の接線が電線702に平行する任意の点であり得る。アーク結合器704がこのように位置決め又は配置される場合、アーク結合器704に沿って進行する波706は、少なくとも部分的に電線702に結合し、導波708として電線702の電線表面の周り又は周囲を電線702に沿って長手方向に伝搬する。導波708は、電線702又は他の伝送媒体により導波されるか、又は結合する表面波又は他の電磁波として特徴付けることができる。 Here, with reference to FIG. 7, a block diagram 700 showing a non-limiting embodiment of an example arc coupler is shown. In particular, the combined device is presented for use in a transmitting device such as the transmitting device 101 or 102 presented in connection with FIG. The coupling device includes a transmitter circuit 712 and an arc coupling 704 coupled to a termination or damper 714. The arc coupler 704 can be made of a dielectric material, other low loss insulator (eg, Teflon, polyethylene, etc.), a conductive (eg, metal, non-metal, etc.) material, or any combination of the above materials. As shown, the arc coupler 704 operates as a waveguide and has a wave 706 propagating as a waveguide around the surface of the waveguide of the arc coupler 704. In the embodiments shown, at least a portion of the arc coupler 704 is placed near wire 702 or other transmission medium (such as transmission medium 125) to deliver waveguide 708 over the wire. Coupling between the arc coupler 704 and wire 702 or other transmission medium can be facilitated as described in the document. The arc coupler 704 can be arranged such that a portion of the curved arc coupler 704 is tangentially, parallel or substantially parallel to the wire 702. The portion of the arc coupler 704 parallel to the wire can be any point where the apex of the curve or the tangent of the curve is parallel to the wire 702. When the arc coupler 704 is positioned or arranged in this way, the wave 706 traveling along the arc coupler 704 is at least partially coupled to the wire 702 and as a waveguide 708 around or around the wire surface of the wire 702. It propagates in the longitudinal direction along the electric wire 702. The waveguide 708 can be characterized as a surface wave or other electromagnetic wave that is guided or coupled by wire 702 or other transmission medium.

電線702に結合しない波706の部分は、波710としてアーク結合器704に沿って伝搬する。波706の電線702への所望のレベルの結合又は非結合を達成するために、電線702に関連して多様な位置にアーク結合器704を構成し配置し得ることが理解されよう。例えば、平行又は実質的に平行であるアーク結合器704の曲率及び/又は長さ及びその電線702への分離距離(一実施形態において、ゼロ分離距離を含むことができる)は、例示的な実施形態から逸脱せずに変わることができる。同様に、電線702に関連するアーク結合器704の配置は、電線702及びアーク結合器704のそれぞれの固有の特徴(例えば、厚さ、組成、電磁特性等)並びに波706及び708の特徴(例えば、周波数、エネルギーレベル等)の考慮に基づいて変えることができる。 The portion of the wave 706 that is not coupled to the wire 702 propagates along the arc coupler 704 as a wave 710. It will be appreciated that the arc coupler 704 can be configured and placed at various locations in relation to the wire 702 to achieve the desired level of coupling or non-coupling of the wave 706 to the wire 702. For example, the curvature and / or length of an arc coupler 704 that is parallel or substantially parallel and its separation distance to wire 702 (which, in one embodiment, may include zero separation distance) is an exemplary embodiment. It can change without departing from its form. Similarly, the arrangement of the arc coupler 704 in relation to the wire 702 is the unique characteristics of the wire 702 and the arc coupler 704 (eg, thickness, composition, electromagnetic properties, etc.) and the characteristics of the waves 706 and 708 (eg, eg). , Frequency, energy level, etc.) can be changed.

導波708は、電線702が湾曲及び屈曲する場合でも電線702に平行又は実質的に平行なままである。電線702の湾曲は伝送損失を増大させることがあり、これは、電線の直径、周波数、及び材料にも依存する。アーク結合器704の寸法が効率的な送電に向けて選択される場合、波706の電力の大半は電線702に移り、波710に残る電力はごくわずかである。電線702に平行又は実質的に平行する経路に沿って進行する間、導波708の性質は、依然として、基本伝送モードあり又はなしで、非基本又は非対称であるモードを有することを含めてマルチモーダル(本明細書において考察される)であり得ることが理解されよう。一実施形態において、非基本又は非対称モードを利用して、伝送損失を最小化し、及び/又は伝搬距離の増大を得ることができる。 The waveguide 708 remains parallel or substantially parallel to the wire 702 even when the wire 702 bends and bends. The curvature of wire 702 can increase transmission loss, which also depends on the diameter, frequency, and material of the wire. When the dimensions of the arc coupler 704 are selected for efficient transmission, most of the power in the wave 706 is transferred to the wire 702 and very little power remains in the wave 710. While traveling along a path parallel or substantially parallel to wire 702, the nature of the waveguide 708 is still multimodal, including having a mode that is non-basic or asymmetric with or without a basic transmission mode. It will be understood that it can be (discussed herein). In one embodiment, non-basic or asymmetric modes can be utilized to minimize transmission loss and / or obtain increased propagation distance.

平行という用語は、一般に、現実のシステムでは厳密には達成可能でないことが多い幾何学的構成であることに留意されたい。したがって、本開示において利用される平行という用語は、本開示において開示される実施形態の説明に用いられるとき、厳密な構成ではなく近似を表す。一実施形態において、実質的に平行は、全ての寸法において真の平行の30度以内である近似を含むことができる。 Note that the term parallel is generally a geometric configuration that is often not strictly achievable in real-world systems. Therefore, the term parallel as used in the present disclosure refers to an approximation rather than an exact configuration when used in the description of embodiments disclosed in the present disclosure. In one embodiment, substantially parallel can include an approximation that is within 30 degrees of true parallel in all dimensions.

一実施形態において、波706は、1つ又は複数の波動伝搬モードを示し得る。アーク結合器モードは、結合器704の形状及び/又は設計に依存し得る。1つ又は複数のアーク結合器モードの波706は、電線702に沿って伝搬する1つ又は複数の波動伝搬モードの導波708を生成し、影響し、又は影響を及ぼすことができる。しかし、導波706に存在する導波モードが導波708の導波モードと同じであるか又は異なり得ることに特に留意されたい。このようにして、1つ又は複数の導波モードの導波706は、導波708に移らない可能性もあり、更なる1つ又は複数の導波モードの導波708は、導波706に存在していなかった可能性もある。特定の導波モードでのアーク結合器704の遮断周波数が電線702の遮断周波数又はそれと同じモードの他の伝送媒体の遮断周波数と異なり得ることにも留意されたい。例えば、電線702又は他の伝送媒体は、特定の導波モードの遮断周波数のわずかに上で動作することができるが、アーク結合器704は、低損失のために、それと同じモードの遮断周波数のかなり上で動作することができ、例えばより大きい結合及び送電を誘導するために、それと同じモードの遮断周波数のわずかに下で動作することができ、又はそのモードのアーク結合器の遮断周波数に関連して何らかの他の点で動作することができる。 In one embodiment, the wave 706 may exhibit one or more wave propagation modes. The arc coupler mode may depend on the shape and / or design of the coupler 704. The wave 706 in one or more arc coupler modes can generate, influence, or influence the waveguide 708 in one or more wave propagation modes propagating along the wire 702. However, it should be noted that the waveguide mode present in the waveguide 706 may be the same as or different from the waveguide mode of the waveguide 708. In this way, the waveguide 706 in one or more waveguide modes may not move to the waveguide 708, and the waveguide 708 in one or more waveguide modes is transferred to the waveguide 706. It is possible that it did not exist. It should also be noted that the cutoff frequency of the arc coupler 704 in a particular waveguide mode may differ from the cutoff frequency of wire 702 or the cutoff frequency of other transmission media in the same mode. For example, wire 702 or other transmission medium can operate slightly above the cutoff frequency of a particular waveguide mode, while the arc coupler 704 has a cutoff frequency of the same mode due to its low loss. It can operate well above, for example, to induce larger couplings and transmissions, and can operate just below the cutoff frequency of the same mode, or related to the cutoff frequency of the arc coupler in that mode. And can work in some other way.

一実施形態において、電線702上の波動伝搬モードは、アーク結合器モードと同様であり得、その理由は、波706及び708が両方ともアーク結合器704及び電線702のそれぞれの外部の周囲を伝搬するためである。幾つかの実施形態において、波706は電線702に結合する際、アーク結合器704と電線702との間の結合に起因して、モードは形態を変えることができ、又は新しいモードを作成若しくは生成することができる。例えば、アーク結合器704及び電線702のサイズ、材料、及び/又はインピーダンスの違いにより、アーク結合器モードに存在しない追加のモードを作成し、及び/又はアーク結合器モードの幾つかを抑制することができる。波動伝搬モードは、小さい電場及び/又は磁場のみが伝搬方向において延在し、導波が電線に沿って伝搬する間、電場及び磁場が径方向外側に延在する基本横電磁モード(疑似TEM00)を含むことができる。この導波モードは、電磁場のうちの少数がアーク結合器704又は電線702内に存在するドーナツ形であり得る。 In one embodiment, the wave propagation mode on the wire 702 can be similar to the arc coupler mode, because the waves 706 and 708 both propagate around the outside of the arc coupler 704 and the wire 702, respectively. To do. In some embodiments, when the wave 706 is coupled to wire 702, the mode can change form, or create or generate a new mode, due to the coupling between the arc coupler 704 and wire 702. can do. For example, differences in size, material, and / or impedance of the arc coupler 704 and wire 702 may create additional modes that do not exist in the arc coupler mode and / or suppress some of the arc coupler modes. Can be done. The wave propagation mode is a basic transverse electromagnetic mode (pseudo TEM 00) in which only a small electric and / or magnetic field extends in the propagation direction, and the electric and magnetic fields extend radially outward while the waveguide propagates along the wire. ) Can be included. This waveguide mode can be donut-shaped with a minority of the electromagnetic fields present in the arc coupler 704 or wire 702.

波706及び708は、場が径方向外側に延在する基本TEMモードを含むと共に、他の非基本(例えば、非対称、高次等)モードも含むことができる。特定の波動伝搬モードを上述したが、利用される周波数、アーク結合器704の設計、電線702の寸法及び組成及びその表面特性、存在する場合にはその絶縁体、周囲環境の電磁特性等に基づいて、横断電気(TE)及び横断磁気(TM)モード等の他の波動伝搬モードも同様に可能である。周波数、電線702の電気的特性及び物理的特性、並びに生成される特定の波動伝搬モードに応じて、導波708が、酸化非絶縁電線、非酸化非絶縁電線、絶縁電線の導電表面に沿って及び/又は絶縁電線の絶縁表面に沿って進行し得ることに留意されたい。 Waves 706 and 708 can include basic TEM modes in which the field extends radially outward, as well as other non-basic (eg, asymmetric, higher order, etc.) modes. Specific wave propagation modes have been described above, but are based on the frequencies used, the design of the arc coupler 704, the dimensions and composition of the wire 702 and its surface properties, its insulator, if any, the electromagnetic properties of the surrounding environment, etc. Therefore, other wave propagation modes such as transverse electrical (TE) and transverse magnetic (TM) modes are also possible. Depending on the frequency, the electrical and physical properties of the wire 702, and the particular wave propagation mode generated, the waveguide 708 is along the conductive surface of the non-oxidized, non-oxidized, non-insulated wire, insulated wire. Note that and / or can proceed along the insulating surface of the insulated wire.

一実施形態において、アーク結合器704の直径は電線702の直径よりも小さい。用いられるミリメートル帯域波長では、アーク結合器704は、波706を構成する単一の導波路モードをサポートする。この単一の導波路モードは、導波708として電線702に結合するときに変わることができる。アーク結合器704がより大きい場合、2つ以上の導波路モードをサポートすることができるが、これらの追加の導波路モードは、効率的に電線702に結合しない可能性があり、その結果、結合損失が高くなり得る。しかし、幾つかの代替の実施形態において、例えば、より高い結合損失が望ましい場合又は結合損失を他に低減する他の技法(例えば、先細りを用いたインピーダンス整合等)と併せて使用される場合、アーク結合器704の直径は、電線702の直径以上であり得る。 In one embodiment, the diameter of the arc coupler 704 is smaller than the diameter of the wire 702. At the millimeter band wavelengths used, the arc coupler 704 supports a single waveguide mode that makes up the wave 706. This single waveguide mode can change when coupled to wire 702 as waveguide 708. If the arc coupler 704 is larger, it can support more than one waveguide mode, but these additional waveguide modes may not efficiently couple to wire 702, resulting in coupling. Losses can be high. However, in some alternative embodiments, for example, when higher coupling loss is desired or when used in conjunction with other techniques to reduce coupling loss (eg, impedance matching with tapering, etc.). The diameter of the arc coupler 704 can be greater than or equal to the diameter of the wire 702.

一実施形態において、波706及び708の波長は、アーク結合器704及び電線702の外周と同等又はより小さいサイズである。一例において、電線702が直径0.5cm及び対応する外周約1.5cmである場合、送信の波長は約1.5cm以下であり、70GHz以上の周波数に対応する。別の実施形態において、送信及び搬送波信号の適する周波数は、30GHz〜100GHzの範囲であり、おそらく約30GHz〜60GHz、一例では約38GHzである。一実施形態において、アーク結合器704及び電線702の外周が、送信の波長とサイズが同等又はより大きい場合、波706及び708は、本明細書において説明される種々の通信システムをサポートするのに十分な距離にわたり伝搬する基本及び/又は非基本(対称及び/又は非対称)モードを含む複数の波動伝搬モードを示し得る。したがって、波706及び708は、2つ以上のタイプの電場及び磁場構成を含むことができる。一実施形態において、導波708が電線702を下に伝搬するにつれて、電場及び磁場構成は、電線702の端部から端部まで同じままである。他の実施形態において、導波708が伝送損失又は散乱に起因して干渉(歪み若しくは障害)に直面するか又はエネルギーを失うとき、磁場及び電場構成は、導波708が電線702を下に伝搬するにつれて変わることができる。 In one embodiment, the wavelengths of the waves 706 and 708 are equal to or smaller than the outer circumference of the arc coupler 704 and wire 702. In one example, when the wire 702 has a diameter of 0.5 cm and a corresponding outer circumference of about 1.5 cm, the transmission wavelength is about 1.5 cm or less and corresponds to frequencies of 70 GHz or higher. In another embodiment, suitable frequencies for transmit and carrier signals are in the range of 30 GHz to 100 GHz, perhaps from about 30 GHz to 60 GHz, in one example about 38 GHz. In one embodiment, if the outer circumferences of the arc coupler 704 and wire 702 are equal to or greater in size than the wavelength of transmission, the waves 706 and 708 are to support the various communication systems described herein. It may exhibit multiple wave propagation modes, including basic and / or non-basic (symmetric and / or asymmetric) modes that propagate over a sufficient distance. Thus, the waves 706 and 708 can include two or more types of electric and magnetic field configurations. In one embodiment, as the waveguide 708 propagates down wire 702, the electric and magnetic field configurations remain the same from end to end of wire 702. In other embodiments, when the waveguide 708 faces interference (distortion or obstruction) or loses energy due to transmission loss or scattering, the magnetic and electric field configurations are such that the waveguide 708 propagates down wire 702. It can change as you do.

一実施形態において、アーク結合器704は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド、又は他のプラスチックで構成することができる。他の実施形態において、他の誘電材料が可能である。電線702の電線表面は、裸の金属表面を有する金属であり得るか、又はプラスチック、誘電体、絶縁体、若しくは他の被覆、外被若しくはシースを用いて絶縁することができる。一実施形態において、誘電体又は他の非導電/絶縁導波路は、裸/金属電線又は絶縁電線と対にすることができる。他の実施形態において、金属及び/又は導電性導波路は、裸/金属電線又は絶縁電線と対にすることができる。一実施形態において、電線702の裸の金属表面の酸化層(例えば、酸素/空気への裸の金属表面の露出から生じる)も、幾つかの絶縁体又はシースにより提供されるものと同様の絶縁特性又は誘電特性を提供することができる。 In one embodiment, the arc coupler 704 can be made of nylon, Teflon, polyethylene, polyamide, or other plastic. In other embodiments, other dielectric materials are possible. The wire surface of the wire 702 can be a metal with a bare metal surface, or can be insulated with a plastic, dielectric, insulator, or other coating, jacket, or sheath. In one embodiment, the dielectric or other non-conductive / insulated waveguide can be paired with a bare / metal wire or an insulated wire. In other embodiments, the metal and / or conductive waveguide can be paired with bare / metal or insulated wire. In one embodiment, the oxide layer on the bare metal surface of wire 702 (eg, resulting from exposure of the bare metal surface to oxygen / air) is also an insulation similar to that provided by some insulator or sheath. Properties or dielectric properties can be provided.

波706、708、及び710のグラフィック表示は、単に、波706が例えば単層伝送線路として動作する電線702に導波708を誘導又は他に送出する原理を示すために提示されることに留意されたい。波710は、導波708の生成後、アーク結合器704に残る波706の部分を表す。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、特定の1つ又は複数の波動伝搬モード、アーク結合器704の設計、電線702の寸法及び組成、並びに表面特性、任意選択的な絶縁、周囲環境の電磁特性等に応じて変わることができる。 It is noted that the graphic representations of the waves 706, 708, and 710 are presented solely to show the principle that the waves 706 guide or otherwise transmit the waveguide 708 to wire 702, which operates, for example, as a single layer transmission line. I want to. Wave 710 represents the portion of wave 706 that remains in the arc coupler 704 after the generation of the waveguide 708. The actual electric and magnetic fields generated as a result of such wave propagation are the frequencies utilized, one or more specific wave propagation modes, the design of the arc coupler 704, the dimensions and composition of the wire 702, and the surface. It can be changed according to the characteristics, optional insulation, electromagnetic characteristics of the surrounding environment, and the like.

アーク結合器704は、波710から残留放射又はエネルギーを吸収することができるアーク結合器704の端部において終端回路又はダンパー714を含み得ることに留意されたい。終端回路又はダンパー714は、送信機回路712に向かって反射する波710からの残留放射又はエネルギーを回避及び/又は最小化することができる。一実施形態において、終端回路又はダンパー714は、終端抵抗及び/又はインピーダンス整合を実行して反射を減衰させる他のコンポーネントを含むことができる。幾つかの実施形態において、結合効率が十分に高く、及び/又は波710が十分に小さい場合、終端回路又はダンパー714を使用する必要がないことがある。簡単にするために、これらの送信機712及び終端回路又はダンパー714は、他の図に示されていないことがあるが、それらの実施形態において、おそらく送信機及び終端回路又はダンパーを用いることができる。 Note that the arc coupler 704 may include a termination circuit or damper 714 at the end of the arc coupler 704 capable of absorbing residual radiation or energy from the wave 710. The termination circuit or damper 714 can avoid and / or minimize residual radiation or energy from the wave 710 reflected towards the transmitter circuit 712. In one embodiment, the termination circuit or damper 714 may include other components that perform termination resistance and / or impedance matching to attenuate reflections. In some embodiments, it may not be necessary to use a termination circuit or damper 714 if the coupling efficiency is high enough and / or the wave 710 is small enough. For simplicity, these transmitters 712 and termination circuits or dampers 714 may not be shown in other figures, but in their embodiments, perhaps transmitters and termination circuits or dampers may be used. it can.

更に、単一の導波708を生成する単一のアーク結合器704が提示されるが、電線702に沿った異なる点及び/又は電線の周囲の異なる方位に配置される複数のアーク結合器704を利用して、同じ又は異なる周波数、同じ又は異なる位相、同じ又は異なる波動伝搬モードにおける複数の導波708を生成し受信することができる。 Further, a single arc coupler 704 that produces a single waveguide 708 is presented, but multiple arc couplers 704 arranged at different points along the wire 702 and / or in different directions around the wire. Can be used to generate and receive multiple waveguides 708 in the same or different frequencies, the same or different phases, and the same or different wave propagation modes.

図8では、アーク結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図800を示す。示される実施形態において、結合器704の少なくとも1つの部分は、電線702又は他の伝送媒体(伝送媒体125等)の近くに配置して、アーク結合器704と電線702又は他の伝送媒体との間の結合を促進し、本明細書において説明されるように導波808として導波806の一部分を抽出することができる。アーク結合器704は、湾曲アーク結合器704の一部分が電線702に対して接線方向に、且つ平行又は実質的に平行であるように配置することができる。電線に平行するアーク結合器704の部分は、曲線の頂点又は曲線の接線が電線702に平行する任意の点であり得る。アーク結合器704がこのように位置決め又は配置される場合、電線702に沿って進行する波806は、少なくとも部分的にアーク結合器704に結合し、導波808としてアーク結合器704に沿って受信側デバイス(明示的に示されず)に伝搬する。アーク結合器に結合されない波806の部分は、電線702又は他の伝送媒体に沿って波810として伝搬する。 FIG. 8 shows block diagram 800 showing a non-limiting embodiment of an example arc coupler. In the embodiments shown, at least one portion of the coupler 704 is placed close to wire 702 or other transmission medium (such as transmission medium 125) and the arc coupler 704 and wire 702 or other transmission medium. A portion of the waveguide 806 can be extracted as the waveguide 808 as described herein by facilitating the coupling between them. The arc coupler 704 can be arranged such that a portion of the curved arc coupler 704 is tangentially, parallel or substantially parallel to the wire 702. The portion of the arc coupler 704 parallel to the wire can be any point where the apex of the curve or the tangent of the curve is parallel to the wire 702. When the arc coupler 704 is positioned or arranged in this way, the wave 806 traveling along the wire 702 is at least partially coupled to the arc coupler 704 and received along the arc coupler 704 as a waveguide 808. Propagate to the side device (not explicitly shown). The portion of the wave 806 that is not coupled to the arc coupler propagates as a wave 810 along the wire 702 or other transmission medium.

一実施形態において、波806は、1つ又は複数の波動伝搬モードを示し得る。アーク結合器モードは、結合器704の形状及び/又は設計に依存し得る。1つ又は複数のモードの導波806は、アーク結合器704に沿って伝搬する1つ又は複数の導波モードの導波808を生成し、影響し、又は影響を及ぼすことができる。しかし、導波806に存在する導波モードが導波808の導波モードと同じであるか又は異なり得ることに特に留意されたい。このようにして、1つ又は複数の導波モードの導波806は、導波808に移らない可能性もあり、更なる1つ又は複数の導波モードの導波808は、導波806に存在していなかった可能性もある。 In one embodiment, the wave 806 may exhibit one or more wave propagation modes. The arc coupler mode may depend on the shape and / or design of the coupler 704. One or more modes of waveguide 806 can generate, influence, or influence one or more waveguide modes of waveguide 808 propagating along the arc coupling 704. However, it should be noted that the waveguide mode present in the waveguide 806 may be the same as or different from the waveguide mode of the waveguide 808. In this way, the waveguide 806 in one or more waveguide modes may not move to the waveguide 808, and the waveguide 808 in one or more waveguide modes is transferred to the waveguide 806. It is possible that it did not exist.

ここで、図9Aを参照すると、スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図900が示されている。特に、スタブ結合器904を含む結合デバイスは、図1に関連して提示される送信デバイス101又は102等の送信デバイスで使用されるために提示されている。スタブ結合器904は、誘電材料、他の低損失絶縁体(例えば、テフロン、ポリエチレン等)、導電(例えば、金属、非金属等)材料、又は上記材料の任意の組み合わせで作ることができる。示されるように、スタブ結合器904は、導波路として動作し、スタブ結合器904の導波路表面の周囲を導波として伝搬する波906を有する。示される実施形態において、スタブ結合器904の少なくとも1つの部分は、電線702又は他の伝送媒体(伝送媒体125等)の近くに配置して、本明細書において説明されるようにスタブ結合器904と電線702又は他の伝送媒体との間の結合を促進し、電線に導波908を送出することができる。 Here, with reference to FIG. 9A, block diagram 900 showing a non-limiting embodiment of an example of a stub coupler is shown. In particular, the coupling device including the stub coupling device 904 is presented for use in a transmission device such as the transmission device 101 or 102 presented in connection with FIG. The stub coupler 904 can be made of a dielectric material, other low loss insulator (eg, Teflon, polyethylene, etc.), a conductive (eg, metal, non-metal, etc.) material, or any combination of the above materials. As shown, the stub coupler 904 operates as a waveguide and has a wave 906 propagating as a waveguide around the surface of the waveguide of the stub coupler 904. In the embodiments shown, at least one portion of the stub coupler 904 is placed near wire 702 or other transmission medium (such as transmission medium 125) and the stub coupler 904 is as described herein. It can facilitate coupling between the wire and the wire 702 or other transmission medium and send the waveguide 908 to the wire.

一実施形態において、スタブ結合器904は湾曲し、スタブ結合器904の端部は、電線702に繋ぐか、固定するか、又は他に機械的に結合することができる。スタブ結合器904の端部が電線702に固定される場合、スタブ結合器904の端部は電線702に平行又は実質的に平行である。代替的に、端部を越える誘電導波路の別の部分は、固定又は結合される部分が電線702に平行又は実質的に平行するように電線702に固定又は結合することができる。固定具910は、ナイロンケーブル紐又はスタブ結合器904と別個であるか、又はスタブ結合器904の一体のコンポーネントとして構築される他のタイプの非導電/誘電材料であり得る。スタブ結合器904は、電線702を囲まずに電線702に隣接することができる。 In one embodiment, the stub coupler 904 is curved and the end of the stub coupler 904 can be connected to, fixed to, or mechanically coupled to the wire 702. When the end of the stub coupler 904 is fixed to the wire 702, the end of the stub coupler 904 is parallel or substantially parallel to the wire 702. Alternatively, another portion of the dielectric waveguide beyond the end can be fixed or coupled to wire 702 such that the portion to be fixed or coupled is parallel or substantially parallel to wire 702. The fixture 910 can be another type of non-conductive / dielectric material that is separate from the nylon cable cord or stub coupler 904 or constructed as an integral component of the stub coupler 904. The stub coupler 904 can be adjacent to the wire 702 without surrounding the wire 702.

図7に関連して説明したアーク結合器704のように、スタブ結合器904は、端部が電線702に平行する状態で配置される場合、スタブ結合器904に沿って進行する導波906は、電線702に結合し、電線702の電線表面の周囲を導波908として伝搬する。例示的な実施形態において、導波908は、表面波又は他の電磁波として特徴付けることができる。 When the stub coupler 904 is arranged with its ends parallel to the wire 702, as in the arc coupler 704 described in connection with FIG. 7, the waveguide 906 traveling along the stub coupler 904 , It is coupled to the electric wire 702 and propagates as a waveguide 908 around the electric wire surface of the electric wire 702. In an exemplary embodiment, the waveguide 908 can be characterized as a surface wave or other electromagnetic wave.

波906及び908のグラフィック表示は、単に、波906が例えば単線伝送線路として動作する電線702に導波908を誘導又は他に送出する原理を示すために提示されることに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、結合器の形状及び/又は設計、電線に対する誘電導波路の相対位置、利用される周波数、スタブ結合器904の設計、電線702の寸法及び組成、並びにその表面特性、電線702の任意選択的な絶縁、周囲環境の電磁特性等のうちの1つ又は複数に応じて変わることができる。 It should be noted that the graphic representations of the waves 906 and 908 are presented solely to show the principle that the waves 906 guide or otherwise transmit the waveguide 908 to wire 702, which operates, for example, as a single line transmission line. The actual electric and magnetic fields generated as a result of such wave propagation are the shape and / or design of the coupler, the relative position of the dielectric waveguide with respect to the wire, the frequency used, the design of the stub coupler 904, wire 702. It can be changed according to one or more of the dimensions and composition of the electric wire, its surface characteristics, optional insulation of the electric wire 702, electromagnetic characteristics of the surrounding environment, and the like.

一実施形態において、スタブ結合器904の端部は、電線702に向かって先細り形を有し、結合効率を上げることができる。実際に、スタブ結合器904の端部の先細り形は、本開示の例示的な実施形態によれば、電線702へのインピーダンス整合を提供し、反射を低減することができる。例えば、スタブ結合器904の端部は徐々に先細り、図9Aに示されるように波906及び908間に所望のレベルの結合を取得することができる。 In one embodiment, the end of the stub coupler 904 has a tapered shape towards the wire 702 to increase coupling efficiency. In fact, the tapered end of the stub coupler 904 can provide impedance matching to wire 702 and reduce reflections, according to the exemplary embodiments of the present disclosure. For example, the ends of the stub coupler 904 can be taper off to obtain the desired level of coupling between the waves 906 and 908 as shown in FIG. 9A.

一実施形態において、固定具910とスタブ結合器904の端部との間に短い長さのスタブ結合器904があるように固定具910を配置することができる。最大結合効率は、この実施形態において、固定具910を越えるスタブ結合器904の端部の長さが、伝送中の周波数を問わず伝送中の周波数の波長の少なくとも数倍であるときに実現される。 In one embodiment, the fixture 910 can be arranged such that there is a short length stub coupler 904 between the fixture 910 and the end of the stub coupler 904. Maximum coupling efficiency is achieved in this embodiment when the length of the end of the stub coupler 904 beyond the fixture 910 is at least several times the wavelength of the frequency being transmitted, regardless of the frequency being transmitted. To.

ここで、図9Bを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による電磁分布の一例の非限定的な実施形態を示す図950が示されている。特に、一例において、誘電材料で構築されるスタブ結合器内に示される結合器952を含む送信デバイスの場合での電磁分布が二次元で提示される。結合器952は、電線702又は他の伝送媒体の外面に沿って導波として伝搬するために電磁波を結合する。 Here, with reference to FIG. 9B, FIG. 950 is shown showing a non-limiting embodiment of an example of electromagnetic distribution according to the various aspects described herein. In particular, in one example, the electromagnetic distribution in the case of a transmitting device including a coupler 952 shown within a stub coupler constructed of a dielectric material is presented in two dimensions. The coupler 952 couples electromagnetic waves to propagate as a waveguide along the outer surface of the wire 702 or other transmission medium.

結合器952は、対称導波モードを介して電磁波をxにおける接合部に導波する。結合器952に沿って伝搬する電磁波のエネルギーの幾らかは結合器952の外部にあるが、この電磁波のエネルギーの大部分は結合器952内に含まれる。xにおける接合部は、伝送媒体の下部に対応する方位角において電磁波を電線702又は他の伝送媒体に結合する。この結合は、方向956において少なくとも1つの導波モードを介して電線702又は他の伝送媒体の外面に沿って伝搬するように導波される電磁波を誘導する。導波される電磁波のエネルギーの大部分は、電線702又は他の伝送媒体の外面の外部にあり、又はしかし外面の近傍にある。示される例において、xにおける接合部は、対称モード及び電線702又は他の伝送媒体の表面をごく近くを通る、図3に関連して提示された一次モード等の少なくとも1つの非対称表面モードの両方を介して伝搬する電磁波を形成する。 Coupler 952 is guided through the electromagnetic wave at the junction of the x 0 through symmetrical guided mode. Although some of the energy of the electromagnetic waves propagating along the coupler 952 is outside the coupler 952, most of the energy of this electromagnetic wave is contained within the coupler 952. joint portions in the x 0 is coupled to the wire 702, or other transmission medium electromagnetic waves in the azimuth angle corresponding to the lower portion of the transmission medium. This coupling induces an electromagnetic wave that is guided so as to propagate along the outer surface of the wire 702 or other transmission medium via at least one waveguide mode in direction 956. Most of the energy of the waveguided electromagnetic waves is on or near the outer surface of the wire 702 or other transmission medium. In the example shown, joint portions in the x 0, the surface of the symmetric mode and the wire 702, or other transmission medium through the close proximity to, at least one asymmetric surface modes such as primary mode presented in connection with FIG. 3 It forms an electromagnetic wave that propagates through both.

導波のグラフィック表示は、単に導波の結合及び伝搬の例を示すために提示されることに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、結合器952の設計及び/又は構成、電線702又は他の伝送媒体の寸法及び組成、並びにその表面特性、存在する場合には絶縁、周囲環境の電磁特性等に応じて変わることができる。 Note that the graphical representation of the waveguide is presented solely to show examples of waveguide coupling and propagation. The actual electric and magnetic fields generated as a result of such wave propagation are the frequencies utilized, the design and / or configuration of the coupler 952, the dimensions and composition of the wire 702 or other transmission medium, and its surface properties. If it exists, it can be changed according to the insulation, the electromagnetic characteristics of the surrounding environment, and the like.

ここで、図10Aを参照すると、示されているのは、本明細書において説明される種々の態様による結合器及び送受信機システムの一例の非限定的な実施形態のブロック図1000である。システムは、送信デバイス101又は102の一例である。特に、通信インターフェース1008は通信インターフェース205の一例であり、スタブ結合器1002は結合器220の一例であり、送信機/受信機デバイス1006、ダイプレクサ1016、電力増幅器1014、低雑音増幅器1018、周波数混合器1010及び1020、及び局部発振器1012は、まとめて送受信機210の一例をなす。 Here, with reference to FIG. 10A, is shown a block diagram 1000 of a non-limiting embodiment of an example of a combiner and transmitter / receiver system according to the various aspects described herein. The system is an example of a transmitting device 101 or 102. In particular, the communication interface 1008 is an example of the communication interface 205, the stub coupler 1002 is an example of the coupler 220, the transmitter / receiver device 1006, the diplexer 1016, the power amplifier 1014, the low noise amplifier 1018, and the frequency mixer. The 1010 and 1020, and the local oscillator 1012 collectively form an example of the transmitter / receiver 210.

動作において、送信機/受信機デバイス1006は、波を送出し(例えば、導波1004をスタブ結合器1002に)受信する。導波1004は、通信インターフェース1008により、ホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物、又は他のデバイスから受信され且つそれに送信される信号を送るのに使用することができる。通信インターフェース1008は、システム1000の一体部分であり得る。代替的に、通信インターフェース1008は、システム1000に繋ぐことができる。通信インターフェース1008は、赤外線通信協会(IrDA)プロトコル又は他の視線光学プロトコル等の赤外線プロトコルを含め、任意の種々のワイヤレスシグナリングプロトコル(例えば、LTE、WiFi、WiMAX、IEEE802.xx等)を利用するホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物、又は他のデバイスとインターフェースするワイヤレスインターフェースを含むことができる。通信インターフェース1008は、光ファイバ回線、同軸ケーブル、撚り対線、カテゴリ5(CAT−5)ケーブル等の有線インターフェース又はイーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス(USB)プロトコル、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準(DOCSIS)プロトコル、デジタル加入者線(DSL)プロトコル、ファイヤワイヤ(IEEE1394)プロトコル、若しくは他の有線プロトコル若しくは光学プロトコル等のプロトコルを介してホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物、若しくは他のデバイスと通信する他の適する有線若しくは光学媒体を含むこともできる。システム1000がリピーターとして機能する実施形態において、通信インターフェース1008は必要ないことがある。 In operation, the transmitter / receiver device 1006 sends and receives waves (eg, waveguide 1004 to stub coupler 1002). The waveguide 1004 can be used by communication interface 1008 to send signals received and transmitted from a host device, base station, mobile device, building, or other device. The communication interface 1008 may be an integral part of the system 1000. Alternatively, the communication interface 1008 can be connected to the system 1000. The communication interface 1008 is a host that utilizes any of a variety of wireless signaling protocols (eg, LTE, WiFi, WiMAX, IEEE802.xx, etc.), including infrared protocols such as the Infrared Data Association (IrDA) protocol or other line-of-sight optical protocols. It can include wireless interfaces that interface with devices, base stations, mobile devices, buildings, or other devices. The communication interface 1008 is a wired interface such as an optical fiber line, a coaxial cable, a twisted pair wire, a category 5 (CAT-5) cable, an Ethernet protocol, a universal serial bus (USB) protocol, and a data service interface standard (DOCSIS) protocol by cable. Communicate with host devices, base stations, mobile devices, buildings, or other devices via protocols such as Digital Subscriber Line (DSL) protocol, Firewire (IEEE1394) protocol, or other wired or optical protocols. It can also include a suitable wired or optical medium. In embodiments where the system 1000 functions as a repeater, the communication interface 1008 may not be needed.

通信インターフェース1008の出力信号(例えば、Tx)は、周波数混合器1010において局部発振器1012により生成される搬送波(例えば、ミリメートル波搬送波)と組み合わせることができる。周波数混合器1010は、ヘテロダイン技法又は他の周波数シフト技法を用いて、通信インターフェース1008からの出力信号を周波数シフトすることができる。例えば、通信インターフェース1008に及び通信インターフェース1008から送信される信号は、ロングタームエボリューション(LTE)ワイヤレスプロトコル若しくは他のワイヤレス3G、4G、5G若しくはより高次の音声及びデータプロトコル、Zigbee、WIMAX、超広帯域若しくはIEEE802.11ワイヤレスプロトコル;イーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス(USB)プロトコル、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準(DOCSIS)プロトコル、デジタル加入者線(DSL)プロトコル、ファイヤワイヤ(IEEE1394)プロトコル等の有線プロトコル、又は他の有線若しくは無線プロトコルに従ってフォーマットされた直交周波数分割多重(OFDM)信号等の被変調信号であり得る。例示的な実施形態において、この周波数変換はアナログ領域において行うことができ、結果として、周波数シフトは、基地局、モバイルデバイス、又は建物内デバイスが使用する通信プロトコルのタイプに関係なく行うことができる。新たな通信技術が開発されるにつれて、通信インターフェース1008は、アップグレード(例えば、ソフトウェア、ファームウェア、及び/又はハードウェアを用いた更新)又は交換することができ、周波数シフト及び伝送装置はそのままであり、アップグレードを簡単にすることができる。次に、搬送波は電力増幅器(「PA」)1014に送信することができ、ダイプレクサ1016を経由して送信機受信機デバイス1006を介して送信することができる。 The output signal (eg, Tx) of the communication interface 1008 can be combined with a carrier wave (eg, millimeter wave carrier) generated by the local oscillator 1012 in the frequency mixer 1010. The frequency mixer 1010 can frequency shift the output signal from the communication interface 1008 using a heterodyne technique or other frequency shifting technique. For example, the signals transmitted to and from the communication interface 1008 are long-term evolution (LTE) wireless protocols or other wireless 3G, 4G, 5G or higher-order voice and data protocols, Zigbee, WIMAX, ultra-wideband. Alternatively, the IEEE 802.11 wireless protocol; an Ethernet protocol, a universal serial bus (USB) protocol, a cable data service interface standard (DOCSIS) protocol, a digital subscriber line (DSL) protocol, a wired protocol such as a Firewire (IEEE1394) protocol, or It can be a modulated signal, such as an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal, formatted according to other wired or wireless protocols. In an exemplary embodiment, this frequency conversion can be done in the analog domain and, as a result, the frequency shift can be done regardless of the type of communication protocol used by the base station, mobile device, or in-building device. .. As new communication technologies are developed, the communication interface 1008 can be upgraded (eg, updated with software, firmware, and / or hardware) or replaced, leaving the frequency shift and transmission equipment intact. You can easily upgrade. The carrier wave can then be transmitted to the power amplifier (“PA”) 1014 and can be transmitted via the diplexer 1016 and through the transmitter / receiver device 1006.

送信機/受信機デバイス1006から受信され、通信インターフェース1008に向けられる信号は、ダイプレクサ1016を介して他の信号から分離することができる。次に、受信信号は、増幅するために低雑音増幅器(「LNA」)1018に送信することができる。周波数混合器1020は、局部発振器1012からの支援を受けて受信信号(幾つかの実施形態において、ミリメートル波帯又は約38GHzにある)を本来の周波数まで下方にシフトすることができる。次に、通信インターフェース1008は、入力ポート(Rx)において、その伝送を受信することができる。 The signal received from the transmitter / receiver device 1006 and directed to the communication interface 1008 can be separated from other signals via the diplexer 1016. The received signal can then be transmitted to a low noise amplifier (“LNA”) 1018 for amplification. The frequency mixer 1020 can shift the received signal (in some embodiments, in the millimeter wave band or about 38 GHz) downward to its original frequency with the assistance of the local oscillator 1012. Next, the communication interface 1008 can receive the transmission at the input port (Rx).

一実施形態において、送信機/受信機デバイス1006は、円筒形若しくは非円筒形の金属(例えば、一実施形態において中空であり得るが、必ずしも縮尺どおりに描かれていない)、又は他の導電性若しくは非導電性導波路を含むことができ、スタブ結合器1002の端部を導波路若しくは送信機/受信機デバイス1006内に又は導波路若しくは送信機/受信機デバイス1006に近接して配置することができ、それにより、送信機/受信機デバイス1006が伝送を生成するとき、導波がスタブ結合器1002に結合し、導波1004としてスタブ結合器1002の導波路表面の周囲を伝搬するようにすることができる。幾つかの実施形態において、導波1004は、部分的にスタブ結合器1002の外面上を、部分的にスタブ結合器1002の内部を伝搬することができる。他の実施形態において、導波1004は、スタブ結合器1002の外面上を実質的に又は完全に伝搬することができる。更に別の実施形態において、導波1004は、スタブ結合器1002の内部を実質的に又は完全に伝搬することができる。この後者の実施形態において、導波1004は、図7の電線702等の伝送媒体に結合するために、スタブ結合器1002の端部(図4に示される先細りの端部等)において放射することができる。同様に、導波1004が到来しつつある(電線702からスタブ結合器1002に結合される)場合、導波1004は送信機/受信機デバイス1006に入り、円筒形導波路又は導電性導波路に結合する。送信機/受信機デバイス1006は、別個の導波路を含むように示されるが、別個の導波路あり又はなしで、アンテナ、空洞共振器、クライストロン、マグネトロン、進行波管又は他の放射素子を利用して結合器1002上に導波を誘導することができる。 In one embodiment, the transmitter / receiver device 1006 is a cylindrical or non-cylindrical metal (eg, it may be hollow in one embodiment, but is not necessarily drawn to scale), or other conductivity. Alternatively, a non-conductive waveguide can be included, with the end of the stub coupler 1002 located within the waveguide or transmitter / receiver device 1006 or in close proximity to the waveguide or transmitter / receiver device 1006. So that when the transmitter / receiver device 1006 produces a transmission, the waveguide couples to the stub coupler 1002 and propagates around the waveguide surface of the stub coupler 1002 as the waveguide 1004. can do. In some embodiments, the waveguide 1004 can propagate partially on the outer surface of the stub coupler 1002 and partially inside the stub coupler 1002. In other embodiments, the waveguide 1004 can propagate substantially or completely over the outer surface of the stub coupler 1002. In yet another embodiment, the waveguide 1004 can propagate substantially or completely inside the stub coupler 1002. In this latter embodiment, the waveguide 1004 radiates at the end of the stub coupler 1002 (such as the tapered end shown in FIG. 4) in order to couple to a transmission medium such as the wire 702 of FIG. Can be done. Similarly, when the waveguide 1004 is arriving (coupled from wire 702 to the stub coupler 1002), the waveguide 1004 enters the transmitter / receiver device 1006 into a cylindrical or conductive waveguide. Join. The transmitter / receiver device 1006 is shown to include a separate waveguide, but utilizes an antenna, cavity resonator, klystron, magnetron, traveling wave tube or other radiation element with or without a separate waveguide. The waveguide can be induced on the coupler 1002.

一実施形態において、スタブ結合器1002は、いかなる金属又はそれ以外の導電性材料も使用することなく完全に誘電体材料(又は別の適切な絶縁材料)から構成することができる。スタブ結合器1002は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド、他のプラスチック、又は非導電性であり、そのような材料の外面上の少なくとも一部において電磁波の伝送を容易にするのに適している他の材料から構成することができる。別の実施形態において、スタブ結合器1002は、導電性/金属製であるコアを含み、外側誘電体表面を有することができる。同様に、スタブ結合器1002によって誘導された電磁波を伝搬させるために、又はスタブ結合器1002に電磁波を供給するためにスタブ結合器1002に結合する伝送媒体は、裸線又は絶縁電線であることに加えて、いかなる金属又はそれ以外の導電性材料も使用することなく完全に誘電体材料(又は別の適切な絶縁材料)から構成することができる。 In one embodiment, the stub coupler 1002 can be composed entirely of a dielectric material (or another suitable insulating material) without the use of any metal or other conductive material. The stub coupler 1002 is nylon, Teflon, polyethylene, polyamide, other plastic, or non-conductive, and is suitable for facilitating the transmission of electromagnetic waves at least on the outer surface of such materials. It can be composed of the following materials. In another embodiment, the stub coupler 1002 may include a core made of conductive / metal and have an outer dielectric surface. Similarly, the transmission medium coupled to the stub coupler 1002 to propagate the electromagnetic waves induced by the stub coupler 1002 or to supply the electromagnetic waves to the stub coupler 1002 is a bare wire or an insulated wire. In addition, it can be composed entirely of dielectric material (or another suitable insulating material) without the use of any metal or other conductive material.

図10Aは、送信機受信機デバイス1006の開口部がスタブ結合器1002よりはるかに広いことを示すが、これは一定の縮尺に従っていないこと、及び他の実施形態においてスタブ結合器1002の幅は、中空の導波路の開口部と同程度であるか、又はわずかに小さいことに留意されたい。また、図示されないが、一実施形態において、送信機/受信機デバイス1006内に挿入される結合器1002の端部は、反射を少なくし、結合効率を高めるために先細りになる。 FIG. 10A shows that the opening of the transmitter-receiver device 1006 is much wider than the stub coupler 1002, but this does not follow a certain scale, and in other embodiments the width of the stub coupler 1002 Note that it is as small as or slightly smaller than the opening of the hollow waveguide. Also, although not shown, in one embodiment, the end of the coupler 1002 inserted into the transmitter / receiver device 1006 is tapered to reduce reflections and increase coupling efficiency.

スタブ結合器1002に結合する前に、送信機/受信機デバイス1006によって生成された導波の1つ又は複数の導波路モードは、スタブ結合器1002に結合し、導波1004の1つ又は複数の波動伝搬モードを誘導することができる。導波1004の波動伝搬モードは、中空の金属導波路と誘電体導波路との特性の違いに起因して、中空の金属導波路モードと異なる可能性がある。例えば、導波1004の波動伝搬モードは、基本横電磁モード(擬似TEM00)を含むことができ、そのモードでは、導波がスタブ結合器1002に沿って伝搬する間、わずかな電場及び/又は磁場のみが伝搬方向に延在し、電場及び磁場はスタブ結合器1002から径方向外向きに延在する。基本横電磁モード波動伝搬モードは、中空である導波路内部に存在することも存在しないこともできる。したがって、送信機/受信機デバイス1006によって使用される中空の金属導波路モードは、スタブ結合器1002の波動伝搬モードに実効的且つ効率的に結合することができる導波路モードである。 One or more waveguide modes of the waveguide generated by the transmitter / receiver device 1006 before coupling to the stub coupling 1002 are coupled to the stub coupling 1002 and one or more of the waveguide 1004. Wave propagation mode can be derived. The wave propagation mode of the waveguide 1004 may differ from the hollow metal waveguide mode due to the difference in characteristics between the hollow metal waveguide and the dielectric waveguide. For example, the wave propagation mode of the waveguide 1004 can include a basic transverse electromagnetic mode (pseudo TEM 00 ), in which a slight electric field and / or while the waveguide propagates along the stub coupler 1002. Only the magnetic field extends in the propagation direction, and the electric and magnetic fields extend radially outward from the stub coupler 1002. Basic Transverse Electromagnetic Mode The wave propagation mode may or may not exist inside a hollow waveguide. Therefore, the hollow metal waveguide mode used by the transmitter / receiver device 1006 is a waveguide mode that can be effectively and efficiently coupled to the wave propagation mode of the stub coupler 1002.

送信機/受信機デバイス1006及びスタブ結合器1002の他の構成又は組み合わせが可能であることが理解されよう。例えば、図10Bの参照符号1000’で示されているように、スタブ結合器1002’は、送信機/受信機デバイス1006’(対応する回路部は図示せず)の中空の金属導波路の外面に対して接線方向又は平行に(間隙の有無にかかわらず)配置することができる。参照符号1000’で示されていない別の実施形態において、スタブ結合器1002’は、送信機/受信機デバイス1006’の中空の金属導波路の内側に配置することができ、スタブ結合器1002’の軸を送信機/受信機デバイス1006’の中空の金属導波路の軸と同軸上に位置合わせすることを要しない。これらの実施形態のいずれにおいても、送信機/受信機デバイス1006’によって生成された導波は、スタブ結合器1002’の表面に結合して、基本モード(例えば、対称モード)及び/又は非基本モード(例えば、非対称モード)を含む1つ又は複数の波動伝搬モードの導波1004’をスタブ結合器1002’上に誘導することができる。 It will be appreciated that other configurations or combinations of transmitter / receiver device 1006 and stub coupler 1002 are possible. For example, as shown by reference numeral 1000'in FIG. 10B, the stub coupler 1002'is the outer surface of a hollow metal waveguide of transmitter / receiver device 1006' (corresponding circuitry not shown). It can be arranged tangentially or parallel to (with or without gaps). In another embodiment not indicated by reference numeral 1000', the stub coupler 1002'can be placed inside the hollow metal waveguide of the transmitter / receiver device 1006' and the stub coupler 1002'. It is not necessary to align the axis of the transmitter / receiver device 1006'coaxially with the axis of the hollow metal waveguide. In any of these embodiments, the waveguide generated by the transmitter / receiver device 1006'is coupled to the surface of the stub coupler 1002' in basic mode (eg, symmetric mode) and / or non-basic. Waveguide 1004'in one or more wave propagation modes, including modes (eg, asymmetric modes), can be guided onto the stub coupler 1002'.

1つの実施形態において、導波1004’は、部分的にスタブ結合器1002’の外面上を伝搬し、部分的にスタブ結合器1002’の内側を伝搬することができる。別の実施形態において、導波1004’は、実質的に又は完全にスタブ結合器1002’の外面上を伝搬することができる。更に別の実施形態において、導波1004’は、実質的に又は完全にスタブ結合器1002’の内部を伝搬することができる。この後者の実施形態において、導波1004’は、図9の電線702等の伝送媒体に結合するために、スタブ結合器1002’の端部(図9に示されている先細りの端部等)において放射することができる。 In one embodiment, the waveguide 1004'can propagate partially on the outer surface of the stub coupler 1002'and partially inside the stub coupler 1002'. In another embodiment, the waveguide 1004'can propagate substantially or completely over the outer surface of the stub coupler 1002'. In yet another embodiment, the waveguide 1004'can propagate substantially or completely inside the stub coupler 1002'. In this latter embodiment, the waveguide 1004'is at the end of the stub coupler 1002' (such as the tapered end shown in FIG. 9) for coupling to a transmission medium such as wire 702 in FIG. Can be radiated in.

送信機/受信機デバイス1006の他の構成が可能であることが更に理解されよう。例えば、図10Bにおいて参照符号1000’’として示されているように、送信機/受信機デバイス1006’’(対応する回路部は図示せず)の中空の金属導波路は、スタブ結合器1002を使用することなく、図4の電線702等の伝送媒体の外面に対して接線方向又は平行に(間隙の有無にかかわらず)配置することができる。この実施形態において、送信機/受信機デバイス1006’’によって生成される導波は、電線702の表面に結合して、基本モード(例えば、対称モード)及び/又は非基本モード(例えば、非対称モード)を含む1つ又は複数の波動伝搬モードの導波908を電線702上に誘導することができる。別の実施形態において、電線702は、送信機/受信機デバイス1006’’’(対応する回路部は図示せず)の中空の金属導波路の内部に位置決めすることができ、それにより、電線702の軸は、スタブ結合器1002を使用することなく、中空の金属導波路の軸と同軸上に(又は同軸にならないように)位置合わせされるようになっている − 図10Bの参照符号1000’’’を参照されたい。この実施形態において、送信機/受信機デバイス1006’’’によって生成された導波は、電線702の表面に結合して、基本モード(例えば、対称モード)及び/又は非基本モード(例えば、非対称モード)を含む1つ又は複数の波動伝搬モードの導波908を電線上に誘導することができる。 It will be further understood that other configurations of transmitter / receiver device 1006 are possible. For example, as shown by reference numeral 1000'' in FIG. 10B, a hollow metal waveguide of transmitter / receiver device 1006'' (corresponding circuit section not shown) provides a stub coupler 1002. Without using it, it can be arranged tangentially or parallel to the outer surface of the transmission medium such as the electric wire 702 in FIG. 4 (with or without a gap). In this embodiment, the waveguide generated by the transmitter / receiver device 1006'' is coupled to the surface of wire 702 in basic mode (eg, symmetric mode) and / or non-basic mode (eg, asymmetric mode). A waveguide 908 in one or more wave propagation modes including) can be guided on the wire 702. In another embodiment, wire 702 can be positioned inside a hollow metal waveguide of transmitter / receiver device 1006''' (corresponding circuitry not shown), thereby wire 702. Axis is aligned coaxially (or non-coaxially) with the axis of the hollow metal waveguide without the use of the stub coupler 1002 – reference numeral 1000'in Figure 10B. See''. In this embodiment, the waveguide generated by the transmitter / receiver device 1006''' is coupled to the surface of wire 702 in basic mode (eg, symmetric mode) and / or non-basic mode (eg, asymmetric). Waveguide 908 in one or more wave propagation modes, including mode), can be guided onto the wire.

1000’’及び1000’’’の実施形態において、絶縁外面を有する電線702の場合、導波908は、部分的に絶縁体の外面上を伝搬し、部分的に絶縁体の内側を伝搬することができる。実施形態において、導波908は、実質的に若しくは完全に絶縁体の外面上を伝搬することができ、又は実質的に若しくは完全に絶縁体の内部を伝搬することができる。1000’’及び1000’’’の実施形態において、裸の導体である電線702の場合、導波908は、部分的に導体の外面上を伝搬し、部分的に導体の内部を伝搬することができる。別の実施形態において、導波908は、実質的に又は完全に導体の外面上を伝搬することができる。 In the embodiments of 1000'' and 1000'''', in the case of the wire 702 having an insulating outer surface, the waveguide 908 propagates partially on the outer surface of the insulator and partially inside the insulator. Can be done. In embodiments, the waveguide can propagate substantially or completely over the outer surface of the insulator, or substantially or completely inside the insulator. In the 1000'' and 1000'''implements, in the case of the bare conductor wire 702, the waveguide 908 may propagate partially on the outer surface of the conductor and partially inside the conductor. it can. In another embodiment, the waveguide can propagate substantially or completely over the outer surface of the conductor.

ここで、図11を参照すると、二重スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図1100が示されている。特に、二重結合器設計は、図1に関連して提示した送信デバイス101又は102等の送信デバイスで使用するために提示されている。一実施形態において、導波1108を受信するために、2つ以上の結合器(スタブ結合器1104及び1106等)を電線1102の周囲に位置決めすることができる。一実施形態において、導波1108を受信するには1つの結合器で十分である。その場合、導波1108は、結合器1104に結合し、導波1110として伝搬する。導波1108の場構造が特定の導波モード又は種々の外部要因に起因して電線1102の周囲で振動又は波動する場合、導波1108が結合器1106に結合するように結合器1106を配置することができる。幾つかの実施形態において、電線1102の周囲で振動若しくは回転することがある導波、異なる方位において誘導された導波、又は例えば方位に依存するローブ及び/又はヌル若しくは他の非対称性を有する非基本モード若しくはより高次のモードを有する導波を受信するために、4つ以上の結合器を電線1102の一部の周囲に、例えば互いに90度に又は別の間隔で配置することができる。しかし、例示的な実施形態から逸脱することなく、電線1102の一部の周囲に4つより少数又は多数の結合器を配置してもよいことが理解されよう。 Here, with reference to FIG. 11, block diagram 1100 showing an example non-limiting embodiment of a double stub coupler is shown. In particular, the double bonder design is presented for use with transmit devices such as transmit device 101 or 102 presented in connection with FIG. In one embodiment, two or more couplers (such as stub couplers 1104 and 1106) can be positioned around wire 1102 to receive the waveguide 1108. In one embodiment, one coupler is sufficient to receive the waveguide 1108. In that case, the waveguide 1108 couples to the coupler 1104 and propagates as a waveguide 1110. If the field structure of the waveguide 1108 vibrates or undulates around the wire 1102 due to a particular waveguide mode or various external factors, the coupler 1106 is arranged so that the waveguide 1108 couples to the coupler 1106. be able to. In some embodiments, waveguides that may oscillate or rotate around wire 1102, guided in different directions, or, for example, orientation-dependent lobes and / or nulls or other non-asymmetrical ones. In order to receive a waveguide having a basic mode or a higher order mode, four or more couplers can be arranged around a part of the wire 1102, for example at 90 degrees to each other or at different intervals. However, it will be appreciated that less than four or more couplers may be placed around a portion of wire 1102 without departing from the exemplary embodiment.

結合器1106及び1104はスタブ結合器として示されるが、アーク結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む本明細書において説明される任意の他の結合器設計も同様に使用可能であることに留意されたい。また、幾つかの例としての実施形態は、電線1102の少なくとも一部の周囲に複数の結合器を提示してきたが、この複数の結合器は、複数の結合器サブコンポーネントを有する単一の結合器システムの一部と見なし得ることも理解されよう。例えば、一度の設置で電線の周囲に設置することができる単一のシステムとして、2つ以上の結合器を製造することができ、それにより、結合器は、その単一のシステムに従って予め位置決めされるか、又は互いに対して調整可能(手動で又はモータ若しくは他のアクチュエータ等の制御可能な機構を用いて自動的に)である。 Although the couplers 1106 and 1104 are shown as stub couplers, any other coupler design described herein, including arc couplers, antenna or horn couplers, magnetic couplers, etc., can be used as well. Please note that there is. Also, some exemplary embodiments have presented a plurality of couplers around at least a portion of wire 1102, wherein the plurality of couplers is a single coupling having multiple coupler subcomponents. It will also be understood that it can be considered part of the instrument system. For example, two or more couplers can be manufactured as a single system that can be installed around the wires in a single installation, whereby the couplers are pre-positioned according to that single system. Or adjustable with respect to each other (manually or automatically using a controllable mechanism such as a motor or other actuator).

結合器1106及び1104に結合される受信機は、信号品質を最大化するために、ダイバーシティ合成を用いて、両方の結合器1106及び1104から受信された信号を合成することができる。他の実施形態において、結合器1104及び1106のいずれか一方が所定の閾値より高い伝送を受信する場合、受信機は、いずれの信号を使用するかを決定するときに選択ダイバーシティを使用することができる。更に、複数の結合器1106及び1104による受信が示されているが、同じ構成での結合器1106及び1104による送信も同様に行うことができる。特に、広範囲の多入力多出力(MIMO)送受信技法が、図1に関連して提示された送信デバイス101又は102等の送信デバイスが複数の送受信機及び複数の結合器を含む伝送に利用可能である。 The receiver coupled to the couplers 1106 and 1104 can combine the signals received from both couplers 1106 and 1104 using diversity synthesis to maximize signal quality. In other embodiments, if either the couplers 1104 or 1106 receives a transmission above a predetermined threshold, the receiver may use selective diversity when deciding which signal to use. it can. Further, although reception by a plurality of couplers 1106 and 1104 is shown, transmission by couplers 1106 and 1104 having the same configuration can be performed in the same manner. In particular, a wide range of multi-input multi-output (MIMO) transmission / reception techniques can be used for transmissions such as the transmission device 101 or 102 presented in connection with FIG. 1 including multiple transmitters / receivers and multiple couplers. is there.

波1108及び1110のグラフィック表示は、導波1108が結合器1104上に波1110を誘導するか又は他に送出する原理を例示するために提示されるにすぎないことに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、結合器1104の設計、電線1102の寸法及び組成、並びにその表面特性、存在する場合には絶縁、周囲環境の電磁特性等に応じて変わることができる。 It should be noted that the graphic representations of the waves 1108 and 1110 are only presented to illustrate the principle by which the waveguide 1108 guides or otherwise sends the waves 1110 onto the coupler 1104. The actual electric and magnetic fields generated as a result of such wave propagation are the frequencies used, the design of the coupler 1104, the dimensions and composition of the wire 1102, and its surface properties, insulation if present, ambient environment. It can be changed according to the electromagnetic characteristics of.

ここで、図12を参照すると、リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図1200が示されている。特に、図1に関連して提示した送信デバイス101又は102等の送信デバイスで使用されるためのリピーターデバイス1210が提示される。このシステムにおいて、電線1202に沿って伝搬する導波1205が結合器1204により波1206として(例えば、導波として)抽出され、次にリピーターデバイス1210によって昇圧又は再現されて、波1216として(例えば、導波として)結合器1214上に送出されるように、2つの結合器1204及び1214を電線1202又は他の伝送媒体の近くに配置することができる。次に、波1216は、電線1202上に送出され、導波1217として電線1202に沿って引き続き伝搬することができる。一実施形態において、リピーターデバイス1210は、例えば、電線1202が電力線であるか又は他に送電導体を含む場合、電線1202との磁場結合を通して、昇圧又は再現に利用される電力の少なくとも一部を受け取ることができる。結合器1204及び1214はスタブ結合器として示されているが、アーク結合器、アンテナ又はホーン結合器、又は磁気結合器等の本明細書において説明される任意の他のタイプの結合器設計も同様に使用可能であることに留意されたい。 Here, with reference to FIG. 12, a block diagram 1200 showing a non-limiting embodiment of an example of a repeater system is shown. In particular, the repeater device 1210 for use in a transmitting device such as the transmitting device 101 or 102 presented in connection with FIG. 1 is presented. In this system, waveguide 1205 propagating along wire 1202 is extracted by coupler 1204 as wave 1206 (eg, as waveguide) and then boosted or reproduced by repeater device 1210 as wave 1216 (eg, as wave 1216). The two couplers 1204 and 1214 can be placed near wire 1202 or other transmission medium so that they are delivered over the coupler 1214 (as waveguides). The wave 1216 can then be sent onto the wire 1202 and continue to propagate along the wire 1202 as a waveguide 1217. In one embodiment, the repeater device 1210 receives at least a portion of the power utilized for boosting or reproduction, for example, if the wire 1202 is a power line or otherwise includes a power line, through magnetic field coupling with the wire 1202. be able to. Couplers 1204 and 1214 are shown as stub couplers, but so do any other type of coupler design described herein, such as arc couplers, antenna or horn couplers, or magnetic couplers. Please note that it can be used for.

幾つかの実施形態において、リピーターデバイス1210は、波1206に関連付けられる伝送を再現することができ、他の実施形態において、リピーターデバイス1210は、データ又は他の信号を波1206から抽出して、そのようなデータ又は信号を別のネットワーク及び/又は1つ又は複数の他のデバイスに通信信号110又は112として供給し、及び/又は通信信号110又は112を別のネットワーク及び/又は1つ又は複数の他のデバイスから受信する通信インターフェース205を含むことができ、受信した通信信号110又は112を内部に埋め込んだ導波1216を送出することができる。リピーター構成において、受信機導波路1208は、波1206を結合器1204から受信することができ、送信機導波路1212は、導波1217として導波1216を結合器1214上に送出することができる。受信機導波路1208と送信機導波路1212との間で、導波1206に埋め込まれる信号及び/又は導波1216自体を増幅して、信号損失及び導波通信に関連付けられる他の非効率を補正することができるか、又は信号を受信して処理し、それに含まれるデータを抽出し、送信するために再生することができる。一実施形態において、受信機導波路1208は、信号からデータを抽出し、データを処理して、例えば、誤り修正符号を利用してデータエラーを修正し、修正されたデータを用いて更新された信号を再生するように構成することができる。次に、送信機導波路1212は、更新された信号が埋め込まれた導波1216を送信することができる。一実施形態において、導波1206に埋め込まれた信号は、伝送から抽出され、処理されて、通信信号110又は112として通信インターフェース205を介して別のネットワーク及び/又は1つ又は複数の他のデバイスに通信することができる。同様に、通信インターフェース205が受信した通信信号110又は112は、送信機導波路1212により生成され、結合器1214に送出される導波1216の伝送に挿入することができる。 In some embodiments, the repeater device 1210 can reproduce the transmission associated with the wave 1206, and in other embodiments, the repeater device 1210 extracts data or other signal from the wave 1206 and its Such data or signals are supplied to another network and / or one or more other devices as communication signals 110 or 112, and / or communication signals 110 or 112 are supplied to another network and / or one or more. A communication interface 205 receiving from another device can be included, and a waveguide 1216 in which the received communication signal 110 or 112 is embedded can be transmitted. In the repeater configuration, the receiver waveguide 1208 can receive the waves 1206 from the coupler 1204, and the transmitter waveguide 1212 can transmit the waveguide 1216 as the waveguide 1217 onto the coupler 1214. Amplifies the signal embedded in the waveguide 1206 and / or the waveguide 1216 itself between the receiver waveguide 1208 and the transmitter waveguide 1212 to compensate for signal loss and other inefficiencies associated with waveguide communication. Or the signal can be received and processed, and the data contained therein can be extracted and regenerated for transmission. In one embodiment, receiver waveguide 1208 extracts data from the signal, processes the data, corrects the data error using, for example, an error correction code, and is updated with the corrected data. It can be configured to reproduce the signal. The transmitter waveguide 1212 can then transmit the waveguide 1216 in which the updated signal is embedded. In one embodiment, the signal embedded in the waveguide 1206 is extracted from the transmission and processed into another network and / or one or more other devices via the communication interface 205 as the communication signal 110 or 112. Can communicate with. Similarly, the communication signal 110 or 112 received by the communication interface 205 can be inserted into the transmission of the waveguide 1216 generated by the transmitter waveguide 1212 and transmitted to the coupler 1214.

図12は、それぞれ左から入り、右に出る導波伝送1206及び1216を示すが、これは簡単にするためにすぎず、限定は意図していないことに留意されたい。他の実施形態において、受信機導波路1208及び送信機導波路1212は、それぞれ送信機及び受信機としての役割も果たすことができ、それにより、リピーターデバイス1210を双方向にすることができる。 Note that FIGS. 12 show waveguide transmissions 1206 and 1216 entering from the left and exiting to the right, respectively, for simplicity only and not intended to be limiting. In other embodiments, the receiver waveguide 1208 and the transmitter waveguide 1212 can also serve as transmitters and receivers, respectively, which allows the repeater device 1210 to be bidirectional.

一実施形態において、リピーターデバイス1210は、電線1202又は他の伝送媒体上に断続又は障害物が存在する場所に配置することができる。電線1202が電力線である場合、これらの障害物は、変圧器、接続、電柱、及び他のそのような電力線デバイスを含むことができる。リピーターデバイス1210は、導波(例えば、表面波)が線路上のこれらの障害物を越え、同時に伝送電力を昇圧することを促進することができる。他の実施形態において、結合器を用いて、リピーターデバイスを使用することなく障害物を越えることができる。その実施形態において、結合器の両端を電線に繋ぐか又は固定して、それにより、導波が障害物によって阻止されることなく進行するための経路を提供することができる。 In one embodiment, the repeater device 1210 can be placed where there are intermittent or obstacles on wire 1202 or other transmission medium. If the wire 1202 is a power line, these obstacles can include transformers, connections, utility poles, and other such power line devices. The repeater device 1210 can facilitate the waveguide (eg, surface waves) to overcome these obstacles on the line and at the same time boost the transmitted power. In other embodiments, the coupler can be used to overcome obstacles without the use of repeater devices. In that embodiment, both ends of the coupler can be connected or fixed to a wire, thereby providing a path for the waveguide to proceed unobstructed by obstacles.

ここで、図13を参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、双方向リピーターの一例の非限定的な実施形態のブロック図1300が示されている。特に、双方向リピーターデバイス1306は、図1に関連して提示した送信デバイス101又は102等の送信デバイスで使用されるために提示される。結合器はスタブ結合器として示されているが、アーク結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む本明細書において説明される任意の他の結合器設計も同様に使用可能であることに留意されたい。双方向リピーター1306は、2本以上の電線又は他の伝送媒体が存在する場合、ダイバーシティパスを利用することができる。導波伝送は、絶縁電線、非絶縁電線、又は他のタイプの伝送媒体等の異なるタイプの伝送媒体で異なる伝送効率及び結合効率を有し、及び更に要素に露出する場合、天候及び他の大気状況による影響を受け得るため、特定のときに異なる伝送媒体で選択的に伝送することが有利であり得る。種々の実施形態において、種々の伝送媒体は、呼称がある伝送媒体が別の伝送媒体よりも好ましいことを示すか否かに関係なく、一次、二次、三次等と呼ばれることがある。 Here, with reference to FIG. 13, a block diagram 1300 of a non-limiting embodiment of an example of a bidirectional repeater according to the various aspects described herein is shown. In particular, the bidirectional repeater device 1306 is presented for use in a transmitting device such as the transmitting device 101 or 102 presented in connection with FIG. Although the coupler is shown as a stub coupler, any other coupler design described herein, including arc couplers, antenna or horn couplers, magnetic couplers, etc., can be used as well. Please note that. The bidirectional repeater 1306 can utilize the diversity path in the presence of two or more wires or other transmission media. Waveguide transmission has different transmission and coupling efficiencies on different types of transmission media such as insulated wire, non-insulated wire, or other types of transmission media, and weather and other atmospheres when exposed to additional elements. It may be advantageous to selectively transmit on different transmission media at specific times, as it can be affected by the situation. In various embodiments, the various transmission media may be referred to as primary, secondary, tertiary, etc., regardless of whether or not the designated transmission medium indicates that it is preferred over another transmission medium.

示される実施形態において、伝送媒体は、絶縁又は非絶縁電線1302及び絶縁又は非絶縁電線1304(本明細書では、それぞれ電線1302及び1304と呼ぶ)を含む。リピーターデバイス1306は、受信機結合器1308を用いて、電線1302に沿って進行する導波を受信し、電線1304に沿う導波として、送信機導波路1310を用いて伝送を再現する。他の実施形態において、リピーターデバイス1306は、電線1304から電線1302に切り替えることができるか、又は同じ経路に沿ってその伝送を再現することができる。リピーターデバイス1306は、伝送に影響を及ぼす可能性がある状況を示すセンサーを含むか、又はそのようなセンサー(又は図16Aに示されるネットワーク管理システム1601)と通信することができる。センサーから受信されるフィードバックに基づいて、リピーターデバイス1306は、その伝送を同じ電線に沿って維持するか、その伝送を他の電線に転送するかについての判断を行うことができる。 In the embodiments shown, the transmission medium includes an insulated or non-insulated wire 1302 and an insulated or non-insulated wire 1304 (referred to herein as wires 1302 and 1304, respectively). The repeater device 1306 uses the receiver coupler 1308 to receive the waveguide traveling along the wire 1302, and reproduces the transmission using the transmitter waveguide 1310 as the waveguide along the wire 1304. In other embodiments, the repeater device 1306 can switch from wire 1304 to wire 1302 or reproduce its transmission along the same path. The repeater device 1306 may include or communicate with such sensors (or the network management system 1601 shown in FIG. 16A) to indicate situations that may affect transmission. Based on the feedback received from the sensor, the repeater device 1306 can make a decision as to whether to keep the transmission along the same wire or to transfer the transmission to another wire.

ここで、図14を参照すると、双方向リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図1400が示されている。特に、双方向リピーターシステムは、図1に関連して提示した送信デバイス101又は102等の送信デバイスで使用されるために提示される。双方向リピーターシステムは、分散アンテナシステム又はバックホールシステム内に配置される他の結合デバイスからの伝送を受信し、送信する導波路結合デバイス1402及び1404を含む。 Here, with reference to FIG. 14, block diagram 1400 is shown showing a non-limiting embodiment of an example of a bidirectional repeater system. In particular, the bidirectional repeater system is presented for use with a transmitting device such as the transmitting device 101 or 102 presented in connection with FIG. Bidirectional repeater systems include waveguide coupled devices 1402 and 1404 that receive and transmit transmissions from distributed antenna systems or other coupled devices located within a backhaul system.

種々の実施形態において、導波路結合デバイス1402は、別の導波路結合デバイスから伝送を受信することができ、その伝送は複数の副搬送波を有する。ダイプレクサ1406が他の伝送からその伝送を分離し、その伝送を低雑音増幅器(「LNA」)1408に送ることができる。周波数混合器1428は、局部発振器1412からの支援を受けてその伝送(幾つかの実施形態において、ミリメートル波帯又は約38GHzにある)を、分散アンテナシステムの場合のセルラー帯(約1.9GHz)、本来の周波数、又はバックホールシステムの場合の他の周波数等のより低い周波数まで下方にシフトすることができる。抽出器(又はデマルチプレクサ)1432が副搬送波上の信号を抽出し、その信号を出力コンポーネント1422に送り、電力増幅器1424により任意選択的に増幅、バッファリング、又は分離して通信インターフェース205に結合することができる。通信インターフェース205は、電力増幅器1424から受信した信号を更に処理するか、又はそうでなければ、基地局、モバイルデバイス、建物等の他のデバイスに無線又は有線インターフェースを介してそのような信号を送信することができる。この場所で抽出されない信号の場合、抽出機1432は、それらを別の周波数混合器1436にリダイレクトすることができ、周波数混合器1436において、信号は、局部発振器1414により生成される搬送波の変調に用いられる。搬送波は、その副搬送波と共に電力増幅器(「PA」)1416に送られ、導波路結合デバイス1404によりダイプレクサ1420を介して別のシステムに再送される。 In various embodiments, the waveguide coupled device 1402 can receive transmissions from another waveguide coupled device, the transmission having a plurality of subcarriers. The diplexer 1406 can separate the transmission from other transmissions and send the transmission to a low noise amplifier (“LNA”) 1408. The frequency mixer 1428, with the support of the local oscillator 1412, transmits its transmission (in some embodiments, in the millimeter wave band or about 38 GHz) to the cellular band (about 1.9 GHz) in the case of a distributed antenna system. Can be shifted downwards to lower frequencies, such as the original frequency, or other frequencies in the case of backhaul systems. An extractor (or demultiplexer) 1432 extracts a signal on the subcarrier, sends the signal to output component 1422, and optionally amplifies, buffers, or separates it with a power amplifier 1424 and couples it to communication interface 205. be able to. Communication interface 205 further processes the signal received from the power amplifier 1424, or otherwise transmits such signal to other devices such as base stations, mobile devices, buildings, etc. via a wireless or wired interface. can do. For signals that are not extracted at this location, the extractor 1432 can redirect them to another frequency mixer 1436, where in the frequency mixer 1436 the signals are used to modulate the carrier waves produced by the local oscillator 1414. Be done. The carrier is sent along with its subcarrier to a power amplifier (“PA”) 1416 and retransmitted by the waveguide coupling device 1404 via the diplexer 1420 to another system.

LNA1426を用いて、通信インターフェース205から受信した信号を増幅、バッファリング、又は分離することができ、次に信号をマルチプレクサ1434に送信することができ、マルチプレクサ1434は、導波路結合デバイス1404から受信していた信号とその信号とを融合させる。結合デバイス1404から受信した信号は、ダイプレクサ1420により分割されており、次にLNA1418を通して渡され、周波数混合器1438により周波数を下方にシフトされている。信号は、マルチプレクサ1434によって合成されるとき、周波数混合器1430によって周波数を上方にシフトされ、次にPA1410によって昇圧され、導波路結合デバイス1402により別のシステムに送信される。一実施形態において、双方向リピーターシステムは、出力デバイス1422を有さない単なるリピーターであり得る。この実施形態において、マルチプレクサ1434は利用されず、LNA1418からの信号は、上述したように混合器1430に送られる。幾つかの実施形態において、双方向リピーターシステムは、2つの異なる別々の一方向リピーターを用いて実施し得ることは理解されよう。代替の実施形態において、双方向リピーターシステムはブースターであり得るか、又は他に下方シフト及び上方シフトを行うことなく再送を実行することができる。実際には、例示的な実施形態において、再送は、信号又は導波を受信することと、信号又は導波の再送前に幾つかの信号又は導波処理又は整形、フィルタリング、及び/又は増幅を実行することとに基づくことができる。 The LNA1426 can be used to amplify, buffer, or separate the signal received from the communication interface 205, which in turn can transmit the signal to the multiplexer 1434, which receives from the waveguide coupling device 1404. The signal that was being used is fused with that signal. The signal received from the coupling device 1404 is split by the diplexer 1420, then passed through the LNA 1418, and the frequency is shifted downward by the frequency mixer 1438. When the signal is combined by the multiplexer 1434, the frequency is shifted upward by the frequency mixer 1430, then boosted by the PA 1410 and transmitted by the waveguide coupling device 1402 to another system. In one embodiment, the bidirectional repeater system may be merely a repeater without an output device 1422. In this embodiment, the multiplexer 1434 is not utilized and the signal from the LNA 1418 is sent to the mixer 1430 as described above. It will be appreciated that in some embodiments, the bidirectional repeater system can be implemented with two different and separate unidirectional repeaters. In an alternative embodiment, the bidirectional repeater system can be a booster or can perform retransmissions without any other downshifts and upshifts. In practice, in an exemplary embodiment, retransmissions include receiving a signal or waveguide and some signal or waveguide processing or shaping, filtering, and / or amplification prior to retransmission of the signal or waveguide. It can be based on what you do.

ここで、図15を参照すると、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図1500が示されている。この図は、図1に関連して提示した導波通信システム等の導波通信システムを用いることができる例示的な環境を示す。 Here, with reference to FIG. 15, block diagram 1500 showing a non-limiting embodiment of an example of a waveguide communication system is shown. This figure shows an exemplary environment in which a waveguide communication system such as the waveguide communication system presented in connection with FIG. 1 can be used.

ネットワーク接続を追加の基地局デバイスに提供するために、通信セル(例えば、マイクロセル及びマクロセル)をコアネットワークのネットワークデバイスにリンクするバックホールネットワークがそれに対応して拡大する。同様に、ネットワーク接続を分散アンテナシステムに提供するために、基地局デバイスを分散アンテナにリンクする拡張通信システムが望ましい。図15に示される等の導波通信システム1500は、代替の、増大した、又は追加のネットワーク接続を可能にするために提供することができ、導波路結合システムは、単線伝送線路(例えば、ユーティリティライン)として動作し、導波路として用いることができ、及び/又は電磁波の伝送を誘導するように他に動作する電線等の伝送媒体上で導波(例えば、表面波)通信を送信及び/又は受信するために提供することができる。 Backhaul networks that link communication cells (eg, microcells and macrocells) to network devices in the core network expand accordingly to provide network connectivity to additional base station devices. Similarly, an extended communication system that links a base station device to a distributed antenna is desirable in order to provide network connectivity to the distributed antenna system. Waveguide communication systems 1500, such as those shown in FIG. 15, can be provided to allow alternative, augmented, or additional network connections, and waveguide coupling systems include single line transmission lines (eg, utilities). It operates as a line), can be used as a waveguide, and / or transmits and / or transmits waveguide (eg, surface wave) communication on a transmission medium such as an electric wire that operates otherwise to induce the transmission of electromagnetic waves. Can be provided for reception.

導波通信システム1500は、中央オフィス1501及び/又はマクロセルサイト1502に通信可能に結合される1つ又は複数の基地局デバイス(例えば、基地局デバイス1504)を含む分散システムの第1のインスタンス1550を含むことができる。基地局デバイス1504は、有線接続(例えば、ファイバ及び/又はケーブル)又は無線接続(例えば、マイクロ波無線接続)によりマクロセルサイト1502及び中央オフィス1501に接続することができる。分散システムの第2のインスタンス1560を用いて、ワイヤレス音声及びデータサービスをモバイルデバイス1522及び住宅及び/又は商用施設1542(本明細書において施設1542と呼ぶ)に提供することができる。システム1500は、図15に示されるように、音声及び/又はデータサービスをモバイルデバイス1522〜1524及び施設1542に提供する分散システムの追加のインスタンス1550及び1560を有することができる。 The waveguide communication system 1500 provides a first instance 1550 of a distributed system comprising one or more base station devices (eg, base station device 1504) communicably coupled to a central office 1501 and / or macrocell site 1502. Can include. The base station device 1504 can be connected to the macrocell site 1502 and the central office 1501 via a wired connection (eg, fiber and / or cable) or a wireless connection (eg, microwave wireless connection). A second instance of the distributed system, 1560, can be used to provide wireless voice and data services to mobile devices 1522 and residential and / or commercial facilities 1542 (referred to herein as facility 1542). System 1500 may have additional instances 1550 and 1560 of a distributed system that provide voice and / or data services to mobile devices 1522-1524 and facilities 1542, as shown in FIG.

マクロセルサイト1502等のマクロセルは、モバイルネットワーク及び基地局デバイス1504への専用接続を有することができ、又は共有することができ、及び/又は他に別の接続を使用することができる。中央オフィス1501を用いてメディアコンテンツを配信し、及び/又はインターネットサービスプロバイダ(ISP)サービスをモバイルデバイス1522〜1524及び施設1542に提供することができる。中央オフィス1501は、メディアコンテンツを衛星1530の集合(そのうちの1つを図15に示す)又は他のコンテンツソースから受信し、分散システムの第1のインスタンス1550及び第2のインスタンス1560を介してそのようなコンテンツをモバイルデバイス1522〜1524及び施設1542に配信することができる。中央オフィス1501は、インターネット1503に通信可能に結合することもでき、それによりインターネットデータサービスをモバイルデバイス1522〜1524及び施設1542に提供する。 Macrocells, such as the macrocell site 1502, can have or share a dedicated connection to the mobile network and base station device 1504, and / or can use another connection. Media content can be distributed using the central office 1501 and / or Internet service provider (ISP) services can be provided to mobile devices 1522-1524 and facilities 1542. The central office 1501 receives media content from a collection of satellites 1530 (one of which is shown in FIG. 15) or another content source and its media content via a first instance 1550 and a second instance 1560 of the distributed system. Such content can be delivered to mobile devices 1522-1524 and facilities 1542. The central office 1501 can also be communicably coupled to the Internet 1503, thereby providing Internet data services to mobile devices 1522-1524 and facilities 1542.

基地局デバイス1504は、電柱1516に搭載又は取り付けることができる。他の実施形態において、基地局デバイス1504は、変圧器の近く及び/又は電力線の近傍の他の場所にあり得る。基地局デバイス1504は、モバイルデバイス1522及び1524のモバイルネットワークへの接続を容易にすることができる。それぞれ電柱1518及び1520に又はそれらの近傍に搭載されるアンテナ1512及び1514は、信号を基地局デバイス1504から受信し、アンテナ1512及び1514が基地局デバイス1504に又はその近傍に配置される場合よりもはるかに広いエリアにわたり、それらの信号をモバイルデバイス1522及び1524に送信することができる。 The base station device 1504 can be mounted or mounted on a utility pole 1516. In other embodiments, the base station device 1504 may be near the transformer and / or elsewhere near the power line. The base station device 1504 can facilitate the connection of the mobile devices 1522 and 1524 to the mobile network. Antennas 1512 and 1514 mounted on or near the electric poles 1518 and 1520, respectively, receive signals from base station device 1504 and are more than where antennas 1512 and 1514 are located at or near base station device 1504. These signals can be transmitted to mobile devices 1522 and 1524 over a much larger area.

図15は、簡単にするために、分散システムの各インスタンス1550及び1560において、3本の電柱を1つの基地局デバイスと共に表示することに留意されたい。他の実施形態において、電柱1516は、より多数の基地局デバイスを有することができ、より多くの電柱が分散アンテナ及び/又は施設1542に繋がれる接続を有する。 Note that FIG. 15 displays three utility poles with one base station device in each instance 1550 and 1560 of the distributed system for simplicity. In other embodiments, the utility pole 1516 may have a larger number of base station devices, with more utility poles having connections connected to distributed antennas and / or facilities 1542.

図1に関連して提示した送信デバイス101又は102等の送信デバイス1506は、電柱1516、1518、及び1520を接続するユーティリティ又は電力線を介して信号を基地局デバイス1504からアンテナ1512及び1514に送信することができる。信号を送信するために、無線ソース及び/又は送信デバイス1506は、基地局デバイス1504からの信号をアップコンバートする(例えば、周波数混合を介して)か、又は基地局デバイス1504からの信号をマイクロ波帯域信号に他に変換し、送信デバイス1506はマイクロ波帯域波を送出し、マイクロ波帯域波は、先の実施形態において説明したように、ユーティリティライン又は他の電線に沿って進行する導波として伝搬する。電柱1518において、別の送信デバイス1508が、導波を受信し(及び任意選択的に、必要又は所望に応じて導波を増幅することができ、又は導波を受信し、再生成するリピーターとして動作することができ)、ユーティリティライン又は他の電線上の導波として転送する。送信デバイス1508は、マイクロ波帯域導波から信号を抽出し、その周波数を下方シフトするか、又は他に元のセルラー帯域周波数(例えば、1.9GHz又は他の規定されるセルラー周波数)又は別のセルラー(又は非セルラー)帯域周波数に変換することもできる。アンテナ1512は、下方シフトされた信号をモバイルデバイス1522にワイヤレス送信することができる。プロセスは、必要又は所望に応じて送信デバイス1510、アンテナ1514、及びモバイルデバイス1524により繰り返すことができる。 The transmitting device 1506, such as the transmitting device 101 or 102 presented in connection with FIG. 1, transmits a signal from the base station device 1504 to the antennas 1512 and 1514 via a utility or power line connecting the utility poles 1516, 1518, and 1520. be able to. To transmit the signal, the radio source and / or transmitting device 1506 upconverts the signal from base station device 1504 (eg, via frequency mixing) or microwaves the signal from base station device 1504. Converted to another band signal, the transmitting device 1506 sends out a microwave band wave, which is as a waveguide traveling along a utility line or other wire as described in the previous embodiment. Propagate. In the utility pole 1518, another transmitting device 1508 can receive the waveguide (and optionally amplify the waveguide as needed or desired, or as a repeater that receives and regenerates the waveguide. Can operate), transfer as waveguide on utility lines or other wires. The transmitting device 1508 extracts a signal from the microwave band waveguide and shifts its frequency downwards, or otherwise the original cellular band frequency (eg, 1.9 GHz or other defined cellular frequency) or another. It can also be converted to a cellular (or non-cellular) band frequency. The antenna 1512 can wirelessly transmit the downwardly shifted signal to the mobile device 1522. The process can be repeated by the transmitting device 1510, the antenna 1514, and the mobile device 1524 as needed or desired.

モバイルデバイス1522及び1524からの伝送は、アンテナ1512及び1514によりそれぞれ受信することもできる。送信デバイス1508及び1510は、セルラー帯域信号をマイクロ波帯域に上方シフトするか又は他に変換し、導波(例えば、表面波又は他の電磁波)伝送として、電力線を介して信号を基地局デバイス1504に送信することができる。 Transmissions from mobile devices 1522 and 1524 can also be received by antennas 1512 and 1514, respectively. The transmitting devices 1508 and 1510 shift the cellular band signal upward to the microwave band or convert it to something else, and transmit the signal over the power line as a waveguide (eg, surface wave or other electromagnetic wave) transmission to the base station device 1504. Can be sent to.

中央オフィス1501により受信されたメディアコンテンツは、基地局デバイス1504を介して分散システムの第2のインスタンス1560に供給し、モバイルデバイス1522及び施設1542に配信することができる。送信デバイス1510は、1つ又は複数の有線接続又は無線インターフェースにより施設1542に繋ぐことができる。1つ又は複数の有線接続は、限定ではなく、電力線、同軸ケーブル、ファイバケーブル、撚り対線ケーブル、導波伝送媒体、又はメディアコンテンツを配信し、及び/又はインターネットサービスを提供する他の適する有線媒体を含むことができる。例示的な実施形態において、送信デバイス1510からの有線接続は、1つ又は複数の対応するサービスエリアインターフェース(SAI − 図示せず)又はペデスタルに配置された1つ又は複数の超高速デジタル加入者線(VDSL)モデムに通信可能に結合することができ、各SAI又はペデスタルは、施設1542の一部にサービスを提供する。VDSLモデムを用いて、施設1542に配置されたゲートウェイ(図示せず)にメディアコンテンツを選択的に配信し、及び/又はインターネットサービスを提供することができる。SAI又はペデスタルは、電力線、同軸ケーブル、ファイバケーブル、撚り対線ケーブル、導波伝送媒体、又は他の適する有線媒体等の有線媒体を介して施設1542に通信可能に結合することもできる。他の例示的な実施形態において、送信デバイス1510は、SAI又はペデスタル等の中間インターフェースなしで施設1542に通信可能に直接結合することができる。 The media content received by the central office 1501 can be supplied to the second instance 1560 of the distributed system via the base station device 1504 and distributed to the mobile device 1522 and the facility 1542. The transmitting device 1510 can be connected to the facility 1542 by one or more wired or wireless interfaces. One or more wired connections are not limited to, but are not limited to, other suitable wired lines, delivering power lines, coaxial cables, fiber cables, twisted pair cables, waveguide transmission media, or media content and / or providing Internet services. Can include media. In an exemplary embodiment, the wired connection from the transmitting device 1510 is one or more corresponding service area interfaces (SAI-not shown) or one or more ultrafast digital subscriber lines located in a pedestal. Can be communicatively coupled to a (VDSL) modem, each SAI or pedestal will service a portion of facility 1542. A VDSL modem can be used to selectively deliver media content to a gateway (not shown) located at facility 1542 and / or provide Internet services. The SAI or pedestal can also be communicably coupled to the facility 1542 via wired media such as power lines, coaxial cables, fiber cables, twisted pair cables, waveguide transmission media, or other suitable wired media. In another exemplary embodiment, the transmitting device 1510 can be communicably directly coupled to the facility 1542 without an intermediate interface such as SAI or pedestal.

別の例示的な実施形態において、システム1500は、ダイバーシティパスを利用することができ、その場合、2つ以上の送電線又は他の電線が電柱1516、1518及び1520間に張り渡され(例えば、電柱1516及び1520間にある2つ以上の電線等)、基地局/マクロセルサイト1502からの冗長伝送が導波として送電線又は他の電線の表面を下流に送信される。送電線又は他の電線は、絶縁又は非絶縁のいずれかであり得、伝送損失を引き起こす環境条件に応じて、結合デバイスは、絶縁又は非絶縁送電線又は他の電線から信号を選択的に受信することができる。その選択は、電線の信号対雑音比の測定値に基づくことができるか、又は特定された気象/環境条件(例えば、水分検出器、気象予報等)に基づくことができる。システム1500と共にダイバーシティパスを使用することは、代替のルーティング能力、負荷バランシング、負荷取扱量の増加、同時の双方向又は同期通信、スペクトル拡散通信等を可能にすることができる。 In another exemplary embodiment, the system 1500 may utilize a diversity path, in which two or more transmission lines or other wires are stretched between utility poles 1516, 1518 and 1520 (eg, for example. Redundant transmission from the base station / macrocell site 1502 (such as two or more wires between utility poles 1516 and 1520) is transmitted downstream on the surface of the transmission line or other wires as a waveguide. The transmission line or other wire can be either insulated or non-insulated, and depending on the environmental conditions that cause transmission loss, the coupling device selectively receives signals from the insulated or non-insulated transmission line or other wire. can do. The choice can be based on measurements of the signal-to-noise ratio of the wire or can be based on identified weather / environmental conditions (eg, moisture detectors, weather forecasts, etc.). Using a diversity path with the system 1500 can enable alternative routing capabilities, load balancing, increased load handling, simultaneous bidirectional or synchronous communication, spectral spread communication, and the like.

図15における送信デバイス1506、1508、及び1510の使用が単なる例であり、他の実施形態において、他の使用が可能であることに留意されたい。例えば、送信デバイスは、基地局デバイスにネットワーク接続を提供するバックホール通信システムで使用することができる。送信デバイス1506、1508、及び1510は、絶縁されるか否かに関係なく、電線を介して導波通信を伝送することが望ましい多くの状況において用いることができる。送信デバイス1506、1508、及び1510は、高電圧を搬送することができる電線との接触がないか、又は物理的及び/又は電気的接触が限られることに起因して、他の結合デバイスよりも優れた改善である。送信デバイスは、誘電体が絶縁体として機能し、安価であり、容易であり、及び/又は複雑性が低い設置を可能にするため、電線に電気的に接触しない限り、電線から離れて(例えば、電線から離間して)配置し、及び/又は電線上に配置することができる。しかし、上述されたように、例えば電線が電話網、ケーブルテレビネットワーク、ブロードバンドデータサービス、光ファイバ通信システム又は低電圧を利用するか、若しくは絶縁された伝送線路を有する他のネットワークに対応する構成では、導電性又は非誘電体結合器を利用することができる。 Note that the use of transmitting devices 1506, 1508, and 1510 in FIG. 15 is merely an example, and other uses are possible in other embodiments. For example, the transmitting device can be used in a backhaul communication system that provides a network connection to the base station device. Transmission devices 1506, 1508, and 1510 can be used in many situations where it is desirable to transmit waveguides over wires, whether insulated or not. Transmitting devices 1506, 1508, and 1510 are more than other coupled devices due to lack of contact with wires capable of carrying high voltages or due to limited physical and / or electrical contact. It's an excellent improvement. The transmitting device should be away from the wire (eg, for example, unless it comes into electrical contact with the wire, so that the dielectric acts as an insulator, allowing for an inexpensive, easy, and / or less complex installation. Can be placed (away from the wires) and / or placed on the wires. However, as mentioned above, in configurations where the wires utilize, for example, telephone networks, cable television networks, broadband data services, fiber optic communication systems or other networks that utilize low voltage or have isolated transmission lines. , Conductive or non-dielectric couplers can be utilized.

実施形態において基地局デバイス1504及びマクロセルサイト1502が例示されるが、他のネットワーク構成も同様に可能であることに更に留意されたい。例えば、アクセスポイント又は他のワイヤレスゲートウェイ等のデバイスを同様に利用して、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク、又は802.11プロトコル、WIMAXプロトコル、超広帯域プロトコル、Bluetooth(登録商標)プロトコル、Zigbeeプロトコル若しくは他のワイヤレスプロトコル等の通信プロトコルに従って動作する他のワイヤレスネットワーク等の他のネットワークの通信範囲を広げることができる。 Although the base station device 1504 and the macrocell site 1502 are exemplified in the embodiment, it should be further noted that other network configurations are possible as well. For example, using devices such as access points or other wireless gateways as well, wireless local area networks, wireless personal area networks, or 802.11 protocols, WIMAX protocols, ultra-broadband protocols, Bluetooth® protocols, Zigbee. The communication range of other networks such as other wireless networks operating according to a communication protocol such as a protocol or another wireless protocol can be expanded.

ここで、図16A及び図16Bを参照すると、電力網通信システムを管理するシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示されている。図16Aを考慮すると、導波路システム1602は、図15に関連して提示したシステム等の導波通信システムで使用するために提示される。導波路システム1602は、センサー1604、電力管理システム1605、少なくとも1つの通信インターフェース205、送受信機210、及び結合器220を含む送信デバイス101又は102を含むことができる。 Here, with reference to FIGS. 16A and 16B, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a system for managing a power grid communication system is shown. Considering FIG. 16A, the waveguide system 1602 is presented for use in a waveguide communication system such as the system presented in connection with FIG. The waveguide system 1602 can include a transmission device 101 or 102 including a sensor 1604, a power management system 1605, at least one communication interface 205, a transmitter / receiver 210, and a coupler 220.

導波路システム1602は、電力線1610に結合されて、本開示において説明される実施形態による導波通信を容易にすることができる。例示的な実施形態において、送信デバイス101又は102は、本開示において説明されるように、電力線1610の表面に沿って長手方向に伝搬する電力線1610の表面上の電磁波を誘導する結合器220を含む。送信デバイス101又は102は、同じ電力線1610上に電磁波を再送し、又は図12及び図13に示されるように、電力線1610間で電磁波をルーティングするリピーターとして機能することもできる。 The waveguide system 1602 can be coupled to the power line 1610 to facilitate waveguide communication according to the embodiments described in the present disclosure. In an exemplary embodiment, the transmitting device 101 or 102 comprises a coupler 220 that induces electromagnetic waves on the surface of the power line 1610 propagating longitudinally along the surface of the power line 1610, as described herein. .. The transmitting device 101 or 102 can also retransmit the electromagnetic wave on the same power line 1610 or function as a repeater for routing the electromagnetic wave between the power lines 1610, as shown in FIGS. 12 and 13.

送信デバイス101又は102は、例えば、元の周波数範囲で動作する信号を結合器に沿って伝搬して、電力線1610の表面に沿って伝搬する対応する導波される電磁波を誘導する搬送波周波数で動作するか、搬送波周波数を示すか、又は搬送波周波数に関連付けられた電磁波にアップコンバートするように構成される送受信機210を含む。搬送波周波数は、電磁波の帯域幅を定義する上限及び下限遮断周波数を有する中心周波数により表すことができる。電力線1610は、導電表面又は絶縁表面を有する電線(例えば、単線又は撚り線)であり得る。送受信機210は、結合器220から信号を受信し、搬送波周波数で動作する電磁波を元の周波数の信号にダウンコンバートすることもできる。 The transmitting device 101 or 102 operates at, for example, a carrier frequency that propagates a signal operating in the original frequency range along a coupler to induce a corresponding waveguided electromagnetic wave propagating along the surface of the power line 1610. Includes a transmitter / receiver 210 that is configured to either indicate carrier frequency, or upconvert to an electromagnetic wave associated with the carrier frequency. The carrier frequency can be represented by a center frequency having upper and lower cutoff frequencies that define the bandwidth of the electromagnetic wave. The power line 1610 can be an electric wire having a conductive or insulating surface (eg, a single wire or a stranded wire). The transmitter / receiver 210 may also receive a signal from the combiner 220 and downconvert an electromagnetic wave operating at a carrier frequency into a signal at the original frequency.

アップコンバートのために送信デバイス101又は102の通信インターフェース205により受信された信号は、限定ではなく、通信インターフェース205の有線又は無線インターフェースを介して中央オフィス1611により供給される信号、通信インターフェース205の有線又は無線インターフェースを介して基地局1614により供給される信号、通信インターフェース205の有線又は無線インターフェースを介して配信するためにモバイルデバイス1620により基地局1614に送信されるワイヤレス信号、通信インターフェース205の有線又は無線インターフェースを介して建物内通信デバイス1618により供給される信号、及び/又は通信インターフェース205のワイヤレス通信範囲にローミングするモバイルデバイス1612により通信インターフェース205に供給されるワイヤレス信号を含むことができる。図12及び図13に示されるように、導波路システム1602がリピーターとして機能する実施形態において、通信インターフェース205は、導波路システム1602に含まれてもよく又は含まれなくてもよい。 The signal received by the communication interface 205 of the transmitting device 101 or 102 for up-conversion is not limited to the signal supplied by the central office 1611 via the wired or wireless interface of the communication interface 205, the wired communication interface 205. Alternatively, a signal supplied by the base station 1614 via a wireless interface, a wired or wireless signal transmitted by the mobile device 1620 to the base station 1614 for distribution via a wired or wireless interface of the communication interface 205, a wired or wired communication interface 205. It can include signals supplied by the in-building communication device 1618 via the wireless interface and / or wireless signals supplied to the communication interface 205 by the mobile device 1612 roaming into the wireless communication range of the communication interface 205. As shown in FIGS. 12 and 13, in an embodiment in which the waveguide system 1602 functions as a repeater, the communication interface 205 may or may not be included in the waveguide system 1602.

電力線1610の表面に沿って伝搬する電磁波は、データペイロードを含み、ネットワーキング情報(1つ又は複数の宛先導波路システム1602を識別するヘッダ情報等)を更に含むデータのパケット又はフレームを含むように変調及びフォーマットすることができる。ネットワーキング情報は、導波路システム1602又は中央オフィス1611、基地局1614、モバイルデバイス1620、若しくは建物内デバイス1618、若しくはそれらの組み合わせ等の発信デバイスにより提供し得る。更に、変調された電磁波は、信号外乱を軽減するために誤り修正データを含むことができる。宛先導波路システム1602は、ネットワーキング情報及び誤り修正データを用いて、宛先導波路システム1602に向けられた伝送を検出し、宛先導波路システム1602に通信可能に結合された受信通信デバイスに向けられた音声及び/又はデータ信号を含む伝送をダウンコンバートし、誤り修正データを用いて処理することができる。 The electromagnetic waves propagating along the surface of the power line 1610 are modulated to include packets or frames of data that include a data payload and further include networking information (such as header information that identifies one or more destination waveguide systems 1602). And can be formatted. Networking information may be provided by transmitting devices such as the waveguide system 1602 or central office 1611, base station 1614, mobile device 1620, or in-building device 1618, or a combination thereof. Further, the modulated electromagnetic wave can include error correction data in order to reduce signal disturbance. The destination waveguide system 1602 uses networking information and error correction data to detect transmissions directed to the destination waveguide system 1602 and directed to a receive communication device communicatively coupled to the destination waveguide system 1602. Transmissions that include voice and / or data signals can be down-converted and processed using error-corrected data.

ここで、導波路システム1602のセンサー1604を参照すると、センサー1604は、温度センサー1604a、外乱検出センサー1604b、エネルギー損失センサー1604c、雑音センサー1604d、振動センサー1604e、環境(例えば、天候)センサー1604f、及び/又はイメージセンサー1604gの1つ又は複数を含むことができる。温度センサー1604aは、周囲温度、送信デバイス101若しくは102の温度、電力線1610の温度、温度差(例えば、設定点若しくはベースラインと比較した送信デバイス101若しくは102及び1610間等)、又はそれらの任意の組み合わせの測定に用いることができる。1つの実施形態において、温度メトリックは、定期的に収集し、基地局1614を経由してネットワーク管理システム1601に報告することができる。 Here, referring to the sensor 1604 of the waveguide system 1602, the sensor 1604 includes a temperature sensor 1604a, a disturbance detection sensor 1604b, an energy loss sensor 1604c, a noise sensor 1604d, a vibration sensor 1604e, an environment (for example, weather) sensor 1604f, and / Or may include one or more of 1604 g of image sensors. The temperature sensor 1604a can be the ambient temperature, the temperature of the transmitting device 101 or 102, the temperature of the power line 1610, the temperature difference (eg, between the transmitting devices 101 or 102 and 1610 compared to the set point or baseline, etc.), or any of them. It can be used to measure combinations. In one embodiment, temperature metrics can be collected on a regular basis and reported to network management system 1601 via base station 1614.

外乱検出センサー1604bは、測定を電力線1610に対して実行して、電力線1610上の電磁波の伝搬を妨げるおそれがある下流外乱の存在を示し得る信号反射等の外乱を検出することができる。信号反射は、例えば、送信デバイス101又は102から下流に配置される電力線1610内の外乱から送信デバイス101又は102に全体的又は部分的に反射する、送信デバイス101又は102により電力線1610上に送信される電磁波から生じる歪みを表すことができる。 The disturbance detection sensor 1604b can perform measurements on the power line 1610 to detect disturbances such as signal reflections that may indicate the presence of downstream disturbances that may interfere with the propagation of electromagnetic waves on the power line 1610. The signal reflection is transmitted on the power line 1610 by the transmission device 101 or 102, which is totally or partially reflected from the disturbance in the power line 1610 located downstream from the transmission device 101 or 102, for example. It can represent the distortion caused by the electromagnetic waves.

信号反射は、電力線1610上の障害物により生じることがある。例えば、木の枝は、電力線1610上に横たわるか、又はコロナ放電を生じさせるおそれがある電力線1610の近傍にあるとき、電磁波反射を生じさせることがある。電磁波反射を生じさせるおそれがある他の障害物としては、限定ではなく、電力線1610に絡まった物体(例えば、衣服、靴紐が電力線1610に巻き付いた靴等)、電力線1610上の腐食堆積物、又は氷の堆積物を挙げることができる。電力網コンポーネントも電力線1610の表面上の電磁波の伝搬を妨げるか、又は邪魔することがある。信号反射を生じさせるおそれがある電力網コンポーネントの例示としては、限定ではなく、変圧器及び継がれる電力線を接続するジョイントが挙げられる。鋭角になった電力線1610も電磁波反射を生じさせるおそれがある。 Signal reflections can be caused by obstacles on the power line 1610. For example, tree branches can cause electromagnetic reflections when lying on power line 1610 or in the vicinity of power line 1610, which can cause corona discharge. Other obstacles that may cause electromagnetic reflections include, but are not limited to, objects entwined in power line 1610 (eg, clothing, shoes with shoelaces wrapped around power line 1610, etc.), corrosion deposits on power line 1610, Alternatively, ice deposits can be mentioned. Power grid components can also interfere with or interfere with the propagation of electromagnetic waves on the surface of power line 1610. Examples of power grid components that can cause signal reflection include, but are not limited to, transformers and joints connecting connected power lines. The acute-angled power line 1610 may also cause electromagnetic wave reflection.

外乱検出センサー1604bは、電磁波反射の大きさを送信デバイス101又は102により送信される元の電磁波の大きさと比較して、電力線1610内の下流外乱が伝送を減衰させる量を特定する回路を含むことができる。外乱検出センサー1604bは、スペクトル分析を反射波に対して実行するスペクトル分析器回路を更に含むことができる。スペクトル分析器回路により生成されるスペクトルデータは、パターン認識、専門家システム、曲線フィッティング、整合フィルタリング、又は他の人工知能、分類、若しくは比較技法を介してスペクトルプロファイルと比較されて、例えば、スペクトルデータに最も密に一致するスペクトルプロファイルに基づいて外乱のタイプを識別することができる。スペクトルプロファイルは、外乱検出センサー1604bのメモリに記憶することができ、又は外乱検出センサー1604bによりリモートアクセス可能であり得る。プロファイルは、電力線1610上で直面する可能性がある異なる外乱をモデリングして、外乱検出センサー1604bが外乱をローカルに識別できるようにするスペクトルデータを含むことができる。既知である場合、外乱の識別は、基地局1614を経由してネットワーク管理システム1601に報告することができる。外乱検出センサー1604bは、送信デバイス101又は102を利用して、電磁波をテスト信号として送信し、電磁波反射の往復時間を特定することもできる。外乱検出センサー1604bにより測定される往復時間を使用して、反射が生じるポイントまで電磁波が進行する距離を計算することができ、それにより、外乱検出センサー1604bは、送信デバイス101又は102から電力線1610上の下流の外乱までの距離を計算することができる。 The disturbance detection sensor 1604b includes a circuit that compares the magnitude of the electromagnetic wave reflection with the magnitude of the original electromagnetic wave transmitted by the transmitting device 101 or 102 to specify the amount of downstream disturbance in the power line 1610 that attenuates the transmission. Can be done. The disturbance detection sensor 1604b can further include a spectrum analyzer circuit that performs spectrum analysis on the reflected wave. Spectral data generated by the spectral analyzer circuit is compared to the spectral profile via pattern recognition, expert systems, curve fitting, matching filtering, or other artificial intelligence, classification, or comparison techniques, eg, spectral data. The type of disturbance can be identified based on the spectral profile that most closely matches. The spectrum profile can be stored in the memory of the disturbance detection sensor 1604b or can be remotely accessed by the disturbance detection sensor 1604b. The profile can include spectral data that models the different disturbances that may be encountered on the power line 1610 and allows the disturbance detection sensor 1604b to identify the disturbances locally. If known, the identification of the disturbance can be reported to the network management system 1601 via base station 1614. The disturbance detection sensor 1604b can also transmit the electromagnetic wave as a test signal by using the transmission device 101 or 102 to specify the round-trip time of the electromagnetic wave reflection. The round-trip time measured by the disturbance detection sensor 1604b can be used to calculate the distance the electromagnetic wave travels to the point of reflection so that the disturbance detection sensor 1604b is on the power line 1610 from the transmitting device 101 or 102. It is possible to calculate the distance to the disturbance downstream of.

計算された距離は、基地局1614を経由してネットワーク管理システム1601に報告することができる。1つの実施形態において、電力線1610上の導波路システム1602の位置は、ネットワーク管理システム1601にとって既知であり得、ネットワーク管理システム1601はその位置を用いて、電力網の既知のトポロジーに基づいて電力線1610上の外乱の位置を特定することができる。別の実施形態において、導波路システム1602は、その位置をネットワーク管理システム1601に提供して、電力線1610上の外乱の位置の特定を支援することができる。導波路システム1602の位置は、導波路システム1602により、導波路システム1602のメモリに記憶された導波路システム1602の予めプログラムされた位置から取得することができ、又は導波路システム1602は、導波路システム1602に含まれるGPS受信機(図示せず)を用いてその位置を特定することができる。 The calculated distance can be reported to the network management system 1601 via base station 1614. In one embodiment, the location of the waveguide system 1602 on the power line 1610 may be known to the network management system 1601, which will be used by the network management system 1601 on the power line 1610 based on the known topology of the power network. The location of the disturbance can be identified. In another embodiment, the waveguide system 1602 can provide its location to the network management system 1601 to assist in locating disturbances on the power line 1610. The location of the waveguide system 1602 can be obtained by the waveguide system 1602 from a pre-programmed position of the waveguide system 1602 stored in the memory of the waveguide system 1602, or the waveguide system 1602 is a waveguide. A GPS receiver (not shown) included in system 1602 can be used to locate it.

電力管理システム1605は、導波路システム1602の上述したコンポーネントにエネルギーを提供する。電力管理システム1605は、太陽電池から、又は電力線1610に結合された変圧器(図示せず)から、又は電力線1610若しくは別の付近の電力線への誘導結合によりエネルギーを受け取ることができる。電力管理システム1605は、予備電池及び/又は超コンデンサ又は一時的な電力を導波路システム1602に提供する他のコンデンサ回路を含むこともできる。エネルギー損失センサー1604cは、導波路システム1602が電力損失状況及び/又は何らかの他の誤作動の発生を有するときを検出するのに使用することができる。例えば、エネルギー損失センサー1604cは、太陽電池の欠陥、太陽電池を誤作動させる太陽電池への妨げ、電力線1610上の電力損失に起因する電力損失があるとき及び/又は予備電池の期限切れ又は超コンデンサでの検出可能な欠陥に起因して予備電力系統が誤作動するときを検出することができる。誤作動及び/又は電力損失が生じる場合、エネルギー損失センサー1604cは、基地局1614を経由してネットワーク管理システム1601に通知することができる。 The power management system 1605 provides energy to the aforementioned components of the waveguide system 1602. The power management system 1605 can receive energy from a solar cell, from a transformer coupled to power line 1610 (not shown), or by induction coupling to power line 1610 or another nearby power line. The power management system 1605 may also include a spare battery and / or a supercapacitor or other capacitor circuit that provides temporary power to the waveguide system 1602. The energy loss sensor 1604c can be used to detect when the waveguide system 1602 has a power loss situation and / or the occurrence of some other malfunction. For example, the energy loss sensor 1604c can be used when there is a defect in the solar cell, a hindrance to the solar cell causing the solar cell to malfunction, a power loss due to a power loss on the power line 1610 and / or a spare battery expired or a supercapacitor. It is possible to detect when the standby power system malfunctions due to a detectable defect in. In the event of a malfunction and / or power loss, the energy loss sensor 1604c can notify the network management system 1601 via base station 1614.

雑音センサー1604dは、電力線1610上の電磁波の伝送に悪影響を及ぼすおそれがある電力線1610上の雑音を測定するのに使用することができる。雑音センサー1604dは、予期されない電磁干渉、雑音バースト、又は電力線1610の表面上での変調電磁波の受信を妨げるおそれがある他の外乱源を検知することができる。雑音バーストは、例えば、コロナ放電又は他の雑音源により生じる可能性がある。雑音センサー1604dは、パターン認識、専門家システム、曲線フィッティング、整合フィルタリング、又は他の人工知能、分類、若しくは比較技法を介して、測定された雑音を、雑音プロファイルの内部データベース又は雑音プロファイルを記憶するリモートに配置されたデータベースから導波路システム1602により取得される雑音プロファイルと比較することができる。比較から、雑音センサー1604dは、例えば、測定された雑音への最も密な一致を提供する雑音プロファイルに基づいて雑音源(例えば、コロナ放電等)を識別することができる。雑音センサー1604dは、ビットエラーレート、パケット損失率、ジッタ、パケット再送要求等の伝送メトリックを測定することにより、雑音が伝送にどのように影響するかを検出することもできる。雑音センサー1604dは、基地局1614を経由して、中でも特に雑音源の識別情報、雑音の発生時刻、及び伝送メトリックをネットワーク管理システム1601に報告することができる。 The noise sensor 1604d can be used to measure noise on the power line 1610, which may adversely affect the transmission of electromagnetic waves on the power line 1610. The noise sensor 1604d can detect unexpected electromagnetic interference, noise bursts, or other sources of disturbance that may interfere with the reception of modulated electromagnetic waves on the surface of the power line 1610. Noise bursts can be caused, for example, by corona discharges or other noise sources. The noise sensor 1604d stores the measured noise through an internal database of noise profiles or noise profiles via pattern recognition, expert systems, curve fitting, matching filtering, or other artificial intelligence, classification, or comparison techniques. It can be compared with the noise profile obtained by the waveguide system 1602 from a remotely located database. From comparison, the noise sensor 1604d can identify a noise source (eg, corona discharge, etc.) based on, for example, a noise profile that provides the closest match to the measured noise. The noise sensor 1604d can also detect how noise affects transmission by measuring transmission metrics such as bit error rate, packet loss rate, jitter, and packet retransmission requests. The noise sensor 1604d can report, among other things, noise source identification information, noise generation time, and transmission metrics to the network management system 1601 via base station 1614.

振動センサー1604eは、電力線1610上の2D又は3D振動を検出する加速度計及び/又はジャイロスコープを含むことができる。振動は、パターン認識、専門家システム、曲線フィッティング、整合フィルタリング、又は他の人工知能、分類、若しくは比較技法を介して導波路システム1602にローカルに記憶するか、又はリモートデータベースから導波路システム1602により取得することができる振動プロファイルと比較することができる。振動プロファイルを用いて、例えば、測定された振動への最も密な一致を提供する振動プロファイルに基づいて、例えば、倒木を突風から区別することができる。この分析の結果は、振動センサー1604eにより基地局1614を経由してネットワーク管理システム1601に報告することができる。 The vibration sensor 1604e can include an accelerometer and / or a gyroscope that detects 2D or 3D vibration on the power line 1610. Vibrations are stored locally in the waveguide system 1602 via pattern recognition, expert systems, curve fitting, matching filtering, or other artificial intelligence, classification, or comparison techniques, or from a remote database by the waveguide system 1602. It can be compared with the vibration profile that can be obtained. Vibration profiles can be used, for example, to distinguish fallen trees from gusts, for example, based on a vibration profile that provides the closest match to the measured vibration. The result of this analysis can be reported to the network management system 1601 via the base station 1614 by the vibration sensor 1604e.

環境センサー1604fは、中でも特に大気圧、周囲温度(温度センサー1604aにより提供することができる)、風速、湿度、風向き、及び降雨を測定する測定器(barometer)を含むことができる。環境センサー1604fは、生の情報を収集し、パターン認識、専門家システム、知識ベースのシステム、又は他の人工知能、分類、若しくは他の天候モデリング及び予測技法を介して、これを、導波路システム1602のメモリ又はリモートデータベースから取得することができる環境プロファイルと比較することによりこの情報を処理して、気象状況が生じる前にその気象状況を予測することができる。環境センサー1604fは、生のデータ及びその分析をネットワーク管理システム1601に報告することができる。 The environmental sensor 1604f can include, among other things, a barometer that measures atmospheric pressure, ambient temperature (which can be provided by the temperature sensor 1604a), wind speed, humidity, wind direction, and rainfall. The environmental sensor 1604f collects raw information and uses it through pattern recognition, expert systems, knowledge base systems, or other artificial intelligence, classification, or other weather modeling and prediction techniques. This information can be processed by comparing with an environment profile that can be obtained from the memory of 1602 or a remote database to predict the weather conditions before they occur. The environmental sensor 1604f can report the raw data and its analysis to the network management system 1601.

イメージセンサー1604gは、導波路システム1602の近傍の画像を捕捉するデジタルカメラ(例えば、電荷結合素子又はCCDイメージャ、赤外線カメラ等)であり得る。イメージセンサー1604gは、複数の視点(例えば、上面、下面、左面、右面等)から電力線1610を検査するようにカメラの移動(例えば、実際の位置又は焦点/ズーム)を制御する電気機械的機構を含むことができる。代替的に、イメージセンサー1604gは、複数の視点を取得するために電気機械的機構が必要ないように設計することができる。イメージセンサー1604gにより生成されたイメージングデータの収集及び検索は、ネットワーク管理システム1601により制御することができ、又はイメージセンサー1604gにより自律的に収集し、ネットワーク管理システム1601に報告することができる。 The image sensor 1604g can be a digital camera (eg, a charge coupling element or CCD imager, an infrared camera, etc.) that captures an image in the vicinity of the waveguide system 1602. The image sensor 1604g provides an electromechanical mechanism that controls camera movement (eg, actual position or focus / zoom) to inspect power lines 1610 from multiple viewpoints (eg, top, bottom, left, right, etc.). Can include. Alternatively, the image sensor 1604g can be designed so that no electromechanical mechanism is required to acquire multiple viewpoints. The collection and retrieval of imaging data generated by the image sensor 1604g can be controlled by the network management system 1601 or can be autonomously collected by the image sensor 1604g and reported to the network management system 1601.

導波路システム1602は、電力線1610(又は任意の他の形態の電磁波伝送媒体)上の電磁波伝送の伝搬を妨げる可能性がある外乱の検出、予測、及び/又は軽減を目的として、導波路システム1602及び/又は電力線1610に関連付けられたテレメトリ情報を収集するのに適する可能性がある他のセンサーを利用することができる。 The waveguide system 1602 is intended to detect, predict, and / or mitigate disturbances that may interfere with the propagation of electromagnetic transmission over power line 1610 (or any other form of electromagnetic transmission medium). Other sensors that may be suitable for collecting telemetry information associated with and / or power line 1610 can be utilized.

ここで、図16Bを参照すると、ブロック図1650は、本明細書において説明される種々の態様による、電力網1653を管理するシステム及びそれに組み込まれるか、又は関連付けられる通信システム1655の一例の非限定的な実施形態が示されている。通信システム1655は、電力網1653の電力線1610に結合される複数の導波路システム1602を含む。通信システム1655内で使用される導波路システム1602の少なくとも一部分は、基地局1614及び/又はネットワーク管理システム1601と直接通信することができる。基地局1614又はネットワーク管理システム1601に直接接続されない導波路システム1602は、基地局1614又はネットワーク管理システム1601に接続された他の下流導波路システム1602を経由して、基地局1614又はネットワーク管理システム1601のいずれかとの通信セッションに従事することができる。 Here, with reference to FIG. 16B, block diagram 1650 is a non-limiting example of a system managing the power grid 1653 and a communication system 1655 incorporated or associated with it, according to the various aspects described herein. Embodiments are shown. The communication system 1655 includes a plurality of waveguide systems 1602 coupled to the power line 1610 of the power grid 1653. At least a portion of the waveguide system 1602 used within the communication system 1655 can communicate directly with the base station 1614 and / or the network management system 1601. The waveguide system 1602, which is not directly connected to the base station 1614 or the network management system 1601, passes through the base station 1614 or another downstream waveguide system 1602 connected to the network management system 1601 to the base station 1614 or the network management system 1601. Can engage in communication sessions with any of.

ネットワーク管理システム1601は、ユーティリティ企業1652の機器及び通信サービスプロバイダ1654の機器に通信可能に結合されて、電力網1653及び通信システム1655に関連付けられたステータス情報を各エンティティにそれぞれ提供することができる。ネットワーク管理システム1601、ユーティリティ企業1652の機器、及び通信サービスプロバイダ1654は、ステータス情報を提供し、及び/又は電力網1653及び/又は通信システム1655の管理に人員を向けるために、ユーティリティ企業人員1656により利用される通信デバイス及び/又は通信サービスプロバイダ人員1658により利用される通信デバイスにアクセスすることができる。 The network management system 1601 can be communicably coupled to the equipment of the utility company 1652 and the equipment of the communication service provider 1654 to provide status information associated with the power network 1653 and communication system 1655 to each entity. The network management system 1601, the equipment of the utility company 1652, and the communication service provider 1654 are used by the utility company personnel 1656 to provide status information and / or to direct personnel to the management of the power network 1653 and / or the communication system 1655. The communication device and / or the communication device used by the communication service provider personnel 1658 can be accessed.

図17Aは、図16A及び図16Bのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法1700の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。方法1700は、ステップ1702において開始することができ、導波路システム1602は、電力線1610の表面に沿って進行する変調された電磁波又は別のタイプの電磁波に埋め込まれるか、若しくはその部分を形成するメッセージを送受信する。メッセージは、音声メッセージ、ストリーミングビデオ、及び/又は通信システム1655に通信可能に結合される通信デバイス間で交換される他のデータ/情報であり得る。ステップ1704において、導波路システム1602のセンサー1604は、検知データを収集することができる。一実施形態において、検知データは、ステップ1702におけるメッセージの送信及び/又は受信の前、その間、又はその後にステップ1704において収集することができる。ステップ1706において、導波路システム1602(又はセンサー1604自体)は、検知データから、導波路システム1602から発せられた(例えば、送信された)又は導波路システム1602により受信される通信に影響を及ぼす可能性がある通信システム1655内の外乱の実際の発生又は予測される発生を特定することができる。導波路システム1602(又はセンサー1604)は、温度データ、信号反射データ、エネルギー損失データ、雑音データ、振動データ、環境データ、又はそれらの任意の組み合わせを処理してこの特定を行うことができる。導波路システム1602(又はセンサー1604)は、通信システム1655における外乱の原因及び/又はその位置を検出、識別、推定、又は予測することもできる。ステップ1708において、外乱が検出/識別されず、また予測/推定されない場合、導波路システム1602はステップ1702に進むことができ、電力線1610の表面に沿って進行する変調された電磁波に組み込まれるか、又はその一部を形成するメッセージを引き続き送受信する。 FIG. 17A shows a flow diagram of an example of a non-limiting embodiment of Method 1700 that detects and mitigates disturbances that occur in the communication networks of the systems of FIGS. 16A and 16B. Method 1700 can be initiated in step 1702, where the waveguide system 1602 is embedded in or forms part of a modulated electromagnetic wave or another type of electromagnetic wave traveling along the surface of the power line 1610. To send and receive. The message can be a voice message, streaming video, and / or other data / information exchanged between communication devices communicatively coupled to communication system 1655. In step 1704, the sensor 1604 of the waveguide system 1602 can collect the detection data. In one embodiment, the detection data can be collected in step 1704 before, during, or after the transmission and / or reception of the message in step 1702. In step 1706, the waveguide system 1602 (or the sensor 1604 itself) can affect the communication originating from (eg, transmitted) or received by the waveguide system 1602 from the detection data. It is possible to identify the actual or expected occurrence of disturbances within a sexual communication system 1655. The waveguide system 1602 (or sensor 1604) can process temperature data, signal reflection data, energy loss data, noise data, vibration data, environmental data, or any combination thereof to make this identification. The waveguide system 1602 (or sensor 1604) can also detect, identify, estimate, or predict the cause and / or its location of disturbances in communication system 1655. If the disturbance is not detected / identified and predicted / estimated in step 1708, the waveguide system 1602 can proceed to step 1702 and be incorporated into a modulated electromagnetic wave traveling along the surface of the power line 1610. Or continue to send and receive messages that form part of it.

ステップ1708において、外乱が検出/識別されるか、又は発生が予測/推定される場合、導波路システム1602はステップ1710に進み、外乱が通信システム1655におけるメッセージの送信又は受信に悪影響を及ぼす可能性があるか否か(又は代替的に、悪影響を及ぼす傾向があるか否か、又は悪影響を及ぼす可能性がある程度)を判断する。1つの実施形態において、持続時間閾値及び発生頻度閾値をステップ1710において用いて、外乱が通信システム1655における通信に悪影響を及ぼすときを特定することができる。単に例示を目的として、持続時間閾値が500msに設定され、一方、発生頻度閾値が、10秒の観測期間中に5回の外乱発生に設定されると仮定する。したがって、500msよりも長い持続時間を有する外乱は、持続時間閾値をトリガーする。更に、10秒の時間間隔中に6回以上発生する外乱は、発生頻度閾値をトリガーする。 If the disturbance is detected / identified or the occurrence is predicted / estimated in step 1708, the waveguide system 1602 proceeds to step 1710, where the disturbance may adversely affect the transmission or reception of messages in communication system 1655. Determine if there is (or, alternative, is or is likely to have an adverse effect). In one embodiment, the duration threshold and the frequency threshold can be used in step 1710 to identify when disturbances adversely affect communication in communication system 1655. For illustrative purposes only, it is assumed that the duration threshold is set to 500 ms, while the frequency threshold is set to 5 disturbances during the 10 second observation period. Therefore, disturbances with a duration longer than 500 ms trigger a duration threshold. Furthermore, disturbances that occur more than 6 times during a time interval of 10 seconds trigger an occurrence frequency threshold.

1つの実施形態において、外乱は、持続時間閾値のみを超える場合、通信システム1655における信号完全性に悪影響を及ぼすと見なすことができる。別の実施形態において、外乱は、持続時間閾値及び発生頻度閾値の両方を超える場合、通信システム1655における信号完全性に悪影響を及ぼすと見なすことができる。したがって、通信システム1655における信号完全性に悪影響を及ぼす外乱の分類に関して、後者の実施形態は、前者の実施形態よりも保守的である。例示的な実施形態により、多くの他のアルゴリズム並びに関連するパラメータ及び閾値をステップ1710で利用し得ることが理解されよう。 In one embodiment, disturbances can be considered to adversely affect signal integrity in communication system 1655 if only the duration threshold is exceeded. In another embodiment, disturbances can be considered to adversely affect signal integrity in communication system 1655 if both duration and frequency thresholds are exceeded. Therefore, the latter embodiment is more conservative than the former embodiment with respect to the classification of disturbances that adversely affect signal integrity in communication system 1655. It will be appreciated that by way of exemplary embodiments, many other algorithms and related parameters and thresholds may be utilized in step 1710.

再び方法1700を参照すると、ステップ1710において、ステップ1708において検出された外乱が、悪影響を受ける通信の条件を満たさない(例えば、持続時間閾値も発生頻度閾値も超えない)場合、導波路システム1602はステップ1702に進み、メッセージの処理を続けることができる。例えば、ステップ1708において検出された外乱が、1msの持続時間及び10秒の時間期間中に1回の発生を有する場合、いずれの閾値も超えない。したがって、そのような外乱は、通信システム1655における信号完全性に対してわずかにのみ影響するものとして見なすことができ、したがって軽減が必要な外乱としてフラグ付けられない。フラグ付けられないが、外乱の発生、その発生時刻、その発生頻度、スペクトルデータ、及び/又は他の有用情報は、モニタリングを目的として、テレメトリデータとしてネットワーク管理システム1601に報告することができる。 Referring again to method 1700, in step 1710, if the disturbance detected in step 1708 does not meet the adverse communication conditions (eg, neither the duration threshold nor the frequency threshold is exceeded), the waveguide system 1602 Step 1702 can be taken to continue processing the message. For example, if the disturbance detected in step 1708 has a duration of 1 ms and one occurrence during a time period of 10 seconds, neither threshold is exceeded. Therefore, such disturbances can be considered as having only a slight effect on signal integrity in communication system 1655 and are therefore not flagged as disturbances that need mitigation. Although not flagged, the occurrence of disturbances, their time of occurrence, their frequency of occurrence, spectral data, and / or other useful information can be reported to the network management system 1601 as telemetry data for monitoring purposes.

再びステップ1710を参照すると、他方では、外乱が、悪影響を受ける通信の条件を満たす(例えば、いずれか一方又は両方の閾値を超える)場合、導波路システム1602はステップ1712に進み、インシデントをネットワーク管理システム1601に報告することができる。報告は、センサー1604により収集された生の検知データ、導波路システム1602により既知の場合、外乱の記述、外乱の発生時刻、外乱の発生頻度、外乱に関連付けられた位置、ビットレートエラー、パケット損失率、再送要求、ジッタ、待ち時間等のパラメータ読み取り値等を含むことができる。外乱が導波路システム1602の1つ又は複数のセンサーによる予測に基づく場合、報告は、予期される外乱のタイプ及び予測可能な場合、外乱の予測発生時刻、及び予測が導波路システム1602のセンサー1604により収集された過去検知データに基づく場合、予測される外乱の予測発生頻度を含むことができる。 Seeing step 1710 again, on the other hand, if the disturbance meets the adversely affected communication conditions (eg, exceeding one or both thresholds), the waveguide system 1602 proceeds to step 1712 to network the incident. It can be reported to system 1601. The report is the raw detection data collected by the sensor 1604, the description of the disturbance, the time of occurrence of the disturbance, the frequency of occurrence of the disturbance, the location associated with the disturbance, the bit rate error, the packet loss, if known by the waveguide system 1602. It can include parameter readings such as rate, retransmission request, jitter, wait time and the like. If the disturbance is based on predictions by one or more sensors of the waveguide system 1602, the report will report the type of disturbance expected and, if predictable, the predicted occurrence time of the disturbance, and the prediction will be the sensor 1604 of the waveguide system 1602. Based on the past detection data collected by, it can include the predicted frequency of occurrence of the predicted disturbance.

ステップ1714において、ネットワーク管理システム1601は、軽減、迂回、又は修正技法を決定することができ、技法は、外乱の位置を特定することができる場合、トラフィックを再ルーティングして、外乱を迂回するように導波路システム1602に指示することを含み得る。1つの実施形態において、外乱を検出する導波路結合デバイス1402は、外乱による影響を受ける一次電力線から二次電力線に導波路システム1602を接続して、導波路システム1602がトラフィックを異なる伝送媒体に再ルーティングし、外乱を回避できるようにするように、図13及び図14に示される等のリピーターを指示することができる。導波路システム1602がリピーターとして構成される一実施形態において、導波路システム1602は、それ自体、一次電力線から二次電力線へのトラフィックの再ルーティングを実行することができる。双方向通信(例えば、全二重又は半二重通信)の場合、リピーターは、導波路システム1602による処理のために、トラフィックを二次電力線から再び一次電力線に再ルーティングするように構成し得ることに更に留意されたい。 In step 1714, the network management system 1601 can determine a mitigation, bypass, or remediation technique so that the technique reroutes traffic and bypasses the disturbance if it can locate the disturbance. May include instructing the waveguide system 1602. In one embodiment, the waveguide coupling device 1402 that detects the disturbance connects the waveguide system 1602 from the primary power line affected by the disturbance to the secondary power line, and the waveguide system 1602 retransmits the traffic to a different transmission medium. Repeaters, such as those shown in FIGS. 13 and 14, can be instructed to route and avoid disturbances. In one embodiment in which the waveguide system 1602 is configured as a repeater, the waveguide system 1602 can itself perform rerouting of traffic from the primary power line to the secondary power line. For bidirectional communication (eg, full-duplex or half-duplex communication), the repeater may be configured to reroute traffic from the secondary power line back to the primary power line for processing by the waveguide system 1602. Please pay more attention to.

別の実施形態において、導波路システム1602は、外乱を回避するようにトラフィックを一次電力線から二次電力線に一時的にリダイレクトし、且つ一次電力線に戻るように外乱の上流にある第1のリピーター及び外乱の下流にある第2のリピーターに指示することにより、トラフィックをリダイレクトすることができる。双方向通信(例えば、全二重又は半二重通信)の場合、リピーターは、トラフィックを二次電力線から再び一次電力線に再ルーティングするように構成し得ることに更に留意されたい。 In another embodiment, the waveguide system 1602 temporarily redirects traffic from the primary power line to the secondary power line to avoid disturbance, and a first repeater and upstream of the disturbance to return to the primary power line. Traffic can be redirected by directing a second repeater downstream of the disturbance. It should be further noted that in the case of two-way communication (eg, full-duplex or half-duplex communication), the repeater may be configured to reroute the traffic from the secondary line to the primary line again.

二次電力線で生じている既存の通信セッションへの割り込みを回避するために、ネットワーク管理システム1601は、二次電力線の未使用タイムスロット及び/又は周波数帯域を利用して、データ及び/又は音声トラフィックを一次電力線から離れてリダイレクトし、外乱を迂回するようにリピーターに命令するように導波路システム1602に指示することができる。 To avoid interruptions to existing communication sessions occurring on the secondary power line, the network management system 1601 utilizes the unused time slots and / or frequency bands of the secondary power line for data and / or voice traffic. Can be instructed to redirect the waveguide system 1602 away from the primary power line and instruct the repeater to bypass the disturbance.

ステップ1716において、外乱を回避するために、トラフィックが再ルーティングされている間、ネットワーク管理システム1601は、ユーティリティ企業1652の機器及び/又は通信サービスプロバイダ1654の機器に、検出された外乱及び既知である場合にはその位置を通知することができ、これらの機器は、次にユーティリティ企業1656の人員及び/又は通信サービスプロバイダ1658の人員に通知することができる。いずれかの当事者からの現場の人員は、特定された外乱位置において外乱に対応し、解決することができる。外乱がユーティリティ企業の人員及び/又は通信サービスプロバイダの人員によりなくなるか又は他に軽減されると、そのような人員は、現場の機器(例えば、ネットワーク管理システム1601に通信可能に結合されるラップトップコンピューター、スマートフォン等)、及び/又はユーティリティ企業の機器、及び/又は通信サービスプロバイダの機器を利用して、各企業及び/又はネットワーク管理システム1601に通知することができる。通知は、外乱がどのように軽減されたか及び通信システム1655のトポロジーを変更する可能性がある電力線1610への任意の変更の記述を含むことができる。 In step 1716, while the traffic is being rerouted to avoid disturbances, the network management system 1601 is detected and known to the equipment of utility company 1652 and / or the equipment of communication service provider 1654. If so, the location can be notified and these devices can then notify the personnel of the utility company 1656 and / or the personnel of the communications service provider 1658. On-site personnel from either party may respond to and resolve the disturbance at the identified disturbance location. When the disturbance is eliminated or otherwise mitigated by the personnel of the utility company and / or the personnel of the communication service provider, such personnel are communicably coupled to the equipment in the field (eg, network management system 1601). Computers, smartphones, etc.) and / or the equipment of utility companies and / or the equipment of communication service providers can be used to notify each company and / or network management system 1601. The notification can include a description of how the disturbance was mitigated and any changes to the power line 1610 that may change the topology of communication system 1655.

外乱が解決されると(判断1718において判断されるように)、ネットワーク管理システム1601は、導波路システム1602により使用された前のルーティング構成を復元するか、又は外乱の軽減に用いられた復元方法により通信システム1655の新しいネットワークトポロジーが生成された場合、新しいルーティング構成に従ってトラフィックをルーティングするように、ステップ1720において導波路システム1602に指示することができる。別の実施形態において、導波路システム1602は、テスト信号を電力線1610上に送信して、外乱がなくなったときを検出することにより、外乱の軽減をモニタリングするように構成することができる。導波路システム1602は、外乱がないことを検出すると、通信システム1655のネットワークトポロジーが変更されていないと判断する場合、ネットワーク管理システム1601による支援なしでルーティング構成を自律的に復元することができ、又は検出された新しいネットワークトポロジーに適合する新しいルーティング構成を利用することができる。 When the disturbance is resolved (as determined in Judgment 1718), the network management system 1601 restores the previous routing configuration used by the waveguide system 1602, or the restoration method used to mitigate the disturbance. If a new network topology for communication system 1655 is generated by, the waveguide system 1602 can be instructed in step 1720 to route traffic according to the new routing configuration. In another embodiment, the waveguide system 1602 can be configured to monitor disturbance mitigation by transmitting a test signal over power line 1610 to detect when the disturbance is gone. When the waveguide system 1602 detects that there is no disturbance and determines that the network topology of the communication system 1655 has not been changed, the routing configuration can be autonomously restored without the assistance of the network management system 1601. Alternatively, a new routing configuration that matches the new discovered network topology can be utilized.

図17Bは、図16A及び図16Bのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出及び軽減する方法1750の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。1つの実施形態では、方法1750はステップ1752において開始することができ、ネットワーク管理システム1601は、ユーティリティ企業1652の機器又は通信サービスプロバイダ1654の機器から保守計画に関連付けられた保守情報を受信する。ネットワーク管理システム1601は、ステップ1754において、保守情報から、保守計画中に実行される保守活動を識別することができる。これらの活動から、ネットワーク管理システム1601は、保守から生じる外乱(例えば、電力線1610の計画された交換、電力線1610上の導波路システム1602の計画された交換、電力網1653内の電力線1610の計画された再構成等)を検出することができる。 FIG. 17B shows a flow diagram of a non-limiting embodiment of an example of method 1750 that detects and mitigates disturbances that occur in the communication networks of the systems of FIGS. 16A and 16B. In one embodiment, method 1750 can be initiated in step 1752, where the network management system 1601 receives maintenance information associated with the maintenance plan from the equipment of utility company 1652 or the equipment of communication service provider 1654. In step 1754, the network management system 1601 can identify the maintenance activities performed during the maintenance plan from the maintenance information. From these activities, the network management system 1601 was designed for disturbances resulting from maintenance (eg, planned replacement of power line 1610, planned replacement of waveguide system 1602 on power line 1610, planned replacement of power line 1610 in power grid 1653. Reconstruction, etc.) can be detected.

別の実施形態において、ネットワーク管理システム1601は、ステップ1755において、テレメトリ情報を1つ又は複数の導波路システム1602から受信することができる。テレメトリ情報は、中でも特にテレメトリ情報を提出する各導波路システム1602の識別情報、各導波路システム1602のセンサー1604により取られた測定値、各導波路システム1602のセンサー1604により検出されたか、予測されたか、推定されたか、又は実際の外乱に関連する情報、各導波路システム1602に関連付けられた位置情報、検出された外乱の推定位置、外乱の識別情報等を含むことができる。ネットワーク管理システム1601は、テレメトリ情報から、導波路の動作、電線表面に沿った電磁波の伝送、又は両方に不利である可能性がある外乱のタイプを特定することができる。ネットワーク管理システム1601は、複数の導波路システム1602からのテレメトリ情報を用いて外乱を分離し識別することもできる。更に、ネットワーク管理システム1601は、影響を受けた導波路システム1602の近傍にある導波路システム1602からテレメトリ情報を要求して、外乱の位置を三角測量で特定し、及び/又は他の導波路システム1602から同様のテレメトリ情報を受信することにより外乱の識別を確認することができる。 In another embodiment, the network management system 1601 can receive telemetry information from one or more waveguide systems 1602 in step 1755. The telemetry information is, among other things, the identification information of each waveguide system 1602 that submits the telemetry information, the measured value taken by the sensor 1604 of each waveguide system 1602, and whether it is detected or predicted by the sensor 1604 of each waveguide system 1602. It can include information related to the estimated or actual disturbance, position information associated with each waveguide system 1602, estimated location of the detected disturbance, disturbance identification information, and the like. From the telemetry information, the network management system 1601 can identify the type of disturbance that may be detrimental to the operation of the waveguide, the transmission of electromagnetic waves along the wire surface, or both. The network management system 1601 can also use telemetry information from the plurality of waveguide systems 1602 to separate and identify disturbances. In addition, the network management system 1601 requests telemetry information from the waveguide system 1602 in the vicinity of the affected waveguide system 1602 to locate the disturbance by triangulation and / or other waveguide systems. Disturbance identification can be confirmed by receiving similar telemetry information from 1602.

更に別の実施形態において、ネットワーク管理システム1601は、ステップ1756において、非計画活動報告を保守現場人員から受信することができる。非計画保守は、計画されない現場の呼び出しの結果として、又は現場での呼び出し中又は計画された保守活動中に発見された予期されない現場の問題の結果として行うことができる。活動報告は、通信システム1655及び/又は電力網1653において発見された問題に現場の人員が対処したことから生じる電力網1653のトポロジー構成への変更、1つ又は複数の導波路システム1602への変更(その交換又は修理等)、外乱がある場合に実行される外乱の軽減等を識別することができる。 In yet another embodiment, the network management system 1601 can receive an unplanned activity report from maintenance site personnel in step 1756. Unplanned maintenance can be performed as a result of unplanned site calls or as a result of unexpected site problems found during on-site calls or planned maintenance activities. The activity report is a change to the topology configuration of the power grid 1653 resulting from the field personnel addressing problems found in the communication system 1655 and / or the power grid 1653 (its change to one or more waveguide systems 1602). (Replacement or repair, etc.), mitigation of disturbance to be performed in the event of disturbance, etc. can be identified.

ステップ1758において、ネットワーク管理システム1601は、ステップ1752〜1756に従って受信する報告から、保守計画に基づいて外乱が生じるか否か、又はテレメトリデータに基づいて、外乱が生じたか否か若しくは生じると予測されるか否か、又は外乱が現場活動報告で識別される非計画保守に起因して生じたか否かを判断することができる。これらの任意の報告から、ネットワーク管理システム1601は、検出又は予測される外乱が、影響を受ける導波路システム1602又は通信システム1655の他の導波路システム1602によるトラフィックの再ルーティングを必要とするか否かを判断することができる。 In step 1758, the network management system 1601 predicts from the reports received in accordance with steps 1752-1756 whether or not a disturbance has occurred based on the maintenance plan, or whether or not a disturbance has occurred based on telemetry data. It can be determined whether or not the disturbance was caused by unplanned maintenance identified in the field activity report. From these optional reports, the network management system 1601 determines whether the detected or predicted disturbance requires rerouting of traffic by the affected waveguide system 1602 or another waveguide system 1602 of communication system 1655. Can be determined.

ステップ1758において外乱が検出又は予測される場合、ネットワーク管理システム1601はステップ1760に進むことができ、ネットワーク管理システム1601は、外乱を迂回するようトラフィックを再ルーティングするように1つ又は複数の導波路システム1602に指示することができる。外乱が電力網1653の永久的なトポロジー変更に起因して永久的である場合、ネットワーク管理システム1601はステップ1770に進み、ステップ1762、1764、1766、及び1772をスキップすることができる。ステップ1770において、ネットワーク管理システム1601は、新しいトポロジーに適合する新しいルーティング構成を用いるように1つ又は複数の導波路システム1602に指示することができる。しかし、外乱が1つ又は複数の導波路システム1602により供給されるテレメトリ情報から検出された場合、ネットワーク管理システム1601は、ユーティリティ企業1656又は通信サービスプロバイダ1658の保守人員に外乱の位置、既知である場合には外乱のタイプ、及びそのような人員が外乱を軽減するのに有用である可能性がある関連情報を通知することができる。外乱が保守活動に起因すると予期される場合、ネットワーク管理システム1601は、保守計画中の保守活動により生じる外乱を回避するよう所与の計画(保守計画と一貫する)でトラフィックルートを再構成するように1つ又は複数の導波路システム1602に指示することができる。 If a disturbance is detected or predicted in step 1758, the network management system 1601 can proceed to step 1760 and the network management system 1601 has one or more waveguides to reroute the traffic to bypass the disturbance. You can instruct system 1602. If the disturbance is permanent due to a permanent topology change in the power grid 1653, the network management system 1601 can proceed to step 1770 and skip steps 1762, 1764, 1766, and 1772. At step 1770, the network management system 1601 can instruct one or more waveguide systems 1602 to use a new routing configuration that fits the new topology. However, if the disturbance is detected from the telemetry information provided by one or more waveguide systems 1602, the network management system 1601 is known to the maintenance personnel of the utility company 1656 or the communications service provider 1658 of the location of the disturbance. In some cases, the type of disturbance and relevant information that such personnel may be useful in mitigating the disturbance can be notified. If the disturbance is expected to be due to maintenance activity, network management system 1601 should reconfigure the traffic route with a given plan (consistent with the maintenance plan) to avoid the disturbance caused by the maintenance activity during the maintenance plan. Can be directed to one or more waveguide systems 1602.

再びステップ1760に戻り、ステップ1760が完了すると、プロセスはステップ1762に続くことができる。ステップ1762において、ネットワーク管理システム1601は、外乱が現場の人員により軽減されたときをモニタリングすることができる。外乱の軽減は、現場の機器(例えば、ラップトップコンピューター又はハンドヘルドコンピューター/デバイス)を利用して通信ネットワーク(例えば、セルラー通信システム)を介して、現場の人員によりネットワーク管理システム1601に提出された現場の報告を分析することにより、ステップ1762において検出することができる。外乱が軽減されたことを現場の人員が報告した場合、ネットワーク管理システム1601はステップ1764に進み、現場の報告から、外乱の軽減にトポロジー変更が必要であったか否かを判断することができる。トポロジー変更は、電力線1610の再ルーティング、異なる電力線1610を利用するような導波路システム1602の再構成、他に代替のリンクを利用して外乱を迂回すること等を含むことができる。トポロジー変更が行われた場合、ネットワーク管理システム1601は、ステップ1770において、1つ又は複数の導波路システム1602に、新しいトポロジーに適合した新しいルーティング構成を用いるように指示することができる。 Returning to step 1760 again and completing step 1760, the process can continue to step 1762. At step 1762, the network management system 1601 can monitor when disturbances are mitigated by field personnel. Disturbance mitigation is submitted to the network management system 1601 by field personnel via a communication network (eg, a cellular communication system) using field equipment (eg, a laptop computer or handheld computer / device). Can be detected in step 1762 by analyzing the report of. If field personnel report that the disturbance has been mitigated, the network management system 1601 can proceed to step 1764 to determine from the field report whether the topology change was necessary to mitigate the disturbance. Topology changes can include rerouting the power lines 1610, reconfiguring the waveguide system 1602 to utilize different power lines 1610, and otherwise bypassing disturbances using alternative links. If a topology change is made, the network management system 1601 can instruct one or more waveguide systems 1602 to use a new routing configuration adapted to the new topology in step 1770.

しかし、トポロジー変更が現場の人員により報告されなかった場合、ネットワーク管理システム1601はステップ1766に進むことができ、ネットワーク管理システム1601は、テスト信号を送信して、外乱検出前に用いられていたルーティング構成をテストするように1つ又は複数の導波路システム1602に指示することができる。テスト信号は、外乱近傍の影響を受けた導波路システム1602に送信することができる。テスト信号を用いて、信号外乱(例えば、電磁波反射)が任意の導波路システム1602により検出されるか否かを判断することができる。テスト信号により、前のルーティング構成がもはや前に検出された外乱を受けていないことが確認される場合、ネットワーク管理システム1601は、ステップ1772において、影響を受けた導波路システム1602に前のルーティング構成を復元するように指示することができる。しかし、1つ又は複数の導波路結合デバイス1402により分析され、ネットワーク管理システム1601に報告されたテスト信号により、その外乱又は新しい外乱が存在することが示される場合、ネットワーク管理システム1601はステップ1768に進み、この情報を現場の人員に報告して、現場の問題に更に対処する。ネットワーク管理システム1601は、この状況において、ステップ1762における外乱の軽減のモニタリングを続けることができる。 However, if the topology change was not reported by field personnel, the network management system 1601 could proceed to step 1766, and the network management system 1601 would send a test signal and the routing used prior to disturbance detection. One or more waveguide systems 1602 can be instructed to test the configuration. The test signal can be transmitted to the affected waveguide system 1602 in the vicinity of the disturbance. The test signal can be used to determine if signal disturbances (eg, electromagnetic reflections) are detected by any waveguide system 1602. If the test signal confirms that the previous routing configuration is no longer subject to previously detected disturbances, the network management system 1601 will install the previous routing configuration on the affected waveguide system 1602 in step 1772. Can be instructed to restore. However, if the test signal analyzed by one or more waveguide coupled devices 1402 and reported to the network management system 1601 indicates that the disturbance or new disturbance is present, the network management system 1601 will go to step 1768. Proceed and report this information to field personnel to further address field issues. The network management system 1601 can continue to monitor the disturbance mitigation in step 1762 in this situation.

上記実施形態において、導波路システム1602は、電力網1653の変更及び/又は外乱の軽減に自己適合するように構成することができる。すなわち、1つ又は複数の影響を受けた導波路システム1602は、外乱の軽減を自己モニタリングし、ネットワーク管理システム1601による指示の送信を必要とせずにトラフィックルートを再構成するように構成することができる。この実施形態において、自己構成可能な1つ又は複数の導波路システム1602は、ネットワーク管理システム1601に導波路システム1602のルーティングの選択を通知することができ、それにより、ネットワーク管理システム1601は、通信システム1655の通信トポロジーのマクロレベルビューを維持することができる。 In the above embodiment, the waveguide system 1602 can be configured to be self-adapting to modification and / or disturbance mitigation of power grid 1653. That is, one or more affected waveguide systems 1602 may be configured to self-monitor disturbance mitigation and reconfigure traffic routes without the need for transmission of instructions by network management system 1601. it can. In this embodiment, one or more self-configurable waveguide systems 1602 can notify the network management system 1601 of the routing choices of the waveguide system 1602, whereby the network management system 1601 communicates. A macro-level view of the communication topology of system 1655 can be maintained.

説明を簡単にするために、各プロセスは図17A及び図17Bの一連のブロックとしてそれぞれ示され説明されるが、請求項に記載される主題がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックが、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で、及び/又は他のブロックと同様に行われてもよいことが理解及び認識される。更に、示される全てのブロックが、本明細書において説明される方法の実施に必要とされないことがあり得る。 For simplicity, each process is shown and described as a series of blocks in FIGS. 17A and 17B, respectively, but the subject matter described in the claims is not limited by the order of the blocks and some blocks , It is understood and recognized that they may be performed in a different order than those shown and described herein, and / or in the same manner as other blocks. Moreover, not all blocks shown may be required to implement the methods described herein.

ここで、図18Aを参照すると、導波される電磁波を伝搬する伝送媒体1800の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示されている。特に、図1に関連して提示された伝送媒体125の更なる例が提示される。一実施形態において、伝送媒体1800は、伝送媒体1800の上に堆積する第1の誘電材料1802及び第2の誘電材料1804を含むことができる。一実施形態において、第1の誘電材料1802は誘電体コア(本明細書において誘電体コア1802と呼ばれる)を含むことができ、第2の誘電材料1804は、全体的又は部分的に誘電体コアを囲む誘電性発泡体等のクラッディング又はシェル(本明細書において誘電性発泡体1804と呼ばれる)を含むことができる。一実施形態において、誘電体コア1802及び誘電性発泡体1804は、互いと同軸上に位置合わせすることができる(しかし、そうである必要はない)。一実施形態において、誘電体コア1802と誘電性発泡体1804との組み合わせは、誘電体コア1802及び誘電性発泡体1804の材料を破損せずに少なくとも45度だけ屈曲又は湾曲することができる。一実施形態において、誘電性発泡体1804の外面は、外被(本明細書において外被1806と呼ばれる)として機能することができる第3の誘電材料1806により全体的又は部分的に更に囲まれることができる。外被1806は、電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす可能性がある環境(例えば、水、土等)への誘電体コア1802及び誘電性発泡体1804の露出を回避することができる。 Here, with reference to FIG. 18A, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a transmission medium 1800 propagating a waveguided electromagnetic wave is shown. In particular, a further example of the transmission medium 125 presented in connection with FIG. 1 is presented. In one embodiment, the transmission medium 1800 can include a first dielectric material 1802 and a second dielectric material 1804 deposited on the transmission medium 1800. In one embodiment, the first dielectric material 1802 may include a dielectric core (referred to herein as the dielectric core 1802) and the second dielectric material 1804 may be a whole or partial dielectric core. It can include a cladding or shell (referred to herein as the dielectric foam 1804), such as a dielectric foam surrounding the. In one embodiment, the dielectric core 1802 and the dielectric foam 1804 can (but need not) be aligned coaxially with each other. In one embodiment, the combination of the dielectric core 1802 and the dielectric foam 1804 can be bent or curved by at least 45 degrees without damaging the materials of the dielectric core 1802 and the dielectric foam 1804. In one embodiment, the outer surface of the dielectric foam 1804 is further surrounded in whole or in part by a third dielectric material 1806 that can function as a jacket (referred to herein as the jacket 1806). Can be done. The outer cover 1806 can avoid exposure of the dielectric core 1802 and the dielectric foam 1804 to an environment (eg, water, soil, etc.) that can adversely affect the propagation of electromagnetic waves.

誘電体コア1802は、例えば、高密度ポリエチレン材料、高密度ポリウレタン材料、又は他の適する誘電材料を含むことができる。誘電性発泡体1804は、例えば、発泡ポリエチレン材料又は他の適する誘電材料等の発泡プラスチック材料を含むことができる。外被1806は、例えば、ポリエチレン材料又は同等の材料を含むことができる。一実施形態において、誘電性発泡体1804の誘電率は、誘電体コア1802の誘電率よりも低い(又は実質的に低い)ことができる。例えば、誘電体コア1802の誘電率は約2.3であり得、一方、誘電性発泡体1804の誘電率は約1.15であり得る(空気の誘電率よりもわずかに高い)。 The dielectric core 1802 can include, for example, a high density polyethylene material, a high density polyurethane material, or other suitable dielectric material. The dielectric foam 1804 can include, for example, foamed plastic materials such as polyethylene foam materials or other suitable dielectric materials. The outer cover 1806 can include, for example, a polyethylene material or an equivalent material. In one embodiment, the dielectric constant of the dielectric foam 1804 can be lower (or substantially lower) than the dielectric constant of the dielectric core 1802. For example, the permittivity of the dielectric core 1802 can be about 2.3, while the permittivity of the dielectric foam 1804 can be about 1.15 (slightly higher than the permittivity of air).

誘電体コア1802は、伝送媒体1800上で導波される電磁波を送出するように構成することができる送出器又は本明細書において説明される他の結合デバイスから電磁波の形態の信号を受信するのに使用することができる。1つの実施形態において、伝送媒体1800は、スタブアンテナ(図示せず)等の放射デバイスから電磁波を受信することができる、例えば、円形導波路1809として構築される中空導波路1808に結合することができる。したがって、中空導波路1808は、誘電体コア1802に導波される電磁波を誘導することができる。この構成において、導波される電磁波は、誘電体コア1802により導波又は誘電体コア1802に結合され、誘電体コア1802に沿って長手方向に伝搬する。送出器の電子回路を調整することにより、導波される電磁波の場強度プロファイル1810が外被1806の外側にわずかに延在する(又は全く延在しない)ような電磁波の動作周波数を選択することができる。 The dielectric core 1802 receives a signal in the form of an electromagnetic wave from a transmitter or other coupling device described herein that can be configured to emit an electromagnetic wave guided over the transmission medium 1800. Can be used for. In one embodiment, the transmission medium 1800 can be coupled to a hollow waveguide 1808 constructed as, for example, a circular waveguide 1809, which can receive electromagnetic waves from a radiating device such as a stub antenna (not shown). it can. Therefore, the hollow waveguide 1808 can induce electromagnetic waves waveguided to the dielectric core 1802. In this configuration, the electromagnetic wave guided is coupled to the waveguide or the dielectric core 1802 by the dielectric core 1802 and propagates in the longitudinal direction along the dielectric core 1802. By adjusting the electronic circuit of the transmitter, the operating frequency of the electromagnetic wave is selected so that the field intensity profile 1810 of the waveguided electromagnetic wave extends slightly (or does not extend at all) to the outside of the jacket 1806. Can be done.

導波される電磁波の場強度の大半(全てでない場合)を誘電体コア1802、誘電性発泡体1804及び/又は外被1806の部分内に維持することにより、伝送媒体1800は、内部を伝搬する電磁波の伝搬に悪影響を及ぼさずに厳しい環境で用いることができる。例えば、伝送媒体1800は、伝送媒体1800を伝搬する導波される電磁波に悪影響を及ぼさずに(又は実質的に及ぼさずに)、土中に埋設することができる。同様に、伝送媒体1800は、伝送媒体1800を伝搬する導波される電磁波に悪影響を及ぼさずに(又は実質的に及ぼさずに)、水に露出(例えば、雨又は水中に配置)することができる。一実施形態において、上記実施形態における導波される電磁波の伝搬損失は、動作周波数60GHzにおいて1m当たり1dB〜2dB以上であり得る。導波される電磁波の動作周波数及び/又は伝送媒体1800に用いられる材料に応じて他の伝搬損失が可能であり得る。更に、伝送媒体1800の構築に用いられる材料に応じて、伝送媒体1800は、幾つかの実施形態において、誘電体コア1802及び誘電性発泡体1804を通って伝搬する導波される電磁波に悪影響を及ぼさずに(又は実質的に及ぼさずに)横に屈曲することができる。 By maintaining most (if not all) of the field strength of the waveguided electromagnetic waves within the portions of the dielectric core 1802, the dielectric foam 1804 and / or the jacket 1806, the transmission medium 1800 propagates internally. It can be used in harsh environments without adversely affecting the propagation of electromagnetic waves. For example, the transmission medium 1800 can be buried in the soil without adversely affecting (or substantially without) the waveguided electromagnetic waves propagating through the transmission medium 1800. Similarly, the transmission medium 1800 can be exposed to water (eg, placed in rain or water) without adversely affecting (or substantially without) the waveguided electromagnetic waves propagating through the transmission medium 1800. it can. In one embodiment, the propagation loss of the waveguided electromagnetic wave in the above embodiment can be 1 dB to 2 dB or more per meter at an operating frequency of 60 GHz. Other propagation losses may be possible depending on the operating frequency of the waveguided electromagnetic waves and / or the material used for the transmission medium 1800. Further, depending on the material used to construct the transmission medium 1800, the transmission medium 1800 adversely affects the waveguided electromagnetic waves propagating through the dielectric core 1802 and the dielectric foam 1804 in some embodiments. It can be flexed laterally without (or substantially without) reaching.

図18Bは、図18Aの伝送媒体1800と異なるが、依然として図1に関連して提示した伝送媒体125の更なる例を提供する伝送媒体1820を示す。伝送媒体1820は、図18Aの伝送媒体1800の同様の要素に同様の参照符号を示す。伝送媒体1800とは対照的に、伝送媒体1820は、導電性コア1822を全体的又は部分的に囲む絶縁層1823を有する導電性コア1822を含む。絶縁層1823と導電性コア1822との組み合わせは、本明細書において絶縁導体1825と呼ばれる。図18Bの図において、絶縁層1823は、上述した材料から構築することができる誘電性発泡体1804及び外被1806により全体的又は部分的に覆われる。一実施形態において、絶縁層1823は、誘電性発泡体1804の誘電率(例えば、1.15)よりも高い誘電率(例えば、2.3)を有するポリエチレン等の誘電材料を含むことができる。一実施形態において、伝送媒体1820のコンポーネントは、同軸上に位置合わせすることができる(しかし、そうである必要はない)。一実施形態において、絶縁層1823と別個であり得る(しかし、そうである必要はない)金属板1809を有する中空導波路1808を用いて、絶縁層1823の外面上を実質的に伝搬する導波される電磁波を送出することができるが、本明細書において説明されるような他の結合デバイスも同様に利用することができる。一実施形態において、導波される電磁波は、絶縁層1823に沿って長手方向に電磁波を導波するのに十分に、絶縁層1823により導波又は絶縁層1823に結合することができる。送出器の動作パラメータを調整することにより、中空導波路1808により送出される導波される電磁波の動作周波数は、誘電性発泡体1804内に実質的に閉じ込められた導波される電磁波を生成する電場強度プロファイル1824を生成することができ、それにより、導波される電磁波が、伝送媒体1820を介する導波される電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす環境(例えば、水、土等)に露出されないようにする。 FIG. 18B shows a transmission medium 1820 that differs from the transmission medium 1800 of FIG. 18A but still provides a further example of the transmission medium 125 presented in connection with FIG. The transmission medium 1820 indicates a similar reference code to a similar element of the transmission medium 1800 of FIG. 18A. In contrast to the transmission medium 1800, the transmission medium 1820 includes a conductive core 1822 having an insulating layer 1823 that completely or partially surrounds the conductive core 1822. The combination of the insulating layer 1823 and the conductive core 1822 is referred to herein as the insulating conductor 1825. In the figure of FIG. 18B, the insulating layer 1823 is entirely or partially covered by a dielectric foam 1804 and a jacket 1806 that can be constructed from the materials described above. In one embodiment, the insulating layer 1823 can include a dielectric material such as polyethylene having a dielectric constant (eg, 2.3) higher than the dielectric constant of the dielectric foam 1804 (eg, 1.15). In one embodiment, the components of the transmission medium 1820 can (but need not be) coaxially aligned. In one embodiment, a hollow waveguide 1808 with a metal plate 1809 that may (but does not have to be) separate from the insulating layer 1823 is used to substantially propagate over the outer surface of the insulating layer 1823. Although the electromagnetic waves generated can be transmitted, other coupling devices as described herein can be utilized as well. In one embodiment, the waveguided electromagnetic wave can be coupled to the waveguide or the insulating layer 1823 by the insulating layer 1823 sufficiently to guide the electromagnetic wave in the longitudinal direction along the insulating layer 1823. By adjusting the operating parameters of the transmitter, the operating frequency of the wave-guided electromagnetic waves transmitted by the hollow waveguide 1808 produces a wave-guided electromagnetic wave that is substantially confined within the dielectric foam 1804. An electric field strength profile 1824 can be generated so that the wave-guided electromagnetic waves are not exposed to an environment (eg, water, soil, etc.) that adversely affects the propagation of the wave-guided electromagnetic waves through the transmission medium 1820. To.

図18Cは、図18A及び図18Bの伝送媒体1800及び1820と異なるが、依然として図1に関連して提示した伝送媒体125の更なる例を提供する伝送媒体1830を示す。伝送媒体1830は、図18A及び図18Bの伝送媒体1800及び1820の同様の要素にそれぞれ同様の参照符号を示す。伝送媒体1800及び1820とは対照的に、伝送媒体1830は、上述した材料から構築することができる誘電性発泡体1804及び外被1806により全体的又は部分的に囲まれる裸の(又は非絶縁)導体1832を含む。一実施形態において、伝送媒体1830のコンポーネントは、同軸上に位置合わせすることができる(しかし、そうである必要はない)。一実施形態において、裸の導体1832に結合される金属板1809を有する中空導波路1808を用いて、裸の導体1832の外面上を実質的に伝搬する導波される電磁波を送出することができるが、本明細書において説明されるような他の結合デバイスも同様に利用することができる。一実施形態において、導波される電磁波は、裸の導体1832に沿って長手方向に導波される電磁波を導波するのに十分に、裸の導体1832により導波又は裸の導体1832に結合することができる。送出器の動作パラメータを調整することにより、中空導波路1808により送出される導波される電磁波の動作周波数は、誘電性発泡体1804内に実質的に閉じ込められた導波される電磁波を生成する電場強度プロファイル1834を生成することができ、それにより、導波される電磁波が、伝送媒体1830を介する電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす環境(例えば、水、土等)に露出されないようにする。 FIG. 18C shows a transmission medium 1830 that differs from the transmission media 1800 and 1820 of FIGS. 18A and 18B, but still provides a further example of the transmission medium 125 presented in connection with FIG. Transmission medium 1830 shows similar reference numerals to similar elements of transmission media 1800 and 1820 of FIGS. 18A and 18B, respectively. In contrast to the transmission media 1800 and 1820, the transmission medium 1830 is bare (or non-insulated) entirely or partially surrounded by a dielectric foam 1804 and a jacket 1806 that can be constructed from the materials described above. Includes conductor 1832. In one embodiment, the components of the transmission medium 1830 can (but need not be) coaxially aligned. In one embodiment, a hollow waveguide 1808 having a metal plate 1809 coupled to a bare conductor 1832 can be used to deliver a waveguided electromagnetic wave that substantially propagates over the outer surface of the bare conductor 1832. However, other coupled devices as described herein can be utilized as well. In one embodiment, the waveguided electromagnetic wave is coupled to the waveguide or bare conductor 1832 by the bare conductor 1832, sufficient to guide the electromagnetic wave guided longitudinally along the bare conductor 1832. can do. By adjusting the operating parameters of the transmitter, the operating frequency of the wave-guided electromagnetic waves transmitted by the hollow waveguide 1808 produces a wave-guided electromagnetic wave that is substantially confined within the dielectric foam 1804. An electric field strength profile 1834 can be generated, thereby preventing the waveguided electromagnetic waves from being exposed to an environment (eg, water, soil, etc.) that adversely affects the propagation of electromagnetic waves through the transmission medium 1830.

図18A、図18B、及び図18Cの伝送媒体1800、1820、及び1830とそれぞれ併用される中空送出器1808を他の送出器又は結合デバイスで置換可能であることに留意されたい。更に、任意の上記実施形態での電磁波の伝搬モードは、基本モード、非基本(又は非対称)モード、又はそれらの組み合わせであり得る。 Note that the hollow transmitter 1808 used with the transmission media 1800, 1820, and 1830 of FIGS. 18A, 18B, and 18C, respectively, can be replaced with other transmitters or coupling devices. Further, the electromagnetic wave propagation mode in any of the above embodiments may be a basic mode, a non-basic (or asymmetric) mode, or a combination thereof.

図18Dは、本明細書において説明される種々の態様による、伝送媒体束1836の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。伝送媒体束1836は、可撓性スリーブ1839により定位置に保持される複数のケーブル1838を含むことができる。複数のケーブル1838は、図18Aのケーブル1800の複数のインスタンス、図18Bのケーブル1820の複数のインスタンス、図18Cのケーブル1830の複数のインスタンス、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。スリーブ1839は、土、水、又は他の外部材料が複数のケーブル1838に接触しないようにする誘電材料を含むことができる。一実施形態において、それぞれ図10Aに示されるものと同様の送受信機又は本明細書において説明される他の結合デバイスを利用する複数の送出器は、各ケーブルに導波される電磁波を選択的に誘導するように構成することができ、導波される電磁波は、それぞれ異なるデータ(例えば、束、音声、ビデオ、メッセージング、コンテンツ等)を搬送する。一実施形態において、各送出器又は他の結合デバイスの動作パラメータを調整することにより、導波される電磁波のそれぞれの電場強度プロファイルは、完全に又は実質的に、対応するケーブル1838の層内に閉じ込められ、ケーブル1838間のクロストークを下げることができる。 FIG. 18D is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a transmission medium bundle 1836 according to various aspects described herein. The transmission medium bundle 1836 can include a plurality of cables 1838 held in place by the flexible sleeve 1839. The plurality of cables 1838 may include multiple instances of cable 1800 of FIG. 18A, multiple instances of cable 1820 of FIG. 18B, multiple instances of cable 1830 of FIG. 18C, or any combination thereof. The sleeve 1839 can include a dielectric material that keeps soil, water, or other external material out of contact with the cables 1838. In one embodiment, a plurality of transmitters, each utilizing a transmitter / receiver similar to that shown in FIG. 10A or other coupling device described herein, selectively radiowaveguided electromagnetic waves in each cable. Electromagnetic waves that can be configured to guide and are guided carry different data (eg, bundles, audio, video, messaging, content, etc.). In one embodiment, by adjusting the operating parameters of each transmitter or other coupling device, each electric field intensity profile of the waveguided electromagnetic wave is completely or substantially within the layer of the corresponding cable 1838. It is trapped and can reduce crosstalk between cables 1838.

導波される各電磁波の電場強度プロファイルが対応するケーブル1838内に完全に閉じ込められないか、又は実質的に閉じ込められない状況において、電磁信号のクロストークは、図18Eに示される2つのケーブルに関連する信号プロットにより示されるように、ケーブル1838間に発生する可能性がある。図18Eにおけるプロットは、導波される電磁波が第1のケーブル上で誘導される場合、第1のケーブルの発せられる電場及び磁場が第2のケーブル上に信号を誘導し、クロストークを生じさせ得ることを示す。幾つかの軽減選択肢を用いて図18Dのケーブル1838間のクロストークを下げることができる。一実施形態において、図18Fに示すように、炭素等の電磁場を吸収することができる吸収材料1840をケーブル1838に適用して、種々の偏極状態で導波される電磁波のそれぞれを偏極してケーブル1838間のクロストークを下げることができる。別の実施形態(図示せず)において、炭素ビードをケーブル1838間の間隙に追加してクロストークを下げることができる。 In situations where the electric field strength profile of each waveguided electromagnetic wave is not completely or substantially confined within the corresponding cable 1838, crosstalk of the electromagnetic signal is across the two cables shown in FIG. 18E. It can occur between cables 1838, as shown by the associated signal plot. The plot in FIG. 18E shows that when the waveguided electromagnetic waves are induced on the first cable, the electric and magnetic fields emitted by the first cable induce signals on the second cable, causing crosstalk. Show to get. Crosstalk between cables 1838 in FIG. 18D can be reduced using several mitigation options. In one embodiment, as shown in FIG. 18F, an absorbent material 1840 capable of absorbing an electromagnetic field such as carbon is applied to the cable 1838 to polarize each of the electromagnetic waves guided in various polarized states. The crosstalk between cables 1838 can be reduced. In another embodiment (not shown), carbon beads can be added in the gaps between the cables 1838 to reduce crosstalk.

更に別の実施形態(図示せず)において、ケーブル1838の直径を異なるように構成して、ケーブル1838間の導波される電磁波の伝搬速度を変え、ケーブル1838間のクロストークを下げることができる。一実施形態(図示せず)において、各ケーブル1838の形状を非対称(例えば、楕円形)にして、各ケーブル1838の導波される電磁場を互いから離れるように向けてクロストークを下げることができる。一実施形態(図示せず)において、誘電性発泡体等の充填材料をケーブル1838間に追加して、ケーブル間のクロストークを下げるのに十分にケーブル1838を離間することができる。一実施形態(図示せず)において、長手炭素ストリップ又はスワールを各ケーブル1838の外被1806の外面に適用して、外被1806の外部の導波される電磁波の放射を低減し、それによりケーブル1838間のクロストークを下げることができる。更に別の実施形態において、各送出器は、直交周波数、変調又はモード等の異なる周波数、変調、波動伝搬モードを有する導波される電磁波を送出してケーブル1838間のクロストークを下げるように構成することができる。 In yet another embodiment (not shown), the diameters of the cables 1838 can be configured differently to change the propagation velocity of the waveguided electromagnetic waves between the cables 1838 and reduce the crosstalk between the cables 1838. .. In one embodiment (not shown), the shape of each cable 1838 can be asymmetric (eg, elliptical) to reduce crosstalk by directing the guided electromagnetic fields of each cable 1838 away from each other. .. In one embodiment (not shown), a filling material, such as a dielectric foam, can be added between the cables 1838 to sufficiently separate the cables 1838 to reduce crosstalk between the cables. In one embodiment (not shown), a longitudinal carbon strip or swirl is applied to the outer surface of the outer cover 1806 of each cable 1838 to reduce the emission of waveguide electromagnetic waves outside the outer cover 1806, thereby the cable. Crosstalk between 1838 can be reduced. In yet another embodiment, each transmitter is configured to deliver a waveguided electromagnetic wave having a different frequency, modulation, wave propagation mode, such as orthogonal frequency, modulation or mode, to reduce crosstalk between cables 1838. can do.

更に別の実施形態(図示せず)において、ケーブル1838の対をらせん状に撚り合わせて、対間及び対の近傍にある他のケーブル1838間のクロストークを下げることができる。幾つかの実施形態において、特定のケーブル1838を撚り合わせることができ、一方、他のケーブル1838は撚り合わせず、ケーブル1838間のクロストークを下げることができる。更に、撚り合わせられたケーブル1838の各対は、異なるピッチ(すなわち、1m当たりの撚り合わせ数等の異なる撚り合わせ率)を有して、対間及び対の近傍にある他のケーブル1838間のクロストークを更に下げることができる。別の実施形態(図示せず)において、送出器又は他の結合デバイスは、外被1806を越えてケーブル間の間隙内に延在する電磁場を有する導波される電磁波をケーブル1838内に誘導してケーブル1838間のクロストークを下げるように構成することができる。ケーブル1838間のクロストークを軽減する上記実施形態の任意の1つを組み合わせてケーブル1838間のクロストークを更に下げ得ることが提案される。 In yet another embodiment (not shown), pairs of cables 1838 can be spirally twisted to reduce crosstalk between pairs and between other cables 1838 in the vicinity of the pairs. In some embodiments, certain cables 1838 can be twisted together, while other cables 1838 can be untwisted to reduce crosstalk between cables 1838. In addition, each pair of twisted cables 1838 has a different pitch (ie, different twist rates, such as the number of twists per meter), between pairs and between other cables 1838 in the vicinity of the pair. Crosstalk can be further reduced. In another embodiment (not shown), a transmitter or other coupling device guides a waveguided electromagnetic wave into the cable 1838 with an electromagnetic field extending beyond the jacket 1806 and in the gap between the cables. Can be configured to reduce crosstalk between cables 1838. Reducing Crosstalk Between Cables 1838 It is proposed that any one of the above embodiments may be combined to further reduce crosstalk between cables 1838.

図18G及び図18Hは、本明細書において説明される種々の態様による、内部導波路を有する伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、伝送媒体1841はコア1842を含み得る。1つの実施形態において、コア1842は誘電体コア1842(例えば、ポリエチレン)であり得る。別の実施形態において、コア1842は絶縁導体又は非絶縁導体であり得る。コア1842は、誘電体コア又は導電性コアの絶縁層の誘電率よりも低い誘電率を有する誘電性発泡体(例えば、発泡ポリエチレン材料)を含むシェル1844により囲むことができる。誘電率の相違により、電磁波をコア1842に結合し導波することができる。外被1844はシェル外被1845で覆うことができる。シェル外被1845は、剛性材料(例えば、高密度プラスチック)又は高張力材料(例えば、合成繊維)で作ることができる。一実施形態において、シェル外被1845を用いて、シェル1844及びコア1842が不利な環境(例えば、水、湿気、土等)に露出しないようにすることができる。一実施形態において、シェル外被1845は、コア1842の外面がシェル外被1845の内面から離間され、それにより、シェル外被1854とコア1842との間に長手方向間隙が生じるのに十分な剛性を有することができる。長手方向間隙は、シェル1844の誘電性発泡体で充填することができる。 18G and 18H are block diagrams illustrating a non-limiting embodiment of an example of a transmission medium having an internal waveguide according to the various aspects described herein. In one embodiment, the transmission medium 1841 may include a core 1842. In one embodiment, the core 1842 can be a dielectric core 1842 (eg, polyethylene). In another embodiment, the core 1842 can be an insulated conductor or a non-insulated conductor. The core 1842 can be surrounded by a shell 1844 containing a dielectric foam (eg, a foamed polyethylene material) having a dielectric constant lower than the dielectric constant of the dielectric core or the insulating layer of the conductive core. Due to the difference in dielectric constant, electromagnetic waves can be coupled to the core 1842 and guided. The outer cover 1844 can be covered with a shell outer cover 1845. The shell jacket 1845 can be made of a rigid material (eg, high density plastic) or a high tension material (eg, synthetic fiber). In one embodiment, the shell jacket 1845 can be used to prevent the shell 1844 and core 1842 from being exposed to adverse environments (eg, water, moisture, soil, etc.). In one embodiment, the shell outer cover 1845 is rigid enough to allow the outer surface of the core 1842 to be separated from the inner surface of the shell outer cover 1845, thereby creating a longitudinal gap between the shell outer cover 1854 and the core 1842. Can have. The longitudinal gap can be filled with the dielectric foam of Shell 1844.

伝送媒体1841は、複数の外輪導体1846を更に含むことができる。外輪導体1846は、シェル外被1845の周囲に織られ、それにより、シェル外被1845を全体又は部分的に覆う導電性材料のストランドであり得る。外輪導体1846は、ソース(例えば、変圧器、発電機等)から電力信号を受信する本開示において説明される実施形態と同様に、帰還電気路を有する電力線の機能を果たすことができる。1つの実施形態において、外輪導体1846はケーブル外被1847で覆い、外輪導体1846が水、土、又は他の環境要因に露出しないようにすることができる。ケーブル外被1847は、ポリエチレン等の絶縁材料で作ることができる。コア1842は、電磁波伝搬の中心導波路として用いることができる。上述した円形導波路等の中空の導波路送出器1808を用いて、図18A、図18B、及び図18Cの実施形態について説明したものと同様に、コア1842により導波される電磁波を誘導する信号を送出することができる。電磁波は、外輪導体1846の電気帰還路又は任意の他の電気帰還路を利用せずに、コア1842により導波することができる。送出器1808の電子回路を調整することにより、電磁波の動作周波数は、導波される電磁波の場強度プロファイルがシェル外被1845外部にわずかに延びる(又は全く延びない)ように選択することができる。 The transmission medium 1841 can further include a plurality of outer ring conductors 1846. The outer ring conductor 1846 may be a strand of conductive material woven around the shell outer cover 1845, thereby covering the shell outer cover 1845 in whole or in part. The outer ring conductor 1846 can serve the function of a power line having a feedback electrical path, similar to the embodiments described in the present disclosure that receive a power signal from a source (eg, a transformer, a generator, etc.). In one embodiment, the outer ring conductor 1846 can be covered with a cable jacket 1847 to prevent the outer ring conductor 1846 from being exposed to water, soil, or other environmental factors. The cable jacket 1847 can be made of an insulating material such as polyethylene. The core 1842 can be used as a central waveguide for electromagnetic wave propagation. A signal that induces an electromagnetic wave guided by a core 1842 using a hollow waveguide transmitter 1808, such as the circular waveguide described above, in the same manner as described for embodiments of FIGS. 18A, 18B, and 18C. Can be sent. Electromagnetic waves can be guided by the core 1842 without utilizing the electrical feedback path of the outer ring conductor 1846 or any other electrical feedback path. By adjusting the electronics of transmitter 1808, the operating frequency of the electromagnetic waves can be selected so that the field intensity profile of the waveguided electromagnetic waves extends slightly (or does not extend at all) to the outside of the shell jacket 1845. ..

別の実施形態において、伝送媒体1843は、シェル外被1845’で囲まれた中空コア1842’を含み得る。シェル外被1845’は、内部導電性表面又は中空コア1842’を電磁波の導管として用いることを可能にする他の表面材料を有することができる。シェル外被1845’は、電力信号の伝導について上述した外輪導体1846で少なくとも部分的に覆うことができる。一実施形態において、ケーブル外被1847を外輪導体1846の外面に配置して、外輪導体1846が水、土、又は他の環境要因に露出しないようにすることができる。導波路送出器1808を用いて、中空コア1842’及びシェル外被1845’の導電性内面により導波される電磁波を送出することができる。一実施形態(図示せず)において、中空コア1842’は、上述したような誘電性発泡体を更に含むことができる。 In another embodiment, the transmission medium 1843 may include a hollow core 1842' surrounded by a shell jacket 1845'. The shell jacket 1845'can have an internal conductive surface or other surface material that allows the hollow core 1842' to be used as a conduit for electromagnetic waves. The shell jacket 1845'can be at least partially covered with the outer ring conductor 1846 described above for the conduction of power signals. In one embodiment, the cable jacket 1847 can be placed on the outer surface of the outer ring conductor 1846 to prevent the outer ring conductor 1846 from being exposed to water, soil, or other environmental factors. The waveguide transmitter 1808 can be used to transmit electromagnetic waves waveguided by the conductive inner surfaces of the hollow core 1842'and the shell jacket 1845'. In one embodiment (not shown), the hollow core 1842'can further include a dielectric foam as described above.

伝送媒体1841は、電気帰還路を利用して外輪導体1846上で電力を伝導し、コア1842、シェル1844、及びシェル外被1845の組み合わせを含む内部導波路により通信サービスを提供する多目的ケーブルを表すことができる。内部導波路は、コア1842により導波される電磁波の送信又は受信に用いることができる(電気帰還路を利用せずに)。同様に、伝送媒体1843は、電気帰還路を利用して外輪導体1846上で電力を伝導し、中空コア1842’及びシェル外被1845’の組み合わせを含む内部導波路により通信サービスを提供する多目的ケーブルを表すことができる。内部導波路は、中空コア1842’及びシェル外被1845’によって導波される電磁波の送信又は受信に用いることができる(電気帰還路を利用せずに)。 Transmission medium 1841 represents a multipurpose cable that conducts power on an outer ring conductor 1846 using an electrical feedback path and provides communication services through an internal waveguide that includes a combination of core 1842, shell 1844, and shell jacket 1845. be able to. The internal waveguide can be used to transmit or receive electromagnetic waves guided by the core 1842 (without utilizing an electrical feedback path). Similarly, the transmission medium 1843 is a multipurpose cable that uses an electrical feedback path to conduct power on the outer ring conductor 1846 and provides communication services via an internal waveguide that includes a combination of hollow core 1842'and shell jacket 1845'. Can be represented. The internal waveguide can be used to transmit or receive electromagnetic waves guided by the hollow core 1842'and the shell jacket 1845' (without utilizing an electrical feedback path).

外輪導体1846により囲まれる複数の内部導波路を用いるように、図18G及び図18Hの実施形態を構成し得ることが提案される。内部導波路は、上述したクロストーク軽減技法(例えば、導波路の撚り対、異なる構造的寸法の導波路、シェル内での偏極子の使用、異なる波動モードの使用等)を用いるように構成することができる。 It is proposed that the embodiments of FIGS. 18G and 18H may be configured to use a plurality of internal waveguides surrounded by an outer ring conductor 1846. Internal waveguides are configured to use the crosstalk mitigation techniques described above (eg, waveguide twist pairs, waveguides of different structural dimensions, use of quadrupoles in the shell, use of different wave modes, etc.) be able to.

例示のみを目的として、伝送媒体1800、1820、1830、1836、1841、及び1843は、本明細書において、ケーブル1850が本開示において説明される伝送媒体の任意の1つを又はそれらの複数のインスタンスの束を表すことができるという理解の下に、ケーブル1850と呼ばれる。例示のみを目的として、伝送媒体1800、1820、1830、1836、1841、及び1843の誘電体コア1802、絶縁導体1825、及び裸導体1832、コア1842、又は中空コア1842’は、本明細書においてケーブル1850が伝送媒体1800、1820、1830、1836、1841、及び/又は1843のそれぞれの誘電体コア1802、絶縁導体1825、裸の導体1832、コア1842、又は中空コア1842’を利用することができるという理解の下に、それぞれ伝送媒体1852と呼ばれる。 For purposes of illustration only, the transmission media 1800, 1820, 1830, 1836, 1841, and 1843, wherein the cable 1850 is used herein for any one of the transmission media described herein, or multiple instances thereof. With the understanding that it can represent a bundle of cables, it is called cable 1850. For purposes of illustration only, the dielectric cores 1802, insulating conductors 1825, and bare conductors 1832, cores 1842, or hollow cores 1842'of transmission media 1800, 1820, 1830, 1836, 1841, and 1843 are used herein as cables. The 1850 is said to be able to utilize the dielectric cores 1802, insulating conductors 1825, bare conductors 1832, cores 1842, or hollow cores 1842', respectively, of transmission media 1800, 1820, 1830, 1836, 1841, and / or 1843. Under the understanding, they are called transmission media 1852, respectively.

ここで、図18I及び図18Jを参照すると、ケーブル1850により用いることができるコネクタ構成の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。1つの実施形態において、ケーブル1850は、図18Iに示されるように、メス接続構成又オス接続構成で構成することができる。図18Iの右側のオス構成は、伝送コア1852の一部を露出させるように誘電性発泡体1804(及び外被1806がある場合には外被1806)を剥ぐことにより達成することができる。図18Iの左側のメス構成は、誘電性発泡体1804(及び外被1806がある場合には外被1806)を維持しながら、伝送コア1852の部分を除去することにより達成することができる。図18Hに関連して説明されるように、伝送コア1852が中空である一実施形態において、伝送コア1852のオス部分は、図18Iの左側にあるメス構成内に摺動して、中空コアを一緒に位置合わせすることができる剛性外面を有する中空コアを表すことができる。図18G及び図18Hの実施形態において、ケーブル1850のオス部分及びメス部分を接続するように外輪導体1846を変更可能であることに更に留意されたい。 Here, with reference to FIGS. 18I and 18J, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a connector configuration that can be used with the cable 1850 is shown. In one embodiment, the cable 1850 can be configured in a female or male connection configuration, as shown in FIG. 18I. The male configuration on the right side of FIG. 18I can be achieved by stripping the dielectric foam 1804 (and the outer cover 1806, if any) so as to expose a portion of the transmission core 1852. The female configuration on the left side of FIG. 18I can be achieved by removing the portion of the transmission core 1852 while maintaining the dielectric foam 1804 (and the outer cover 1806 if present). As described in connection with FIG. 18H, in one embodiment in which the transmission core 1852 is hollow, the male portion of the transmission core 1852 slides into the female configuration on the left side of FIG. 18I to provide the hollow core. It can represent a hollow core with a rigid outer surface that can be aligned together. It should be further noted that in the embodiments of FIGS. 18G and 18H, the outer ring conductor 1846 can be modified to connect the male and female portions of the cable 1850.

上記実施形態に基づいて、オスコネクタ構成及びメスコネクタ構成を有する2つのケーブル1850を一体に結合することができる。接着性内部ライニング又は収縮包装材料(図示せず)を有するスリーブをケーブル1850間の接合部のエリアに適用して、接合部を固定位置に維持し、露出(例えば、水、土等への)を避けることができる。ケーブル1850が結合される場合、1つのケーブルの伝送コア1852は、他方のケーブルの伝送コア1852のごく近くにあることになる。いずれかの方向から進行するケーブル1850の伝送コア1852のいずれかにより伝搬される導波される電磁波は、伝送コア1852が接触するか否かに関係なく、伝送コア1852が同軸上で位置合わせられるか否かに関係なく、及び/又は伝送コア1852間に間隙があるか否かに関係なく、互いに非同一の伝送コア1852間を渡ることができる。 Based on the above embodiment, two cables 1850 having a male connector configuration and a female connector configuration can be integrally connected. A sleeve with an adhesive internal lining or shrink packaging material (not shown) is applied to the area of the joint between the cables 1850 to keep the joint in place and exposed (eg to water, soil, etc.). Can be avoided. When the cables 1850 are coupled, the transmission core 1852 of one cable will be in close proximity to the transmission core 1852 of the other cable. The electromagnetic waves propagated by any of the transmission cores 1852 of the cable 1850 traveling from either direction are coaxially aligned with the transmission core 1852 regardless of whether the transmission cores 1852 are in contact with each other. It is possible to cross between non-identical transmission cores 1852 with or without and / or with or without a gap between the transmission cores 1852.

別の実施形態において、メスコネクタ構成を両端部に有するスプライスデバイス1860を用いて、図18Jに示されるように、オスコネクタ構成を有するケーブル1850と結合することができる。図18Jに示されていない代替の一実施形態において、スプライスデバイス1860は、メスコネクタ構成を有するケーブル1850に結合することができるオスコネクタ構成を両端部に有するように構成することができる。図18Jに示されていない別の実施形態において、スプライスデバイス1860は、メスコネクタ構成及びオスコネクタ構成をそれぞれ有するケーブル1850に結合することができるオスコネクタ構成及びメスコネクタ構成を対向する端部に有するように構成することができる。中空コアを有する伝送コア1852の場合、スプライスデバイス1860の端部が両方ともオスであるか、それとも両方ともメスであるか、それともそれらの組み合わせであるかに関係なく、図18Iにおいて説明されるオス構成及びメス構成をスプライスデバイス1860に適用可能であることに更に留意されたい。 In another embodiment, a splice device 1860 with a female connector configuration at both ends can be coupled to a cable 1850 with a male connector configuration, as shown in FIG. 18J. In an alternative embodiment not shown in FIG. 18J, the splice device 1860 can be configured to have a male connector configuration at both ends that can be coupled to a cable 1850 having a female connector configuration. In another embodiment not shown in FIG. 18J, the splice device 1860 has a male connector configuration and a female connector configuration at opposite ends that can be coupled to a cable 1850 having a female connector configuration and a male connector configuration, respectively. It can be configured as follows. For transmission cores 1852 with hollow cores, the males described in FIG. 18I, regardless of whether the ends of the splice device 1860 are both male, both female, or a combination thereof. It should be further noted that the configuration and female configuration are applicable to the splice device 1860.

図18I及び図18Jに示されるケーブルを接続する上記実施形態は、結束伝送媒体1836のケーブル1838のそれぞれ1つのインスタンスに適用することができる。同様に、図18及び図18Jに示される上記実施形態は、複数の内部導波路を有するケーブル1841又は1843の内部導波路のそれぞれ1つのインスタンスに適用することができる。 The above embodiment of connecting the cables shown in FIGS. 18I and 18J can be applied to each one instance of cable 1838 of the cohesive transmission medium 1836. Similarly, the embodiment shown in FIGS. 18 and 18J can be applied to each one instance of the internal waveguide of a cable 1841 or 1843 having a plurality of internal waveguides.

ここで、図18Kを参照すると、導波される電磁波を伝搬する伝送媒体1800’、1800’’、1800’’’、及び1800’’’’の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。一実施形態において、伝送媒体1800’は、コア1801と、セクションに分割され、図18Kに示されるように外被1806で覆われた誘電性発泡体1804’とを含むことができる。コア1801は、図18Aの誘電体コア1802、図18Bの絶縁導体1825、又は図18Cの裸の導体1832により表すことができる。誘電性発泡体1804’の各セクションは、間隙(例えば、空気、気体、真空、又は低誘電率を有する物質)により隔てることができる。一実施形態において、誘電性発泡体1804’のセクション間の間隙分離は、図18Kに示されるように準ランダムであり得、これは、電磁波がコア1801に沿って長手方向に伝搬する際、誘電性発泡体1804’の各セクションにおいて生じる電磁波の反射を低減するに当たり有用であり得る。誘電性発泡体1804’のセクションは、例えば、コア1801を一定位置に支持する内部開口部を有する誘電性発泡体で作られたワッシャーとして構築することができる。例示のみを目的として、本明細書において、ワッシャーをワッシャー1804’と呼ぶ。一実施形態において、各ワッシャー1804’の内部開口部は、コア1801の軸と同軸上で位置合わせすることができる。別の実施形態において、各ワッシャー1804’の内部開口部は、コア1801の軸からずれることができる。別の実施形態(図示せず)において、各ワッシャー1804’は、ワッシャー1804’の厚さの相違により示されるように、可変長手方向厚さを有することができる。 Here, referring to FIG. 18K, a block showing an example non-limiting embodiment of transmission media 1800', 1800'', 1800''', and 1800'''' propagating a waveguided electromagnetic wave The figure is shown. In one embodiment, the transmission medium 1800'can include a core 1801 and a dielectric foam 1804' divided into sections and covered with a jacket 1806 as shown in FIG. 18K. The core 1801 can be represented by the dielectric core 1802 of FIG. 18A, the insulating conductor 1825 of FIG. 18B, or the bare conductor 1832 of FIG. 18C. Each section of the dielectric foam 1804'can be separated by a gap (eg, air, gas, vacuum, or a substance with a low dielectric constant). In one embodiment, the gap separation between sections of the dielectric foam 1804'can be quasi-random as shown in FIG. 18K, which is dielectric as the electromagnetic wave propagates longitudinally along the core 1801. It can be useful in reducing the reflection of electromagnetic waves generated in each section of the sex foam 1804'. The section of the dielectric foam 1804'can be constructed, for example, as a washer made of a dielectric foam having an internal opening that supports the core 1801 in place. For purposes of illustration only, washers are referred to herein as washers 1804'. In one embodiment, the internal opening of each washer 1804'can be coaxially aligned with the axis of the core 1801. In another embodiment, the internal opening of each washer 1804'can be offset from the axis of the core 1801. In another embodiment (not shown), each washer 1804'can have a variable longitudinal thickness, as indicated by the difference in washer 1804'thickness.

代替の一実施形態において、伝送媒体1800’’は、コア1801と、図18Kに示されるように外被1806により覆われ、らせん状にコアの周囲に巻かれる誘電性発泡体1804’’のストリップとを含むことができる。図18Kに示される図面から明白でないことがあり得るが、一実施形態において、誘電性発泡体1804’’のストリップは、誘電性発泡体1804’’のストリップの異なるセクションに対して可変ピッチ(すなわち、異なる捻れ率)でコア1801の周囲に巻き付けることができる。可変ピッチの利用は、誘電性発泡体1804’のストリップで覆われていないコア1801のエリア間で生じる電磁波の反射又は他の外乱の低減に役立つことができる。誘電性発泡体1804’’のストリップの厚さ(直径)が、図18Kに示されるコア1801の直径よりもはるかに大きい値である(例えば、2倍以上)であり得ることに更に留意されたい。 In an alternative embodiment, the transmission medium 1800'' is covered with a core 1801 and a strip of dielectric foam 1804'' covered by a jacket 1806 as shown in FIG. 18K and spirally wound around the core. And can be included. Although it may not be obvious from the drawings shown in FIG. 18K, in one embodiment the strips of dielectric foam 1804'' have variable pitch (ie, i.e.) with respect to different sections of the strips of dielectric foam 1804''. , Different twist rates) can be wrapped around the core 1801. The use of variable pitch can help reduce the reflection of electromagnetic waves or other disturbances that occur between areas of core 1801 that are not covered by strips of dielectric foam 1804'. It should be further noted that the thickness (diameter) of the strip of dielectric foam 1804'' can be much larger than the diameter of the core 1801 shown in FIG. 18K (eg, more than double). ..

代替の一実施形態において、伝送媒体1800’’’(断面図において示される)は、誘電性発泡体1804及び外被1806で覆われた非円形コア1801’を含むことができる。一実施形態において、非円形コア1801’は、図18Kに示されるように楕円形構造又は他の適する非円形構造を有することができる。別の実施形態において、非円形コア1801’は非対称構造を有することができる。非円形コア1801’は、非円形コア1801’上に誘導される電磁波の場を偏極するのに用いることができる。非円形コア1801’の構造は、電磁波が非円形コア1801’に沿って伝搬する際、電磁波の偏極を保つのに役立つことができる。 In one alternative embodiment, the transmission medium 1800 ″ ″ (shown in cross section) can include a non-circular core 1801 ′ covered with a dielectric foam 1804 and a jacket 1806. In one embodiment, the non-circular core 1801'can have an elliptical structure or other suitable non-circular structure as shown in FIG. 18K. In another embodiment, the non-circular core 1801'can have an asymmetric structure. The non-circular core 1801'can be used to polarize the field of electromagnetic waves induced on the non-circular core 1801'. The structure of the non-circular core 1801'can help maintain the polarization of the electromagnetic wave as it propagates along the non-circular core 1801'.

代替の一実施形態において、伝送媒体1800’’’’(断面図において示される)は、複数のコア1801’’を含むことができる(2つのみのコアが示されるが、より多くのコアが可能である)。複数のコア1801’’は、誘電性発泡体1804及び外被1806で覆うことができる。複数のコア1801’’は、複数のコア1801’’上に誘導される電磁波の場を偏極するのに用いることができる。複数のコア1801’の構造は、導波される電磁波が複数のコア1801’’に沿って伝搬する際、導波される電磁波の偏極を保つことができる。 In one alternative embodiment, the transmission medium 1800'''' (shown in cross section) can include multiple cores 1801'' (only two cores are shown, but more cores). It is possible). The plurality of cores 1801 ″ can be covered with the dielectric foam 1804 and the outer cover 1806. The plurality of cores 1801 ″ can be used to polarize the field of electromagnetic waves induced on the plurality of cores 1801 ″. The structure of the plurality of cores 1801 ′ can maintain the polarization of the waveguided electromagnetic wave when the waveguided electromagnetic wave propagates along the plurality of cores 1801 ″.

図18Kの実施形態が、図18G〜図18Hの実施形態を変更するのに用い得ることが理解されよう。例えば、コア1842又はコア1842’は、間に間隙又は誘電性発泡体1804’’の1つ若しくは複数のストリップを用いてセクション化シェル1804’を利用するように構成することができる。同様に、コア1842又はコア1842’は、対称又は非対称断面構造を有することができる非円形コア1801’を有するように構成することができる。更に、コア1842又はコア1842’は、単一の内部導波路において複数のコア1801’’を用いるか、又は複数の内部導波路が用いられる場合、異なる数のコアを用いるように構成することができる。したがって、図18Kに示されるいずれの実施形態も、単独で又は図18G〜図18Hの実施形態と組み合わせて適用することができる。 It will be appreciated that the embodiment of FIG. 18K can be used to modify the embodiments of FIGS. 18G-18H. For example, the core 1842 or core 1842'can be configured to utilize the sectioned shell 1804' with gaps or one or more strips of dielectric foam 1804 ″ in between. Similarly, core 1842 or core 1842'can be configured to have a non-circular core 1801' which can have a symmetrical or asymmetric cross-sectional structure. Further, core 1842 or core 1842'can be configured to use multiple cores 1801'' in a single internal waveguide, or to use different numbers of cores if multiple internal waveguides are used. it can. Therefore, any of the embodiments shown in FIG. 18K can be applied alone or in combination with the embodiments of FIGS. 18G-18H.

ここで、図18Lを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、クロストークを軽減する結束伝送媒体の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、結束伝送媒体1836’は、可変コア構造1803を含むことができる。コア1803の構造を変えることにより、伝送媒体1836’の各コアにおいて誘導される導波される電磁波の場は、ケーブル1838間のクロストークを低減するのに十分に異なり得る。別の実施形態において、結束伝送媒体1836’’は、ケーブル1838 1本当たりにつき可変数のコア1803’を含むことができる。ケーブル1838 1本当たりのコア1803’の数を変更することにより、伝送媒体1836’’の1つ又は複数のコアにおいて誘導される導波される電磁波の場は、ケーブル1838間のクロストークを低減するのに十分に異なり得る。別の実施形態において、コア1803又は1803’は異なる材料のものであり得る。例えば、コア1803又は1803’は、誘電体コア1802、絶縁導体コア1825、裸導体コア1832、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。 Here, with reference to FIG. 18L, it is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a cohesive transmission medium that reduces crosstalk according to various aspects described herein. In one embodiment, the cohesive transmission medium 1836'can include a variable core structure 1803. By modifying the structure of core 1803, the fields of the waveguided electromagnetic waves induced in each core of the transmission medium 1836'can be sufficiently different to reduce crosstalk between cables 1838. In another embodiment, the bundling transmission medium 1836 ″ can include a variable number of cores 1803 ′ per cable 1838. By varying the number of cores 1803'per cable 1838, the field of waveguided electromagnetic waves induced in one or more cores of transmission medium 1836'' reduces crosstalk between cables 1838. Can be different enough to do. In another embodiment, the core 1803 or 1803'can be of a different material. For example, the core 1803 or 1803'can be a dielectric core 1802, an insulating conductor core 1825, a bare conductor core 1832, or any combination thereof.

図18A〜図18D及び図18F〜図18Hに示される実施形態は、図18K及び図18Lの実施形態の幾つかにより及び/又はそれと組み合わせて変更し得ることに留意されたい。図18K及び図18Lに示される実施形態の1つ又は複数を組み合わせることができる(例えば、コア1801’、1801’’、1803、又は1803’と共にセクション化誘電性発泡体1804’又は誘電性発泡体1804’’のらせん状ストリップを用いて)ことに更に留意されたい。幾つかの実施形態において、図18Kの伝送媒体1800’、1800’’、1800’’’、及び/又は1800’’’’において伝搬する導波される電磁波は、図18A〜図18Cの伝送媒体1800、1820、及び1830において伝搬する導波される電磁波よりも少ない伝搬損失を示すことができる。更に、図18K及び図18Lに示される実施形態は、図18I及び図18Jに示される接続実施形態を用いるように構成することができる。 It should be noted that the embodiments shown in FIGS. 18A-18D and 18F-18H may be modified by and / or in combination with some of the embodiments of FIGS. 18K and 18L. One or more of the embodiments shown in FIGS. 18K and 18L can be combined (eg, a sectioned dielectric foam 1804'or a dielectric foam with cores 1801', 1801', 1803, or 1803'. Note further (using a spiral strip of 1804''). In some embodiments, the waveguided electromagnetic waves propagating in the transmission medium 1800', 1800'', 1800''', and / or 1800'''' of FIG. 18K are the transmission medium of FIGS. 18A-18C. It can exhibit less propagation loss than the wave-guided electromagnetic waves propagating at 1800, 1820, and 1830. Further, the embodiments shown in FIGS. 18K and 18L can be configured to use the connection embodiments shown in FIGS. 18I and 18J.

ここで、図18Mを参照すると、アンテナ1855として用いる、伝送媒体束1836から露出される先細り形のスタブの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示されている。各アンテナ1855は、ワイヤレス通信デバイスに向けられるワイヤレス信号を放射し、又は伝送媒体(例えば、電力線)の表面上に電磁波伝搬を誘導する指向性アンテナとして機能することができる。一実施形態において、アンテナ1855により放射されるワイヤレス信号は、各アンテナ1855により生成されるワイヤレス信号の位相及び/又は他の特性を構成することにより操縦されるビームであり得る。一実施形態において、アンテナ1855は、パイ皿形アンテナ(pie−pan antenna)組立体内に個々に配置して、ワイヤレス信号を種々の方向に向けることができる。 Here, with reference to FIG. 18M, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a tapered stub exposed from a bundle of transmission media 1836 used as an antenna 1855 is shown. Each antenna 1855 can function as a directional antenna that radiates a wireless signal directed at a wireless communication device or guides electromagnetic wave propagation over the surface of a transmission medium (eg, power line). In one embodiment, the wireless signal emitted by antenna 1855 can be a beam steered by configuring the phase and / or other characteristics of the wireless signal generated by each antenna 1855. In one embodiment, antennas 1855 can be individually placed within the pie-pan antenna assembly to direct wireless signals in different directions.

本開示において利用される「コア」、「クラッディング」、「シェル」、及び「発泡体」という用語は、電磁波がコアに沿って長手方向に伝搬しながら、電磁波をコアに結合したままにできるようにする任意のタイプの材料(又は材料の組み合わせ)を含み得ることに更に留意されたい。例えば、上述した誘電性発泡体1804’’のストリップは、誘電体コア1802に巻かれる通常の誘電材料(例えば、ポリエチレン)のストリップ(本明細書において、単に例示を目的として「ラップ」と呼ばれる)で置換することができる。この構成において、ラップの平均密度は、ラップのセクション間の空気スペースの結果として小さい密度であり得る。したがって、ラップの実効誘電率は、誘電体コア1802の誘電率よりも低い値であり得、それにより、導波される電磁波をコアに結合したままにすることができる。したがって、コア及びコアの周囲のラップに用いられる材料に関連する本開示のいずれの実施形態も、コアに沿って伝搬しながら、コアに結合された電磁波を維持する結果を達成する他の誘電材料を用いて構造的に構成及び/又は変更することができる。更に、本開示の任意の実施形態において説明されるようなコアは、光学動作周波数を有する電磁波の伝播に対して抵抗性である全体的又は部分的に不透明な材料(例えば、ポリエチレン)を含むことができる。したがって、コアに導波され結合する電磁波は、非光学周波数範囲(例えば、可視光の最低周波数未満)を有する。 The terms "core," "clading," "shell," and "foam" as used in this disclosure allow electromagnetic waves to remain bound to the core while propagating longitudinally along the core. It should be further noted that any type of material (or combination of materials) may be included. For example, the above-mentioned strip of dielectric foam 1804'' is a strip of ordinary dielectric material (eg, polyethylene) wound around a dielectric core 1802 (referred to herein as "wrap" for illustration purposes only). Can be replaced with. In this configuration, the average density of wraps can be small as a result of the air space between the sections of the wrap. Therefore, the effective permittivity of the wrap can be lower than the permittivity of the dielectric core 1802, which allows the waveguided electromagnetic waves to remain coupled to the core. Thus, any embodiment of the present disclosure relating to the core and the material used for the wrap around the core is another dielectric material that achieves the result of maintaining the electromagnetic waves bound to the core while propagating along the core. Can be structurally configured and / or modified using. Further, the core as described in any embodiment of the present disclosure comprises a totally or partially opaque material (eg, polyethylene) that is resistant to the propagation of electromagnetic waves having an optical operating frequency. Can be done. Therefore, the electromagnetic waves guided and coupled to the core have a non-optical frequency range (eg, less than the lowest frequency of visible light).

図18N、図18O、図18P、図18Q、図18R、図18S、及び図18Tは、本明細書において説明される種々の態様による、電磁波を送信又は受信する導波路デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、図18Nは、放射電場(E場)1861を有する電磁波を発する複数のスロット1863(例えば、開口部又はアパーチャ)を有する導波路デバイス1865の正面図を示す。一実施形態において、対称に位置するスロット1863の対(例えば、導波路1865の北及び南のスロット)の放射E場1861は、互いから離れるように向けることができる(すなわち、ケーブル1862を中心として半径方向逆向きの極)。スロット1863は、矩形を有するものとして示されているが、他の多角形、扇形及び弓形、楕円形、及び他の形状等の他の形状も同様に可能である。例示のみを目的として、北という用語は、図に示されるように、相対的な方向を指す。他の方向(例えば、南、東、西、及び北西等)への本開示における全ての参照は、北向きの図に相対する。一実施形態において、例えば、北及び南のスロット1863において逆向きのE場を達成するために、北及び南のスロット1863は、これらのスロットに供給される電磁波信号の概ね1波長である外周距離を互いの間に有するように配置することができる。導波路1865は、導波路1865の中心に円筒形キャビティを有し、ケーブル1862の配置を可能にすることができる。1つの実施形態において、ケーブル1862は絶縁導体を含むことができる。別の実施形態において、ケーブル1862は非絶縁導体を含むことができる。更に他の実施形態において、ケーブル1862は、上述したケーブル1850の伝送コア1852の任意の実施形態を含むことができる。 18N, 18O, 18P, 18Q, 18R, 18S, and 18T are non-limiting examples of waveguide devices that transmit or receive electromagnetic waves according to the various aspects described herein. It is a block diagram which shows the embodiment. In one embodiment, FIG. 18N shows a front view of a waveguide device 1865 with a plurality of slots 1863 (eg, openings or apertures) that emit electromagnetic waves with a radiated electric field (E field) 1861. In one embodiment, the radiating E-fields 1861 of a pair of symmetrically located slots 1863 (eg, slots north and south of waveguide 1865) can be directed away from each other (ie, centered on cable 1862). Radial opposite pole). Slot 1863 is shown as having a rectangle, but other shapes such as other polygons, sectors and bows, ellipses, and other shapes are possible as well. For illustration purposes only, the term north refers to the relative direction, as shown in the figure. All references in this disclosure to other directions (eg, south, east, west, and northwest, etc.) are relative to north-facing diagrams. In one embodiment, for example, in order to achieve opposite E-fields in slots 1863 in the north and south, slots 1863 in the north and south have an outer peripheral distance that is approximately one wavelength of the electromagnetic signal supplied to these slots. Can be arranged so as to have between each other. The waveguide 1865 has a cylindrical cavity in the center of the waveguide 1865, which allows the placement of the cable 1862. In one embodiment, the cable 1862 may include an insulating conductor. In another embodiment, the cable 1862 may include a non-insulated conductor. In yet another embodiment, the cable 1862 can include any embodiment of the transmission core 1852 of the cable 1850 described above.

1つの実施形態において、ケーブル1862は、導波路1865の円筒形キャビティ内に摺動することができる。別の実施形態において、導波路1865は組立体機構(図示せず)を利用することができる。組立体機構(例えば、ヒンジ又は1つ又は複数の位置において導波路1865を開く方法を提供する他の適する機構)を用いて、導波路1865をケーブル1862の外面に配置するか、又は他の方法で別個の個片を一緒に組み立てて、示されるように導波路1865を形成できるようにすることができる。これら及び他の適する実施形態によれば、導波路1865は、襟のようにケーブル1862に巻かれるように構成することができる。 In one embodiment, the cable 1862 can slide into the cylindrical cavity of the waveguide 1865. In another embodiment, the waveguide 1865 can utilize an assembly mechanism (not shown). An assembly mechanism (eg, a hinge or other suitable mechanism that provides a method of opening the waveguide 1865 at one or more positions) is used to place the waveguide 1865 on the outer surface of the cable 1862, or other methods. Separate pieces can be assembled together to allow the formation of the waveguide 1865 as shown. According to these and other suitable embodiments, the waveguide 1865 can be configured to be wound around the cable 1862 like a collar.

図18Oは、導波路1865の一実施形態の側面図を示す。導波路1865は、本開示において上述したように(例えば、図1及び図10Aを参照されたい)、送信機回路により生成される電磁波1866を受信する中空矩形導波路部分1867を有するように構成することができる。電磁波1866は、中空矩形導波路部分1867により導波路1865の中空カラー1869内に分布させることができる。矩形導波路部分1867及び中空カラー1869は、電磁波をこれらの組立体の中空チャンバ内に維持するのに適する材料(例えば、炭素繊維材料)で構築することができる。導波路部分1867は中空矩形構成で示され説明されるが、他の形状及び/又は他の非中空構成も利用し得ることに留意されたい。特に、導波路部分1867は、正方形又は他の多角形断面、ケーブル1862の外面に適合するように切頂される弓形又は扇形断面、円形又は楕円形断面又は断面形状を有することができる。加えて、導波路部分1867は、中実誘電体材料として構成されるか、又は他の方法で中実誘電体材料を含むことができる。 FIG. 18O shows a side view of an embodiment of the waveguide 1865. The waveguide 1865 is configured to have a hollow rectangular waveguide portion 1867 that receives the electromagnetic waves 1866 generated by the transmitter circuit, as described above in the present disclosure (see, eg, FIGS. 1 and 10A). be able to. The electromagnetic wave 1866 can be distributed in the hollow collar 1869 of the waveguide 1865 by the hollow rectangular waveguide portion 1867. The rectangular waveguide section 1867 and the hollow collar 1869 can be constructed of materials suitable for maintaining electromagnetic waves in the hollow chambers of these assemblies (eg, carbon fiber materials). Although the waveguide portion 1867 is shown and described in a hollow rectangular configuration, it should be noted that other shapes and / or other non-hollow configurations may be used. In particular, the waveguide portion 1867 can have a square or other polygonal cross section, a bow or fan cross section truncated to fit the outer surface of the cable 1862, a circular or elliptical cross section or a cross section shape. In addition, the waveguide portion 1867 may be configured as a solid dielectric material or may otherwise include a solid dielectric material.

上述したように、中空カラー1869は、対称に位置するスロット1863及び1863’の対において、逆のE場1861を有する電磁波を各スロット1863から発するように構成することができる。一実施形態において、スロット1863及び1863’の組み合わせにより発せられる電磁波は、したがって、ケーブル1862に結合されて、他の波動モード − 非基本波動モード等 − が存在しない状態で、基本波動モードに従って伝搬する電磁波1868を誘導することができる。この構成において、電磁波1868は、ケーブル1862に沿ってケーブル1862に結合される他の下流導波路システムに長手方向に伝搬することができる。 As described above, the hollow collar 1869 can be configured to emit electromagnetic waves having opposite E-fields 1861 from each slot 1863 in a pair of symmetrically located slots 1863 and 1863'. In one embodiment, the electromagnetic waves emitted by the combination of slots 1863 and 1863'are therefore coupled to cable 1862 and propagate according to the fundamental wave mode in the absence of other wave modes-non-basic wave modes, etc. The electromagnetic wave 1868 can be induced. In this configuration, electromagnetic waves 1868 can propagate longitudinally along cable 1862 to other downstream waveguide systems coupled to cable 1862.

図18Oの中空矩形導波路部分1867はスロット1863(導波路1865の北位置における)により近いため、スロット1863が、スロット1863’(南位置における)により発せられる電磁波よりも強い大きさを有する電磁波を発し得ることに留意されたい。これらのスロット間の大きさの違いを低減するために、スロット1863’は、スロット1863よりも大きく作ることができる。異なるスロットサイズを利用して、スロット間の信号の大きさを平衡させる技法は、図18N、図18O、図18Q、図18S、図18U、及び図18Vに関連する本開示の任意の実施形態に適用することができる − そのうちの幾つかについて以下で説明する。 Since the hollow rectangular waveguide portion 1867 of FIG. 18O is closer to slot 1863 (at the north position of waveguide 1865), slot 1863 emits an electromagnetic wave having a stronger magnitude than the electromagnetic wave emitted by slot 1863'(at the south position). Note that it can occur. To reduce the size difference between these slots, slot 1863'can be made larger than slot 1863. Techniques for balancing the magnitude of signals between slots using different slot sizes are described in any of the embodiments of the present disclosure relating to FIGS. 18N, 18O, 18Q, 18S, 18U, and 18V. Applicable-some of them are described below.

別の実施形態において、図18Pは、信号入力1872(例えば、通信信号を提供する同軸ケーブル)にそれぞれ結合されるモノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)1870等の回路を利用するように構成することができる導波路1865’を示す。信号入力1872は、電気信号をMMIC1870に提供するように構成される、本開示において上述したような送信機回路(例えば、図1及び図10Aの参照符号101、1000を参照されたい)により生成することができる。各MMIC1870は信号1872を受信するように構成することができ、MMIC1870は、信号1872を変調し、放射要素(例えば、アンテナ)を用いて、放射E場1861を有する電磁波を放射することができる。1つの実施形態において、MMIC1870は、同じ信号1872を受信するが、逆の向きのE場1861を有する電磁波を送信するように構成することができる。これは、他のMMIC1870により送信される電磁波と180度位相がずれた電磁波を送信するように、MMIC1870の1つを構成することにより達成することができる。一実施形態において、MMIC1870により発せられる電磁波の組み合わせは一緒になって、ケーブル1862に結合されて、他の波動モード − 非基本波動モード等 − が存在しない状態で、基本波動モードに従って伝搬する電磁波1868を誘導することができる。この構成において、電磁波1868は、ケーブル1862に沿ってケーブル1862に結合される他の下流導波路システムに長手方向に伝搬することができる。 In another embodiment, FIG. 18P may be configured to utilize a circuit such as a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) 1870, each coupled to a signal input 1872 (eg, a coaxial cable providing a communication signal). The possible waveguide 1865'is shown. The signal input 1872 is generated by a transmitter circuit as described above in the present disclosure (see, eg, reference numerals 101, 1000 in FIGS. 1 and 10A), which is configured to provide an electrical signal to the MMIC 1870. be able to. Each MMIC1870 can be configured to receive a signal 1872, which can modulate the signal 1872 and use a radiating element (eg, an antenna) to radiate an electromagnetic wave having a radiation E field 1861. In one embodiment, the MMIC1870 can be configured to receive the same signal 1872 but transmit an electromagnetic wave having an E-field 1861 in the opposite direction. This can be achieved by configuring one of the MMIC1870s to transmit electromagnetic waves that are 180 degrees out of phase with the electromagnetic waves transmitted by the other MMIC1870. In one embodiment, the combination of electromagnetic waves emitted by the MMIC1870 is combined and coupled to the cable 1862, and the electromagnetic wave 1868 propagates according to the fundamental wave mode in the absence of other wave modes-non-basic wave modes, etc. Can be induced. In this configuration, electromagnetic waves 1868 can propagate longitudinally along cable 1862 to other downstream waveguide systems coupled to cable 1862.

先細り形ホーン1880は、図18O及び図18Pの実施形態に追加されて、図18Q及び図18Rにおいて説明したように、ケーブル1862上での電磁波1868の誘導を補助することができる。ケーブル1862が非絶縁導体である一実施形態において、ケーブル1862上に誘導された電磁波は、大きい半径方向寸法(例えば、1m)を有することができる。より小さい先細り形ホーン1880を使用できるように、絶縁層1879を図18Q及び図18Rにおいてハッシュ線を用いて示されるように、キャビティ又はその近傍におけるケーブル1862の部分に適用することができる。絶縁層1879は、導波路1865から離れて面する先細り形端部を有することができる。追加された絶縁により、絶縁に密に結合されるように、電磁波1868をまず導波路1865(又は1865’)により送出することができ、それにより、電磁波1868の半径方向寸法が低減する(例えば、数cm)。電磁波1868が導波路1865(1865’)から離れて伝搬し、絶縁層1879の先細り形端部に達すると、電磁波1868の半径方向寸法は増大し始め、最終的に、仮に電磁波1868が絶縁層なしの非絶縁導体上で誘導された場合に有したであろう半径方向寸法を達成する。図18Q及び図18Rの図において、先細り形端部は、先細り形ホーン1880の端部において開始される。他の実施形態において、絶縁層1879の先細り形端部は、先細り形ホーン1880の端部の前又は後で開始することができる。先細り形ホーンは、金属製であってもよく、他の導電材料で構築されてもよく、又は誘電体層で被覆若しくは覆われるか、若しくは導電材料がドープされて、金属製ホーンと同様の反射特性を提供するプラスチック若しくは他の非導電材料で構築されてもよい。 The tapered horn 1880 can be added to the embodiments of FIGS. 18O and 18P to assist in guiding electromagnetic waves 1868 on the cable 1862, as described in FIGS. 18Q and 18R. In one embodiment in which the cable 1862 is a non-insulated conductor, the electromagnetic waves induced on the cable 1862 can have a large radial dimension (eg, 1 m). Insulation layer 1879 can be applied to a portion of cable 1862 in or near the cavity, as shown with hash lines in FIGS. 18Q and 18R, so that the smaller tapered horn 1880 can be used. The insulating layer 1879 can have a tapered end facing away from the waveguide 1865. With the added insulation, the electromagnetic wave 1868 can first be transmitted by the waveguide 1865 (or 1865') so that it is tightly coupled to the insulation, thereby reducing the radial dimension of the electromagnetic wave 1868 (eg, for example. A few cm). When the electromagnetic wave 1868 propagates away from the waveguide 1865 (1865') and reaches the tapered end of the insulating layer 1879, the radial dimension of the electromagnetic wave 1868 begins to increase, and finally the electromagnetic wave 1868 tentatively has no insulating layer. Achieve the radial dimensions that would have been had if guided on a non-insulated conductor. In the views of FIGS. 18Q and 18R, the tapered end begins at the end of the tapered horn 1880. In other embodiments, the tapered end of the insulating layer 1879 can be initiated before or after the end of the tapered horn 1880. The tapered horn may be made of metal, may be constructed of another conductive material, or may be coated or covered with a dielectric layer, or doped with a conductive material to reflect similar to a metal horn. It may be constructed of plastic or other non-conductive material that provides the properties.

一実施形態において、ケーブル1862は、上述したケーブル1850の任意の実施形態を含むことができる。この実施形態において、導波路1865及び1865’は、図18S及び図18Tに示されるように、ケーブル1850の伝送コア1852に結合することができる。導波路1865及び1865’は、上述したように、全体的又は部分的にケーブル1850の内層内を伝搬する電磁波1868を伝送コア1852上に誘導することができる。 In one embodiment, the cable 1862 can include any embodiment of the cable 1850 described above. In this embodiment, the waveguides 1865 and 1865'can be coupled to the transmission core 1852 of the cable 1850, as shown in FIGS. 18S and 18T. As described above, the waveguides 1865 and 1865'can guide the electromagnetic waves 1868 propagating in the inner layer of the cable 1850, in whole or in part, onto the transmission core 1852.

図18Q、図18R、図18S、及び図18Tの上記実施形態において、電磁波1868が双方向であり得ることに留意されたい。例えば、異なる動作周波数の電磁波1868を導波路1865及び1865’のそれぞれのスロット1863又はMMIC1870により受信することができる。受信されると、電磁波は、受信機回路(例えば、図1及び図10Aの参照符号101、1000を参照されたい)により伝達されて、処理される通信信号を生成することができる。 It should be noted that in the above embodiments of FIGS. 18Q, 18R, 18S, and 18T, the electromagnetic waves 1868 can be bidirectional. For example, electromagnetic waves 1868 of different operating frequencies can be received by slots 1863 or MMIC1870 of the waveguides 1865 and 1865', respectively. When received, the electromagnetic waves can be transmitted by a receiver circuit (see, eg, reference numerals 101, 1000 in FIGS. 1 and 10A) to generate a communication signal to be processed.

示されていないが、導波路1865及び1865’は、電磁波1868を長手方向上流又は下流に向けることができるように構成し得ることに更に留意されたい。例えば、導波路1865又は1865’の第1のインスタンスに結合される第1の先細り形ホーン1880は、ケーブル1862上を西に向けることができ、一方、導波路1865及び1865’の第2のインスタンスに結合される第2の先細り形ホーン1880は、ケーブル1862上を東に向けることができる。導波路1865又は1865’の第1及び第2のインスタンスは、リピーター構成において、第1の導波路1865又は1865’により受信される信号を第2の導波路1865又は1865’に提供して、ケーブル1862上を東の方向に再送信することができるように結合することができる。ここで述べたリピーター構成は、ケーブル1862上を東から西の方向に適用することもできる。 Although not shown, it should be further noted that the waveguides 1865 and 1865'may be configured to allow the electromagnetic waves 1868 to be directed upstream or downstream in the longitudinal direction. For example, a first tapered horn 1880 coupled to a first instance of waveguides 1865 or 1865'can be directed west over cable 1862, while a second instance of waveguides 1865 and 1865'. The second tapered horn 1880 coupled to can point east over the cable 1862. The first and second instances of the waveguide 1865 or 1865'provide the signal received by the first waveguide 1865 or 1865' to the second waveguide 1865 or 1865' in a repeater configuration and cable. It can be combined so that it can be retransmitted on 1862 in the eastern direction. The repeater configuration described here can also be applied over cable 1862 in the east-west direction.

図18N、図18O、図18Q、及び図18Sの導波路1865は、非基本又は非対称波動モードのみを有する電磁場を生成するように構成することもできる。図18Uは、非基本波動モードのみを有する電磁場を生成するように構成することができる導波路1865の一実施形態を示す。正中線1890は、導波路1865の前板の裏面(図示せず)上の電流が極性を変えるスロット間の分離を表す。例えば、半径方向外側(すなわち、ケーブル1862の中心点から離れる方を指す)であるE場に対応する前板の裏面上の電流は、幾つかの実施形態において、正中線1890の外側に配置されるスロット(例えば、スロット1863A及び1863B)に関連することができる。半径方向内側(すなわち、ケーブル1862の中心点を指す)であるE場に対応する前板の裏面上の電流は、幾つかの実施形態において、正中線1890の内側に配置されるスロットに関連することができる。電流の方向は、パラメータの中でも特に、中空矩形導波路部分1867(図18Oを参照されたい)に供給される電磁波1866の動作周波数に依存することができる。 The waveguide 1865 of FIGS. 18N, 18O, 18Q, and 18S can also be configured to generate an electromagnetic field having only non-basic or asymmetric wave modes. FIG. 18U shows an embodiment of a waveguide 1865 that can be configured to generate an electromagnetic field having only a non-basic wave mode. The midline 1890 represents the separation between slots where the current on the back surface (not shown) of the front plate of the waveguide 1865 changes polarity. For example, the current on the back surface of the front plate corresponding to the E field, which is radial outside (ie, pointing away from the center point of the cable 1862), is located outside the midline 1890 in some embodiments. Can be associated with slots (eg, slots 1863A and 1863B). The current on the back surface of the front plate corresponding to the E field, which is radially inside (ie, points to the center point of the cable 1862), is associated with, in some embodiments, a slot located inside the midline 1890. be able to. The direction of the current can depend, among other things, on the operating frequency of the electromagnetic wave 1866 supplied to the hollow rectangular waveguide section 1867 (see FIG. 18O).

例示を目的として、中空矩形導波路部分1867に供給される電磁波1866が、スロット1863A及び1863B間の外周距離が電磁波1866の1つの完全な波長であるような動作周波数を有すると仮定する。この場合、スロット1863A及び1863Bにより発せられる電磁波のE場は、半径方向外側を指す(すなわち、逆の向きを有する)。スロット1863A及び1863Bにより発せられる電磁波が結合される場合、結果的なケーブル1862上の電磁波は、基本波動モードに従って伝搬する。逆に、スロットの1つ(例えば、スロット1863B)を正中線1890内部(すなわち、スロット1863C)に位置替えすることにより、スロット1863Cは、スロット1863Aにより生成される電磁波のE場と概ね180度位相がずれたE場を有する電磁波を生成する。その結果、スロット対1863A及び1863Cにより生成される電磁波のE場向きは実質的に位置合わせされる。したがって、スロット対1863A及び1863Cにより発せられる電磁波の結合は、非基本波動モードに従って伝搬する、ケーブル1862に結合された電磁波を生成する。 For purposes of illustration, it is assumed that the electromagnetic wave 1866 supplied to the hollow rectangular waveguide portion 1867 has an operating frequency such that the outer peripheral distance between slots 1863A and 1863B is one perfect wavelength of the electromagnetic wave 1866. In this case, the E field of the electromagnetic waves emitted by slots 1863A and 1863B points radially outward (ie, has opposite directions). When the electromagnetic waves emitted by slots 1863A and 1863B are coupled, the resulting electromagnetic waves on the cable 1862 propagate according to the fundamental wave mode. Conversely, by repositioning one of the slots (eg, slot 1863B) inside the midline 1890 (ie, slot 1863C), slot 1863C is approximately 180 degree phased with the E field of the electromagnetic wave generated by slot 1863A. Generates an electromagnetic wave with an offset E field. As a result, the E-field orientation of the electromagnetic waves generated by the slot pairs 1863A and 1863C is substantially aligned. Thus, the coupling of electromagnetic waves emitted by slot pairs 1863A and 1863C produces an electromagnetic wave coupled to cable 1862 that propagates according to a non-basic wave mode.

再構成可能なスロット構成を達成するために、導波路1865は、図18Vに示される実施形態に従って構成することができる。構成(A)は、複数の対称に位置するスロットを有する導波路1865を示す。構成(A)の各スロット1863は、材料(例えば、炭素繊維又は金属)でスロットを塞ぐことにより選択的にディセーブルして、電磁波の放射を避けることができる。塞がされた(すなわち、ディセーブルされた)スロット1863は黒で示され、一方、イネーブルされた(すなわち、塞がれていない)スロット1863は白で示される。示されていないが、遮断材料は、導波路1865の前板の背後(又は前)に配置することができる。機構(図示せず)を遮断材料に結合することができ、それにより、遮断材料は、カバーを用いて窓を開閉することとよく類似して特定のスロット1863内外に摺動することができる。機構は、導波路1865の回路により制御可能なリニアモータに結合されて、個々のスロット1863を選択的にイネーブル又はディセーブルすることができる。各スロット1863においてそのような機構を用いて、導波路1865は、図18Vの実施形態に示されるように、様々な構成のイネーブル又はディセーブルされたスロット1863を選択するように構成することができる。スロットを覆う又は開く他の方法又は技法(例えば、導波路1865の背後又は前の回転可能ディスクの利用)を本開示の実施形態に適用することもできる。 To achieve a reconfigurable slot configuration, the waveguide 1865 can be configured according to the embodiment shown in FIG. 18V. Configuration (A) shows a waveguide 1865 with a plurality of symmetrically located slots. Each slot 1863 in configuration (A) can be selectively disabled by plugging the slots with a material (eg, carbon fiber or metal) to avoid the emission of electromagnetic waves. Blocked (ie, disabled) slot 1863 is shown in black, while enabled (ie, unblocked) slot 1863 is shown in white. Although not shown, the blocking material can be placed behind (or in front of) the front plate of the waveguide 1865. A mechanism (not shown) can be attached to the blocking material, which allows the blocking material to slide in and out of a particular slot 1863, much like opening and closing a window with a cover. The mechanism can be coupled to a linear motor that can be controlled by a circuit of waveguide 1865 to selectively enable or disable individual slots 1863. Using such a mechanism in each slot 1863, the waveguide 1865 can be configured to select various configurations of enabled or disabled slots 1863, as shown in the embodiment of FIG. 18V. .. Other methods or techniques of covering or opening slots (eg, the use of rotatable disks behind or in front of waveguide 1865) can also be applied to embodiments of the present disclosure.

1つの実施形態において、導波路システム1865は、構成(B)に示されるように、正中線1890外部の特定のスロット1863をイネーブルし、正中線1890内部の特定のスロット1863をディセーブルして、基本波動を生成するように構成することができる。例えば、正中線1890外部のスロット1863(すなわち、導波路システム1865の北位置及び南市における)間の外周距離が完全な1波長であると仮定する。したがって、これらのスロットは、上述したように、特定の瞬間において、半径方向外側を指す電場(E場)を有する。逆に、正中線1890内部のスロット(すなわち、導波路システム1865の西位置及び東位置における)は、正中線外部のスロット1863のいずれかに対して1/2波長の外周距離を有する。正中線1890内部のスロットは、1/2波長だけ離間されるため、そのようなスロットは、半径方向外側を指すE場を有する電磁波を生成する。仮に、正中線1890内部の西及び東のスロットの代わりに、正中線1890外部の西及び東のスロット1863がイネーブルされた場合、これらのスロットにより発せられるE場は半径方向内側を指し、これは、北及び南の電場と結合される場合、非基本波動モード伝搬を生成する。したがって、図18Vに示されるような構成(B)は、半径方向外側を指すE場を有する電磁波を北及び南のスロット1863において生成し、これも半径方向外側を指すE場を有する電磁波を西及び東のスロット1863において生成するのに用いることができ、これらの電磁波は、結合されると、基本波動モードを有する電磁波をケーブル1862上に誘導する。 In one embodiment, the waveguide system 1865 enables a specific slot 1863 outside the midline 1890 and disables a specific slot 1863 inside the midline 1890, as shown in configuration (B). It can be configured to generate a fundamental wave. For example, it is assumed that the outer peripheral distance between slots 1863 (ie, in the north position and south city of the waveguide system 1865) outside the midline 1890 is one wavelength. Therefore, as described above, these slots have an electric field (E field) pointing outward in the radial direction at a specific moment. Conversely, the slots inside the midline 1890 (ie, in the west and east positions of the waveguide system 1865) have a perimeter distance of 1/2 wavelength with respect to any of the slots 1863 outside the midline. Since the slots inside the midline 1890 are separated by 1/2 wavelength, such slots generate electromagnetic waves with an E field pointing outwards in the radial direction. If, instead of the west and east slots inside the midline 1890, the west and east slots 1863 outside the midline 1890 are enabled, the E-fields emitted by these slots point radially inward, which is When combined with north and south electric fields, it produces non-basic wave mode propagation. Thus, configuration (B) as shown in FIG. 18V produces electromagnetic waves with an E-field pointing radially outward in slots 1863 in the north and south, which also produces electromagnetic waves with an E-field pointing radially outward to the west. And can be used to generate in slot 1863 in the east, these electromagnetic waves, when combined, direct an electromagnetic wave with a fundamental wave mode onto the cable 1862.

別の実施形態において、導波路システム1865は、構成(C)に示されるように、正中線1890外部の北、南、西、及び東のスロット1863を全てイネーブルし、他の全てのスロット1863をディセーブルするように構成することができる。対向するスロット(例えば、北及び南又は西及び東)の対間の外周距離が1つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、構成(C)を用いて、半径方向外側を指す幾つかのE場及び半径方向内側を指す他の場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。更に別の実施形態において、導波路システム1865は、構成(D)に示されるように、正中線1890外部の北西スロット1863をイネーブルし、正中線1890内部の南東スロット1863をイネーブルし、他の全てのスロット1863をディセーブルするように構成することができる。そのようなスロット対間の外周距離が、1つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、そのような構成を用いて、北西方向に位置合わせされたE場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。 In another embodiment, the waveguide system 1865 enables all north, south, west, and east slots 1863 outside the midline 1890 and all other slots 1863, as shown in configuration (C). It can be configured to be disabled. Assuming that the perimeter distances between pairs of opposing slots (eg, north and south or west and east) are separated by one perfect wavelength, configuration (C) is used to point to some radial outside. It is possible to generate an electromagnetic wave having a non-basic wave mode with an E field and other fields pointing inward in the radial direction. In yet another embodiment, the waveguide system 1865 enables northwest slot 1863 outside the midline 1890, southeast slot 1863 inside the midline 1890, and everything else, as shown in configuration (D). Slot 1863 can be configured to be disabled. Assuming that the outer perimeter distances between such slot pairs are separated by one perfect wavelength, using such a configuration, an electromagnetic wave having a non-basic wave mode with an E field aligned in the northwest direction. Can be generated.

別の実施形態において、導波路システム1865は、南西方向に位置合わせされたE場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができる。これは、構成(D)において用いられるものと異なる構成を利用することにより達成することができる。構成(E)は、構成(E)に示されるように、正中線1890外部の南西スロット1863をイネーブルし、正中線1890内部の北西スロット1863をイネーブルし、他の全てのスロット1863をディセーブルすることにより達成することができる。そのようなスロットの対間の外周距離が1つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、そのような構成を用いて、南西方向において位置合わせされたE場を有する非基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。したがって、構成(E)は、構成(D)の非基本波動モードに直交する非基本波動モードを生成する。 In another embodiment, the waveguide system 1865 can be configured to generate an electromagnetic wave having a non-basic wave mode with an E field aligned in the southwest direction. This can be achieved by using a configuration different from that used in configuration (D). Configuration (E) enables southwest slot 1863 outside midline 1890, northwest slot 1863 inside midline 1890, and disables all other slots 1863, as shown in configuration (E). It can be achieved by. Assuming that the perimeter distance between pairs of such slots is separated by one perfect wavelength, using such a configuration, an electromagnetic wave having a non-basic wave mode with an E-field aligned in the southwest direction. Can be generated. Therefore, configuration (E) generates a non-basic wave mode orthogonal to the non-basic wave mode of configuration (D).

更に別の実施形態において、導波路システム1865は、半径方向内側を指すE場を有する基本波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができる。これは、構成(F)に示されるように、正中線1890内部の北スロット1863をイネーブルし、正中線1890内部の南スロット1863をイネーブルし、正中線1890外部の東スロットをイネーブルし、正中線1890外部の西スロット1863をイネーブルし、他の全てのスロット1863をディセーブルすることにより達成することができる。北スロットと南スロットとの間の外周距離が1つの完全な波長だけ離間されると仮定すると、そのような構成を用いて、半径方向内側のE場を有する基本波動モードを有する電磁波を生成することができる。構成(B)及び(F)において選択されたスロットは異なるが、構成(B)及び(F)により生成される基本波動モードは同じである。 In yet another embodiment, the waveguide system 1865 can be configured to generate an electromagnetic wave having a fundamental wave mode with an E field pointing inward in the radial direction. It enables the north slot 1863 inside the midline 1890, the south slot 1863 inside the midline 1890, the east slot outside the midline 1890, and the midline, as shown in configuration (F). This can be achieved by enabling West Slot 1863 on the outside of 1890 and disabling all other Slots 1863. Assuming that the perimeter distance between the north and south slots is separated by one perfect wavelength, such a configuration is used to generate an electromagnetic wave with a fundamental wave mode with an E field inside the radius. be able to. The slots selected in configurations (B) and (F) are different, but the fundamental wave modes generated by configurations (B) and (F) are the same.

更に別の実施形態において、E場をスロット間で操作し、中空矩形導波路部分1867に供給される電磁波1866の動作周波数を変更することにより、基本又は非基本波動モードを生成することができる。例えば、図18Uの図において、電磁波1866の特定の動作周波数で、スロット1863A及び1863B間の外周距離が電磁波1866の1つの完全な波長であると仮定する。この場合、スロット1863A及び1863Bにより発せられる電磁波のE場は、示されるように、半径方向外側を指し、組み合わせて用いられて、基本波動モードを有する電磁波をケーブル1862上に誘導することができる。逆に、スロット1863A及び1863Cにより発せられる電磁波のE場は、示されるように、半径方向において位置合わせされ(すなわち、北を指し)、組み合わせて用いられて、非基本波動モードを有する電磁波をケーブル1862上に誘導することができる。 In yet another embodiment, a basic or non-basic wave mode can be generated by manipulating the E field between slots and changing the operating frequency of the electromagnetic waves 1866 supplied to the hollow rectangular waveguide portion 1867. For example, in the figure of FIG. 18U, it is assumed that at a specific operating frequency of electromagnetic wave 1866, the outer peripheral distance between slots 1863A and 1863B is one complete wavelength of electromagnetic wave 1866. In this case, the E-fields of the electromagnetic waves emitted by slots 1863A and 1863B point outward in the radial direction, as shown, and can be used in combination to guide electromagnetic waves with a fundamental wave mode onto the cable 1862. Conversely, the E-fields of the electromagnetic waves emitted by slots 1863A and 1863C are radially aligned (ie, pointing north) and used in combination to cable electromagnetic waves with non-basic wave modes, as shown. It can be guided on the 1862.

ここで、中空矩形導波路部分1867に供給される電磁波1866の動作周波数が、スロット1863A及び1863B間の外周距離が電磁波1866の1/2波長であるように変更されると考える。この場合、スロット1863A及び1863Bにより発せられる電磁波のE場は、半径方向において位置合わせされる(すなわち、同じ方向を指す)。すなわち、スロット1863Bにより発せられる電磁波のE場は、スロット1863Aにより発せられる電磁波のE場と同じ方向を指す。そのような電磁波を組み合わせて用いて、非基本波動モードを有する電磁波をケーブル1862上に誘導することができる。逆に、スロット1863A及び1863Cにより発せられる電磁波のE場は、半径方向外側に向かい(すなわち、ケーブル1862から離れる)、且つ組み合わせて用いて、基本波動モードを有する電磁波をケーブル1862上に誘導することができる。 Here, it is considered that the operating frequency of the electromagnetic wave 1866 supplied to the hollow rectangular waveguide portion 1867 is changed so that the outer peripheral distance between the slots 1863A and 1863B is 1/2 wavelength of the electromagnetic wave 1866. In this case, the E-fields of the electromagnetic waves emitted by slots 1863A and 1863B are aligned in the radial direction (ie, point in the same direction). That is, the E field of the electromagnetic wave emitted by the slot 1863B points in the same direction as the E field of the electromagnetic wave emitted by the slot 1863A. Such electromagnetic waves can be used in combination to guide an electromagnetic wave having a non-basic wave mode onto the cable 1862. Conversely, the E-field of the electromagnetic waves emitted by slots 1863A and 1863C is radially outward (ie, away from the cable 1862) and used in combination to guide an electromagnetic wave with a fundamental wave mode onto the cable 1862. Can be done.

別の実施形態において、図18P、図18R、及び図18Tの導波路1865’は、非基本波動モードのみを有する電磁波を生成するように構成することもできる。これは、図18Wに示されるように、より多くのMMIC1870を追加することにより達成することができる。各MMIC1870は、同じ信号入力1872を受信するように構成することができる。しかし、MMIC1870は、各MMIC1870内の制御可能位相シフト回路を用いて、異なる位相を有する電磁波を発するように選択的に構成することができる。例えば、北及び南のMMIC1870は、180度の位相差を有する電磁波を発するように構成することができ、それにより、北又は南のいずれかの方向においてE場を位置合わせすることができる。MMIC1870の対の任意の組み合わせ(例えば、西及び東のMMIC1870、北西及び南東のMMIC1870、北東及び南西のMMIC1870)に、対向するか又は位置合わせされたE場を構成することができる。したがって、導波路1865’は、1つ若しくは複数の非基本波動モード、1つ若しくは複数の基本波動モードを有する電磁波、又はそれらの任意の組み合わせを有する電磁波を生成するように構成することができる。 In another embodiment, the waveguide 1865'of FIGS. 18P, 18R, and 18T can also be configured to generate an electromagnetic wave having only a non-basic wave mode. This can be achieved by adding more MMIC1870, as shown in FIG. 18W. Each MMIC1870 can be configured to receive the same signal input 1872. However, the MMIC1870 can be selectively configured to emit electromagnetic waves having different phases using the controllable phase shift circuits in each MMIC1870. For example, the north and south MMIC1870 can be configured to emit electromagnetic waves with a phase difference of 180 degrees, thereby aligning the E field in either the north or south direction. Any combination of pairs of MMIC1870s (eg, MMIC1870 in the west and east, MMIC1870 in the northwest and southeast, MMIC1870 in the northeast and southwest) can be configured with E-fields facing or aligned. Therefore, the waveguide 1865'can be configured to generate an electromagnetic wave having one or more non-basic wave modes, or an electromagnetic wave having one or more fundamental wave modes, or any combination thereof.

非基本波動モードを有する電磁波を生成するために、スロット1863を対で選択する必要がないことが提案される。例えば、非基本波動モードを有する電磁波は、図18Vの構成(A)に示される複数のスロットからの単一のスロットをイネーブルし、他の全てのスロットをディセーブルすることにより生成することができる。同様に、図18Wにおいて示されるMMIC1870の単一のMMIC1870は、非基本波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができ、一方、他の全てのMMIC1870は用いられず、すなわち、ディセーブルされる。同様に、導波路スロット1863又はMMIC1870の他の非ヌルの適切な部分集合をイネーブルすることにより、他の波動モード及び波動モードの組み合わせを誘導することができる。 It is proposed that slots 1863 do not need to be selected in pairs to generate electromagnetic waves with non-basic wave modes. For example, an electromagnetic wave having a non-basic wave mode can be generated by enabling a single slot from the plurality of slots shown in configuration (A) of FIG. 18V and disabling all other slots. .. Similarly, a single MMIC1870 of the MMIC1870 shown in FIG. 18W can be configured to generate electromagnetic waves with a non-basic wave mode, while all other MMIC1870s are unused, i.e. disabled. Will be done. Similarly, other wave modes and combinations of wave modes can be induced by enabling the appropriate subset of waveguide slots 1863 or other non-null MMIC1870.

図18U及び図18Vに示されるE場矢印が単なる例示であり、E場の静的な図を表すことが更に提案される。実際には、電磁波は、ある瞬間には外側を指し、別の瞬間には内側を指す振動するE場を有することができる。例えば、一方向(例えば、北)において位置合わせされるE場を有する非基本波動モードの場合、そのような波は、別の瞬間において、逆方向(例えば、南)を指すE場を有することができる。同様に、半径方向であるE場を有する基本波動モードは、ある瞬間において、半径方向においてケーブル1862から離れる方を指し、別の瞬間において、半径方向においてケーブル1862を指すE場を有することができる。図18U〜図18Wの実施形態が、1つ若しくは複数の非基本波動モードを有する電磁波、1つ若しくは複数の基本波動モード(例えば、TM00及びHE11モード)を有する電磁波、又はそれらの任意の組み合わせを生成するように構成可能であることに更に留意されたい。そのような構成は、本開示において説明される任意の実施形態と組み合わせて用いられ得ることに更に留意されたい。図18U〜図18Wの実施形態を組み合わせることができる(例えば、MMICと組み合わせ用いられるスロット)ことにも留意されたい。 The E-field arrows shown in FIGS. 18U and 18V are merely examples, and it is further proposed to represent a static diagram of the E-field. In practice, an electromagnetic wave can have a vibrating E-field that points outward at one moment and inside at another moment. For example, in a non-basic wave mode with an E field aligned in one direction (eg north), such a wave may have an E field pointing in the opposite direction (eg south) at another moment. Can be done. Similarly, a fundamental wave mode with an E-field in the radial direction can have an E-field pointing away from the cable 1862 in the radial direction at one moment and pointing away from the cable 1862 in the radial direction at another moment. .. The embodiments of FIGS. 18U-18W include electromagnetic waves having one or more non-basic wave modes, electromagnetic waves having one or more fundamental wave modes (eg, TM00 and HE11 modes), or any combination thereof. Further note that it can be configured to generate. It should be further noted that such a configuration may be used in combination with any of the embodiments described in the present disclosure. It should also be noted that the embodiments of FIGS. 18U-18W can be combined (eg, slots used in combination with MMICs).

幾つかの実施形態において、図18N〜図18Wの導波路システム1865及び1865’は、ある波動モードが他方よりも優位な基本波動モードと非基本波動モードとの組み合わせを生成し得ることに更に留意されたい。例えば、1つの実施形態において、図18N〜図18Wの導波路システム1865及び1865’により生成される電磁波は、非基本波動モードを有する弱信号成分及び基本波動モードを有する実質的に強い信号成分を有することができる。したがって、この実施形態において、電磁波は実質的に基本波動モードを有する。別の実施形態において、図18N〜図18Wの導波路システム1865及び1865’により生成される電磁波は、基本波動モードを有する弱信号成分及び非基本波動モードを有する実質的に強い信号成分を有することができる。したがって、この実施形態において、電磁波は実質的に非基本波動モードを有する。更に、伝送媒体の長さに沿って些細な距離のみ伝搬する非優位波動モードを生成することができる。 Further note that in some embodiments, the waveguide systems 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18W may produce a combination of fundamental and non-basic wave modes in which one wave mode is superior to the other. I want to be. For example, in one embodiment, the electromagnetic waves generated by the waveguide systems 1865 and 1865'in FIGS. 18N-18W have a weak signal component having a non-basic wave mode and a substantially strong signal component having a fundamental wave mode. Can have. Therefore, in this embodiment, the electromagnetic wave has substantially a fundamental wave mode. In another embodiment, the electromagnetic waves generated by the waveguide systems 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18W have a weak signal component having a fundamental wave mode and a substantially strong signal component having a non-basic wave mode. Can be done. Therefore, in this embodiment, the electromagnetic wave has substantially a non-basic wave mode. Further, it is possible to generate a non-dominant wave mode that propagates only a small distance along the length of the transmission medium.

図18N〜図18Wの導波路システム1865及び1865’が、結合された電磁波の1つ又は複数の生成される波動モードと異なり得る波動モードを有する電磁波のインスタンスを生成するように構成可能であることにも留意されたい。図18Wの導波路システム1865’の各MMIC1870が、別のMMIC1870により生成される電磁波の別のインスタンスの波動特性と異なる波動特性を有する電磁波のインスタンスを生成するように構成可能であることに更に留意されたい。あるMMIC1870は、例えば、別のMMIC1870により生成される別の電磁波の異なるインスタンスの空間方位及び位相、周波数、大きさ、電場方位、及び/又は磁場方位と異なる空間方位及び位相、周波数、大きさ、電場方位、及び/又は磁場方位を有する電磁波のインスタンスを生成することができる。したがって、導波路システム1865’は、結合されたとき、1つ又は複数の所望の波動モードを有する結果的な電磁波を達成する異なる波動特性及び空間特性を有する電磁波のインスタンスを生成するように構成することができる。 The waveguide systems 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18W can be configured to generate instances of electromagnetic waves having wave modes that may differ from one or more generated wave modes of the coupled electromagnetic waves. Please also note. Further note that each MMIC1870 of the waveguide system 1865'of FIG. 18W can be configured to generate an instance of an electromagnetic wave having a wave characteristic different from that of another instance of the electromagnetic wave generated by another MMIC1870. I want to be. One MMIC1870 has, for example, the spatial orientation and phase, frequency, magnitude, electric field orientation and / or the spatial orientation and phase, frequency, magnitude different from the magnetic field orientation of different instances of another electromagnetic wave generated by another MMIC1870. Electromagnetic wave instances with electric and / or magnetic field orientations can be generated. Thus, the waveguide system 1865'is configured to generate instances of electromagnetic waves with different wave and spatial characteristics that, when combined, achieve the resulting electromagnetic wave with one or more desired wave modes. be able to.

これらの例示から、図18N〜図18Wの導波路システム1865及び1865’が、1つ又は複数の選択可能な波動モードを有する電磁波を生成するように構成可能であることが提案される。1つの実施形態において、例えば、導波路システム1865及び1865’は、1つ又は複数の波動モードを選択し、1つ又は複数の構成可能な波及び空間特性を有する電磁波のインスタンスを結合するプロセスから選択され生成される1つ又は複数の波動モードを有する電磁波を生成するように構成することができる。一実施形態において、例えば、パラメトリック情報をルックアップテーブルに記憶することができる。ルックアップテーブル中の各エントリは、選択可能な波動モードを表すことができる。選択可能な波動モードは、単一の波動モード又は複数の波動モードの組み合わせを表すことができる。複数の波動モードの組み合わせは、1つ又は優位な波動モードを有することができる。パラメトリック情報は、所望の波動モードを有する結果的な電磁波を生成する電磁波のインスタンスを生成する構成情報を提供することができる。 From these examples, it is proposed that the waveguide systems 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18W can be configured to generate electromagnetic waves with one or more selectable wave modes. In one embodiment, for example, the waveguide systems 1865 and 1865'from the process of selecting one or more wave modes and combining instances of electromagnetic waves with one or more configurable wave and spatial properties. It can be configured to generate an electromagnetic wave having one or more wave modes that are selected and generated. In one embodiment, for example, parametric information can be stored in a look-up table. Each entry in the lookup table can represent a selectable wave mode. The selectable wave modes can represent a single wave mode or a combination of multiple wave modes. A combination of multiple wave modes can have one or a dominant wave mode. The parametric information can provide configuration information that creates an instance of the electromagnetic wave that produces the resulting electromagnetic wave with the desired wave mode.

例えば、1つ又は複数の波動モードが選択されると、ルックアップテーブルの選択された1つ又は複数の波動モードに関連するエントリからのパラメトリック情報を用いて、所望の波動モードを有する電磁波を達成するために、1つ又は複数のMMIC1870のいずれを利用し、及び/又はそれらの対応する構成を識別することができる。パラメトリック情報は、所望の波動モードを有する電磁波の生成に必要とされることがあるMMIC1870の空間方位に基づいて、1つ又は複数のMMIC1870の選択を識別することができる。パラメトリック情報は、選択されたMMIC1870のそれぞれで同じあってもよく、又は同じでなくてもよい特定の位相、周波数、大きさ、電場方位、及び/又は磁場方位を有するように1つ又は複数のMMIC1870のそれぞれを構成するために、情報を提供することもできる。選択可能な波動モード及び対応するパラメトリック情報を有するルックアップテーブルは、スロット付き導波路システム1865を構成するように構成することができる。 For example, when one or more wave modes are selected, an electromagnetic wave with the desired wave mode is achieved using parametric information from the entries associated with the selected one or more wave modes in the lookup table. Either one or more MMIC1870s can be utilized and / or their corresponding configurations can be identified. The parametric information can identify the selection of one or more MMIC1870s based on the spatial orientation of the MMIC1870 that may be required to generate an electromagnetic wave with the desired wave mode. The parametric information may or may not be the same for each of the selected MMIC1870s, so that it has a particular phase, frequency, magnitude, electric field orientation, and / or magnetic field orientation. Information can also be provided to configure each of the MMIC1870s. A look-up table with selectable wave modes and corresponding parametric information can be configured to configure the slotted waveguide system 1865.

幾つかの実施形態において、導波される電磁波は、対応する波動モードが、伝送媒体上を微小な距離より長い距離(non−trivial distances)だけ伝搬し、望ましいこともあれば望ましくないこともある他の波動モードよりもはるかに大きい大きさ(例えば、20dBだけ高い大きさ)の場強度を有する場合、所望の波動モードを有すると見なすことができる。そのような所望の1つ又は複数の波動モードは、優位波動モードと呼ぶことができ、他の波動モードは非優位波動モードと呼ばれる。同様に、基本導波モードを実質的に有さないと言える導波される電磁波は、基本波動モードを有さないか、又は非優位基本波動モードを有する。非基本波動モードを実質的に有さないと言える導波される電磁波は、非基本導波モードを有さないか、又は非優位非基本導波モードのみを有する。幾つかの実施形態において、単一の導波モードのみ又は選択された導波モードを有すると言える導波される電磁波は、1つのみの対応する優位導波モードを有することができる。 In some embodiments, the waveguided electromagnetic waves may or may not be desirable, with the corresponding wave modes propagating over the transmission medium over a distance longer than a small distance (non-trivial distances). If it has a field intensity much higher than the other wave modes (eg, 20 dB higher), it can be considered to have the desired wave mode. Such desired one or more wave modes can be referred to as dominant wave modes and the other wave modes are referred to as non-dominant wave modes. Similarly, a wave-guided electromagnetic wave that can be said to have substantially no fundamental waveguide mode either does not have a fundamental wave mode or has a non-dominant fundamental wave mode. Waveguided electromagnetic waves that can be said to have substantially no non-basic wave mode do not have a non-basic waveguide mode or have only a non-dominant non-basic waveguide mode. In some embodiments, the wave-guided electromagnetic wave, which can be said to have only a single waveguide mode or a selected waveguide mode, can have only one corresponding dominant waveguide mode.

図18U〜図18Wの実施形態が本開示の他の実施形態に適用可能であることに更に留意されたい。例えば、図18U〜図18Wの実施形態は、図18N〜図18Tに示される実施形態への代替の実施形態として用いることができ、又は図18N〜図18Tに示される実施形態と組み合わせて用いることができる。 It should be further noted that the embodiments of FIGS. 18U-18W are applicable to the other embodiments of the present disclosure. For example, the embodiments of FIGS. 18U-18W can be used as alternative embodiments to the embodiments shown in FIGS. 18N-18T, or in combination with the embodiments shown in FIGS. 18N-18T. Can be done.

ここで、図19A及び図19Bを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナ並びに対応する利得及び場強度プロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。図19Aは、円錐形構造を有する誘電体ホーンアンテナ1901を示す。誘電体ホーンアンテナ1901は、給電線1902の対向する端部においてフィードポイント1902’’を有する給電線1902の一端部1902’に結合される。誘電体ホーンアンテナ1901及び給電線1902(並びに本開示において以下に説明される誘電体アンテナの他の実施形態)は、ポリエチレン材料、ポリウレタン材料、又は他の適する誘電体材料(例えば、合成樹脂、他のプラスチック等)等の誘電体材料で構築することができる。誘電体ホーンアンテナ1901及び給電線1902(並びに本開示において以下に説明される誘電体アンテナの他の実施形態)は、任意の導電材料が実質的に又は全体的にないように構成することができる。 Here, with reference to FIGS. 19A and 19B, a block diagram illustrating a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna and corresponding gain and field intensity plots according to the various aspects described herein. Shown. FIG. 19A shows a dielectric horn antenna 1901 having a conical structure. The dielectric horn antenna 1901 is coupled to one end 1902'of the feeder 1902 having a feed point 1902 ″ at the opposite end of the feeder 1902. The dielectric horn antenna 1901 and the feeder line 1902 (and other embodiments of the dielectric antenna described below in the present disclosure) are polyethylene materials, polyurethane materials, or other suitable dielectric materials (eg, synthetic resins, etc.). It can be constructed of a dielectric material such as plastic). The dielectric horn antenna 1901 and the feeder line 1902 (and other embodiments of the dielectric antenna described below in the present disclosure) can be configured to be substantially or totally free of any conductive material. ..

例えば、誘電体ホーンアンテナ1901及び給電線1902の外面1907は、外面面積の少なくとも95%が非導電性である場合、非導電性又は実質的に非導電性であり得、誘電体ホーンアンテナ1901及び給電線1902の構築に用いられる誘電体材料は、導電性であり得る不純物を実質的に含まない(例えば、1ppt未満等)か、又は導電性を付与しないようなものであり得る。しかし、他の実施形態において、1つ又は複数のネジ、リベット、又は部品を互いに結合するのに用いられる他の結合要素を用いて給電線1902のフィードポイント1902’’に結合するのに用いられる金属製コネクタ部品及び/又は誘電体アンテナの放射パターンを大きく変更しない1つ又は複数の構造的要素等の限られた数の導電性部品を用いることができる。 For example, the outer surface 1907 of the dielectric horn antenna 1901 and the feeder line 1902 can be non-conductive or substantially non-conductive if at least 95% of the outer surface area is non-conductive, and the dielectric horn antenna 1901 and The dielectric material used to construct the feeder 1902 may be substantially free of impurities that may be conductive (eg, less than 1 ppt, etc.) or may not impart conductivity. However, in other embodiments, it is used to couple to feed point 1902'' of feeder 1902 using one or more screws, rivets, or other coupling elements used to bond parts to each other. A limited number of conductive components such as metal connector components and / or one or more structural elements that do not significantly change the radiation pattern of the dielectric antenna can be used.

フィードポイント1902’’は、図18I及び図18Jにおいて例示により上述された等のコア1852に結合するように構成することができる。一実施形態において、フィードポイント1902’’は、図18Jのスプライスデバイス1860等のジョイント(図19Aに示されず)を利用してコア1852に結合することができる。フィードポイント1902’’をコア1852に結合する他の実施形態を用いることもできる。一実施形態において、ジョイントは、フィードポイント1902’’にコア1852の終点に接触させるように構成することができる。別の実施形態において、ジョイントは、フィードポイント1902’’とコア1852の端部との間に間隙を作成することができる。更に別の実施形態において、ジョイントは、フィードポイント1902’’及びコア1852を同軸上に位置合わせするか、又は部分的に位置合わせしなくてもよい。上記実施形態の任意の組み合わせにも関わらず、電磁波は、全体的又は少なくとも部分的にフィードポイント1902’’とコア1852との間を伝搬することができる。 The feed point 1902 ″ can be configured to couple to the core 1852 as described above by way of illustration in FIGS. 18I and 18J. In one embodiment, the feed point 1902 ″ can be coupled to the core 1852 using a joint (not shown in FIG. 19A) such as the splice device 1860 of FIG. 18J. Other embodiments may also be used in which the feed point 1902 ″ is coupled to the core 1852. In one embodiment, the joint can be configured to contact the feed point 1902 ″ with the end point of the core 1852. In another embodiment, the joint can create a gap between the feed point 1902 ″ and the end of the core 1852. In yet another embodiment, the joint may or may not align the feed point 1902 ″ and the core 1852 coaxially or partially. Despite any combination of the above embodiments, electromagnetic waves can propagate between feedpoint 1902 ″ and core 1852 in whole or at least in part.

ケーブル1850は、図18Sに示される導波路システム1865又は図18Tに示される導波路システム1865’に結合することができる。例示のみを目的として、図18Tの導波路システム1865’を参照する。しかし、図18Sの導波路システム1865又は他の導波路システムも以下の考察により利用し得ることが理解される。導波路システム1865’は、波動モード(例えば、上述したような非基本波動モード、基本波動モード、ハイブリッド波動モード、又はそれらの組み合わせ)を選択し、非光学動作周波数(例えば、60GHz)を有する電磁波のインスタンスを送信するように構成することができる。電磁波は、図18Tに示されるように、ケーブル1850のインターフェースに向けることができる。 Cable 1850 can be coupled to the waveguide system 1865 shown in FIG. 18S or the waveguide system 1865'shown in FIG. 18T. Reference is made to the waveguide system 1865'in FIG. 18T for illustration purposes only. However, it is understood that the waveguide system 1865 of FIG. 18S or other waveguide systems may also be utilized by the following considerations. The waveguide system 1865'selects a wave mode (eg, non-basic wave mode, fundamental wave mode, hybrid wave mode, or a combination thereof as described above) and has an electromagnetic wave having a non-optical operating frequency (eg, 60 GHz). Can be configured to send an instance of. Electromagnetic waves can be directed at the interface of the cable 1850, as shown in FIG. 18T.

導波路システム1865’により生成される電磁波のインスタンスは、コア1852からフィードポイント1902’’に伝搬する、選択された波動モードを有する結合電磁波を誘導することができる。結合電磁波は、部分的にコア1852の内部及び部分的にコア1852の外面上を伝搬することができる。結合電磁波は、コア1852とフィードポイント1902’’との接合部を通って伝搬すると、引き続き、部分的に給電線1902の内部及び部分的に給電線1902の外面上を伝搬することができる。幾つかの実施形態において、コア1852及び給電線1902の外面を伝搬する結合電磁波の部分は小さい。これらの実施形態において、結合電磁波は、誘電体アンテナ1901に向かって長手方向に伝搬しながら、コア1852及び給電線1902により導波され、密に結合されると言うことができる。 Instances of electromagnetic waves generated by the waveguide system 1865'can induce coupled electromagnetic waves with selected wave modes propagating from core 1852 to feedpoint 1902 ″. The coupled electromagnetic waves can propagate partially inside the core 1852 and partially on the outer surface of the core 1852. When the coupled electromagnetic wave propagates through the junction between the core 1852 and the feed point 1902 ″, it can continue to propagate partially inside the feeder line 1902 and partially on the outer surface of the feeder line 1902. In some embodiments, the portion of the coupled electromagnetic wave propagating on the outer surfaces of the core 1852 and the feeder line 1902 is small. In these embodiments, it can be said that the coupled electromagnetic waves are guided by the core 1852 and the feeder line 1902 while propagating in the longitudinal direction toward the dielectric antenna 1901 and are tightly coupled.

結合電磁波は、誘電体アンテナ1901の基端部(給電線1902と誘電体アンテナ1901との間の接合部1902’における)に達すると、誘電体アンテナ1901の基端部に入り、誘電体アンテナ1901の軸に沿って長手方向に伝搬する(ハッシュ線として示される)。結合電磁波がアパーチャ1903に達するときまでに、結合電磁波は、図19Bに示される側面図及び正面図により示されるものと同様の強度パターンを有する。図19Bの電場強度パターンは、結合電磁波の電場がアパーチャ1903の中心領域において最強であり、外側領域においてより弱いことを示す。一実施形態において、誘電体アンテナ1901内を伝搬する電磁波の波動モードがハイブリッド波動モード(例えば、HE11)である場合、外面1907における電磁波の漏れは、低減されるか、又は幾つかの場合にはなくなる。誘電体アンテナ1901は物理的開口部を有さない中実の誘電体材料で構築されるが、自由空間ワイヤレス信号が放射又は受信される誘電体アンテナ1901の前面又は動作面は、幾つかの従来技術によるシステムでは、アパーチャという用語が、自由空間ワイヤレス信号を放射又は受信するアンテナの開口部を記述するのに用いられることがあるにも関わらず、誘電体アンテナ1901のアパーチャ1903を指すことに更に留意されたい。ハイブリッド波動モードをケーブル1850上に送出する方法について以下で考察する。 When the coupled electromagnetic wave reaches the proximal end of the dielectric antenna 1901 (at the junction 1902'between the feeder line 1902 and the dielectric antenna 1901), it enters the proximal end of the dielectric antenna 1901 and enters the dielectric antenna 1901. Propagates longitudinally along the axis of (shown as a hash line). By the time the coupled electromagnetic wave reaches aperture 1903, the coupled electromagnetic wave has an intensity pattern similar to that shown in the side and front views shown in FIG. 19B. The electric field intensity pattern of FIG. 19B shows that the electric field of the coupled electromagnetic wave is strongest in the central region of aperture 1903 and weaker in the outer region. In one embodiment, when the wave mode of the electromagnetic waves propagating in the dielectric antenna 1901 is the hybrid wave mode (eg HE11), the leakage of the electromagnetic waves on the outer surface 1907 is reduced, or in some cases, It disappears. Although the dielectric antenna 1901 is constructed of a solid dielectric material with no physical openings, the front or working surface of the dielectric antenna 1901 from which free space wireless signals are radiated or received may be some conventional. In technical systems, the term aperture is further referred to as the aperture 1903 of the dielectric antenna 1901, even though it may be used to describe the opening of an antenna that radiates or receives a free space wireless signal. Please note. A method of transmitting the hybrid wave mode on the cable 1850 will be considered below.

一実施形態において、図19Bに示される遠距離場アンテナ利得パターンは、公称周波数から結合電磁波の動作周波数を低減することにより広げることができる。同様に、利得パターンは、公称周波数から結合電磁波の動作周波数を増大させることにより狭めることができる。したがって、アパーチャ1903により発せられるワイヤレス信号のビームの幅は、結合電磁波の動作周波数を増大又は低減するように導波路システム1865’を構成することにより制御することができる。 In one embodiment, the long-range antenna gain pattern shown in FIG. 19B can be extended by reducing the operating frequency of the coupled electromagnetic wave from the nominal frequency. Similarly, the gain pattern can be narrowed by increasing the operating frequency of the coupled electromagnetic wave from the nominal frequency. Therefore, the width of the beam of the wireless signal emitted by the aperture 1903 can be controlled by configuring the waveguide system 1865'to increase or decrease the operating frequency of the coupled electromagnetic waves.

図19Aの誘電体アンテナ1901は、同様のアンテナ又は従来のアンテナ設計のいずれかにより送信される自由空間ワイヤレス信号等のワイヤレス信号を受信するのに用いることもできる。アパーチャ1903において誘電体アンテナ1901により受信されるワイヤレス信号は、給電線1902に向かって伝搬する電磁波を誘電体アンテナ1901内に誘導する。電磁波は、引き続き給電線1902からフィードポイント1902’’とコア1852の終点との間の接合部に伝搬し、それにより、図18Tに示されるように、ケーブル1850に結合された導波路システム1865’に搬送される。この構成において、導波路システム1865’は、誘電体アンテナ1901を利用して双方向通信を実行することができる。幾つかの実施形態において、ケーブル1850(破線で示される)のコア1852がフィードポイント1902’’と同一線上にあるように構成されて、図19Aに示される湾曲を避け得ることに更に留意されたい。幾つかの実施形態において、同一線上の構成は、ケーブル1850の湾曲に起因する電磁伝搬の変更を低減することができる。 The dielectric antenna 1901 of FIG. 19A can also be used to receive a wireless signal, such as a free space wireless signal transmitted by either a similar antenna or a conventional antenna design. The wireless signal received by the dielectric antenna 1901 in the aperture 1903 guides an electromagnetic wave propagating toward the feeder line 1902 into the dielectric antenna 1901. Electromagnetic waves continue to propagate from the feeder line 1902 to the junction between the feed point 1902'' and the end point of the core 1852, thereby the waveguide system 1865' coupled to the cable 1850, as shown in FIG. 18T. Will be transported to. In this configuration, the waveguide system 1865'can perform bidirectional communication using the dielectric antenna 1901. It should be further noted that in some embodiments, the core 1852 of the cable 1850 (shown by the dashed line) is configured to be co-aligned with the feed point 1902'' to avoid the curvature shown in FIG. 19A. .. In some embodiments, the co-wire configuration can reduce changes in electromagnetic propagation due to the curvature of the cable 1850.

ここで、図19C及び図19Dを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、レンズ1912に結合又はレンズ1912と一体的に構築された誘電体アンテナ1901並びに対応する利得及び場強度プロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。1つの実施形態において、レンズ1912は、誘電体アンテナ1901の第2の誘電率と実質的に同様であるか又は実質的に等しい第1の誘電率を有する誘電体材料を含むことができる。他の実施形態において、レンズ1912は、誘電体アンテナ1901の第2の誘電率と異なる第1の誘電率を有する誘電体材料を含むことができる。これらのいずれかの実施形態において、レンズ1912の形状は、誘電体アンテナ1901における異なるポイントにおいて伝搬する種々の電磁波の遅延を等化するように選ばれ又は形成することができる。1つの実施形態において、レンズ1912は、図19Cの上の図に示されるように、誘電体アンテナ1901の一体部分であり得、特に、レンズ及び誘電体アンテナ1901は、単一の誘電体材料から成形、機械加工、又は他の方法で形成することができる。代替的に、レンズ1912は、図19Cの下の図に示されるように、誘電体アンテナ1901の組み立て構成要素であり得、接着材料、外縁部におけるブラケット、又は他の適する取り付け技法により取り付けることができる。レンズ1912は、誘電体アンテナ1901における電磁波の伝搬を調整するように構成される、図19Cに示されるような凸構造を有することができる。円形レンズ及び円錐形誘電体アンテナ構成が示されるが、他の形状は、ピラミッド形、楕円形、及び他の幾何学的形状を含み、同様に実施することができる。 Here, with reference to FIGS. 19C and 19D, a dielectric antenna 1901 and a corresponding gain and field strength plot coupled to or constructed integrally with the lens 1912 according to the various aspects described herein. A block diagram showing one non-limiting embodiment of an example is shown. In one embodiment, the lens 1912 can include a dielectric material having a first dielectric constant that is substantially similar to or substantially equal to the second dielectric constant of the dielectric antenna 1901. In another embodiment, the lens 1912 may include a dielectric material having a first dielectric constant different from the second dielectric constant of the dielectric antenna 1901. In any of these embodiments, the shape of the lens 1912 can be chosen or formed to equalize the delays of the various electromagnetic waves propagating at different points on the dielectric antenna 1901. In one embodiment, the lens 1912 can be an integral part of the dielectric antenna 1901, as shown in the figure above FIG. 19C, in particular the lens and the dielectric antenna 1901 are from a single dielectric material. It can be formed by molding, machining, or other methods. Alternatively, the lens 1912 can be an assembly component of the dielectric antenna 1901, as shown in the figure below FIG. 19C, and can be attached by adhesive material, brackets at the outer edge, or other suitable mounting technique. it can. The lens 1912 can have a convex structure as shown in FIG. 19C, which is configured to coordinate the propagation of electromagnetic waves in the dielectric antenna 1901. Circular lens and conical dielectric antenna configurations are shown, but other shapes include pyramidal, elliptical, and other geometries and can be implemented as well.

特に、レンズ1912の曲率は、誘電体アンテナ1901のアパーチャ1903により生成される近接場ワイヤレス信号間の位相差を低減するように選択することができる。レンズ1912は、伝搬中の電磁波に位置依存遅延を適用することによりこれを達成する。レンズ1912の曲率により、遅延は、電磁波がアパーチャ1903から発せられる場所に応じて異なる、例えば、誘電体アンテナ1901の中心軸1905により伝搬する電磁波、中心軸1905から半径方向において離れて伝搬する電磁波よりも、レンズ1912を通してより大きい遅延を受ける。例えば、アパーチャ1903の外縁部に向かって伝搬する電磁波がレンズを通して受ける遅延は最小であるか、又は遅延を受けない。伝搬遅延は、電磁波が中心軸1905に近くなるにつれて増大する。したがって、レンズ1912の曲率は、近接場ワイヤレス信号が実質的に同じ位相を有するように構成することができる。近接場ワイヤレス信号の位相間の差を低減することにより、誘電体アンテナ1901により生成される遠距離場信号の幅は狭くなり、それにより、図19Dに示される遠距離場強度プロットにより示されるような主ローブの幅内の遠距離場ワイヤレス信号の強度は増大し、高い利得を有する比較的狭いビームパターンを生成する。 In particular, the curvature of the lens 1912 can be selected to reduce the phase difference between the near-field wireless signals generated by the aperture 1903 of the dielectric antenna 1901. Lens 1912 achieves this by applying a position-dependent delay to the propagating electromagnetic waves. Due to the curvature of the lens 1912, the delay varies depending on where the electromagnetic waves are emitted from the aperture 1903, eg, from electromagnetic waves propagating by the central axis 1905 of the dielectric antenna 1901, electromagnetic waves propagating radially away from the central axis 1905. Also receives a greater delay through the lens 1912. For example, an electromagnetic wave propagating towards the outer edge of aperture 1903 receives minimal or no delay through the lens. The propagation delay increases as the electromagnetic wave approaches the central axis 1905. Therefore, the curvature of the lens 1912 can be configured such that the near-field wireless signals have substantially the same phase. By reducing the phase difference of the near-field wireless signal, the width of the long-range signal generated by the dielectric antenna 1901 is narrowed, as shown by the long-range field intensity plot shown in FIG. 19D. The strength of the long-range wireless signal within the width of the main lobe increases, producing a relatively narrow beam pattern with high gain.

ここで、図19E及び図19Fを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、リッジ(又は段差)1914を有するレンズ1912に結合される誘電体アンテナ1901並びに対応する利得及び場強度プロットの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。これらの図において、レンズ1912は、図19Eの側面図及び斜視図に示される同心リッジ1914を含み得る。各リッジ1914は、ライザー1916及びトレッド1918を含み得る。トレッド1918のサイズは、アパーチャ1903の曲率に応じて変わる。例えば、アパーチャ1903の中心におけるトレッド1918は、アパーチャ1903の外縁部におけるトレッドよりも大きいサイズであり得る。アパーチャ1903に達する電磁波の反射を低減するために、各ライザー1916は、波長選択要因を表す深さを有するように構成することができる。例えば、ライザー1916は、誘電体アンテナ1901内を伝搬する電磁波の1/4波長の深さを有するように構成することができる。そのような構成は、電磁波をあるライザー1916から反射させて、隣接するライザー1916から反射される電磁波に対して180度の位相差を持たせる。したがって、隣接するライザー1916から反射される位相ずれした電磁波は実質的に相殺され、それにより、それによって生じた歪み及び反射を低減する。特定のライザー/トレッド構成が示されるが、異なる数のライザー、異なるライザー形状等を有する他の構成も同様に実施することができる。幾つかの実施形態において、図19Eに示される同心リッジを有するレンズ1912が受ける電磁波反射は、図19Cに示される平滑な凸面を有するレンズ1912よりも少ない。図19Fは、図19Eの誘電体アンテナ1901の結果生じる遠距離場利得プロットを示す。 Here, with reference to FIGS. 19E and 19F, a dielectric antenna 1901 coupled to a lens 1912 having a ridge (or step) 1914 and a corresponding gain and field intensity plot according to the various aspects described herein. The block diagram which shows one non-limiting embodiment of an example is shown. In these figures, the lens 1912 may include the concentric ridges 1914 shown in the side and perspective views of FIG. 19E. Each ridge 1914 may include a riser 1916 and a tread 1918. The size of the tread 1918 depends on the curvature of the aperture 1903. For example, the tread 1918 at the center of aperture 1903 can be larger in size than the tread at the outer edge of aperture 1903. In order to reduce the reflection of electromagnetic waves reaching aperture 1903, each riser 1916 can be configured to have a depth that represents a wavelength selection factor. For example, the riser 1916 can be configured to have a depth of 1/4 wavelength of an electromagnetic wave propagating in the dielectric antenna 1901. Such a configuration causes the electromagnetic waves to be reflected from one riser 1916 to have a 180 degree phase difference with respect to the electromagnetic waves reflected from the adjacent risers 1916. Therefore, the out-of-phase electromagnetic waves reflected from the adjacent riser 1916 are substantially offset, thereby reducing the distortion and reflection caused by it. Although a particular riser / tread configuration is shown, other configurations with different numbers of risers, different riser shapes, etc. can be implemented as well. In some embodiments, the lens 1912 with the concentric ridges shown in FIG. 19E receives less electromagnetic reflection than the lens 1912 with the smooth convex surface shown in FIG. 19C. FIG. 19F shows a long-range gain plot resulting from the dielectric antenna 1901 of FIG. 19E.

ここで、図19Gを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、楕円形構造を有する誘電体アンテナ1901の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。図19Gは、誘電体アンテナ1901の側面図、上面図、及び正面図を示す。楕円形は、参照符号1922により示されるように誘電体アンテナ1901の高さを低減し、参照符号1924により示されるように誘電体アンテナ1901を長尺化させることにより達成される。結果的な楕円形1926は、図19Gにより示される正面図において示されている。楕円形は、機械加工を介して、成形ツール又は他の適する構築技法を用いて形成することができる。 Here, with reference to FIG. 19G, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna 1901 having an elliptical structure according to various aspects described herein is shown. FIG. 19G shows a side view, a top view, and a front view of the dielectric antenna 1901. The elliptic shape is achieved by reducing the height of the dielectric antenna 1901 as indicated by reference numeral 1922 and lengthening the dielectric antenna 1901 as indicated by reference numeral 1924. The resulting elliptical 1926 is shown in the front view shown by FIG. 19G. The ellipse can be formed via machining using a forming tool or other suitable construction technique.

ここで、図19Hを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、図19Gの誘電体アンテナ1901により発せられる近接場信号1928及び遠距離場信号1930の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。近接場ビームパターン1928の断面は、誘電体アンテナ1901のアパーチャ1903の楕円形を模倣する。遠距離場ビームパターン1930の断面は、近接場信号1928の楕円形から生じる回転オフセット(約90度)を有する。オフセットは、フーリエ変換を近接場信号1928に適用することにより特定することができる。近接場ビームパターン1928の断面及び遠距離場ビームパターン1930の断面は、回転の効果を示すために、略同じサイズのものとして示されるが、遠距離場ビームパターン1930の実際のサイズは、誘電体アンテナ1901からの距離に伴って増大することができる。 Here, with reference to FIG. 19H, a non-limiting embodiment of an example of a near-field signal 1928 and a long-range field signal 1930 emitted by the dielectric antenna 1901 of FIG. 19G according to the various aspects described herein. A block diagram showing a form is shown. The cross section of the near-field beam pattern 1928 mimics the ellipse of aperture 1903 of the dielectric antenna 1901. The cross section of the long-range beam pattern 1930 has a rotational offset (about 90 degrees) resulting from the ellipse of the near-field signal 1928. The offset can be identified by applying the Fourier transform to the near-field signal 1928. The cross-section of the near-field beam pattern 1928 and the cross-section of the long-range beam pattern 1930 are shown as approximately the same size to show the effect of rotation, but the actual size of the long-range beam pattern 1930 is a dielectric. It can be increased with distance from the antenna 1901.

遠距離場信号1930の長尺形状及びその方位は、遠距離場信号1930を受信するように構成される遠隔配置受信機に関連して誘電体アンテナ1901を位置合わせする際、有用であることを証明することができる。受信機は、本開示により説明される等の導波路システムに結合される1つ又は複数の誘電体アンテナを含み得る。長尺状遠距離場信号1930は、遠隔配置受信機が遠距離場信号1930を検出する確率を上げることができる。加えて、長尺状遠距離場信号1930は、誘電体アンテナ1901が、図19Mに示される等のジンバル組立体又は「COMMUNICATION DEVICE AND ANTENNA ASSEMBLY WITH ACTUATED GIMBAL MOUNT」という名称の代理人整理番号2015−0603_7785−1210を有する、同時係属中の出願及び2015年10月2日に出願された米国特許出願公開第14/873,241号明細書に記載される駆動式ジンバルマウントを含むがこれに限定されない他の駆動式アンテナマウントに結合される状況において有用であり得、これらの内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。特に、長尺状遠距離場信号1930は、そのようなジンバルマウントが、受信機の方向において誘電体アンテナ1901を位置合わせする2度のみの自由度(例えば、ヨー及びピッチは調整可能であるが、ロールは固定される)を有する状況において有用であり得る。 The elongated shape of the long-range field signal 1930 and its orientation may be useful in aligning the dielectric antenna 1901 in relation to a remote receiver configured to receive the long-range field signal 1930. Can be proved. The receiver may include one or more dielectric antennas coupled to a waveguide system such as those described in the present disclosure. The long long-distance field signal 1930 can increase the probability that the remote receiver will detect the long-distance field signal 1930. In addition, the long long-range field signal 1930 has a gimbal assembly such as the dielectric antenna 1901 shown in FIG. 19M or an agent reference number 2015 named "COMMUNICATION DEVICE AND ANTENNA ASSEMBLY WITH ACTUATED GIMBAL MOUNT". Includes, but is not limited to, a co-pending application with 0603_7785-1210 and the driven gimbal mount described in US Patent Application Publication No. 14 / 873,241 filed October 2, 2015. It may be useful in situations where it is coupled to other driven antenna mounts, the contents of which are incorporated herein by reference for all purposes. In particular, the long distance field signal 1930 has only two degrees of freedom (eg, yaw and pitch are adjustable) such that the gimbal mount aligns the dielectric antenna 1901 in the direction of the receiver. , The roll is fixed) can be useful in situations where.

示されていないが、図19G及び図19Hの誘電体アンテナ1901が、図19C及び図19Eに示される等の一体型又は取り付け可能なレンズ1912を有し、近接場信号の位相差を低減することにより遠距離場信号1930の強度を上げ得ることが理解されよう。 Although not shown, the dielectric antenna 1901 of FIGS. 19G and 19H has an integrated or attachable lens 1912, such as that shown in FIGS. 19C and 19E, to reduce the phase difference of the near field signal. It will be understood that the strength of the long-distance field signal 1930 can be increased.

ここで、図19Iを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、遠距離場ワイヤレス信号を調整する誘電体アンテナ1901の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。幾つかの実施形態において、誘電体アンテナ1901により生成される遠距離場ワイヤレス信号の幅は、誘電体アンテナ1901のアパーチャ1903の表面積に合うことができる誘電体アンテナ1901内を伝搬する電磁波の波長数に反比例すると言うことができる。したがって、電磁波の波長が増大するにつれて、遠距離場ワイヤレス信号の幅はそれに比例して増大する(及びその強度は低減する)。換言すると、電磁波の周波数が低減する場合、遠距離場ワイヤレス信号の幅はそれに比例して増大する。したがって、受信機の方向において、例えば、図19Mに示されるジンバル組立体又は他の駆動式アンテナマウントを用いて誘電体アンテナ1901を位置合わせするプロセスを強化するために、給電線1902により誘電体アンテナ1901に供給される電磁波の周波数は、遠距離場ワイヤレス信号が、受信機が遠距離場ワイヤレス信号の部分を検出する確率を上げるのに十分に広いように低減することができる。 Here, with reference to FIG. 19I, a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna 1901 for adjusting a long-distance field wireless signal according to various aspects described herein is shown. In some embodiments, the width of the long-range wireless signal generated by the dielectric antenna 1901 is the number of wavelengths of electromagnetic waves propagating within the dielectric antenna 1901 that can match the surface area of the aperture 1903 of the dielectric antenna 1901. It can be said that it is inversely proportional to. Therefore, as the wavelength of the electromagnetic wave increases, the width of the long-range wireless signal increases proportionally (and its intensity decreases). In other words, as the frequency of the electromagnetic wave decreases, the width of the long-range wireless signal increases proportionally. Thus, in the direction of the receiver, the dielectric antenna with feed line 1902 to enhance the process of aligning the dielectric antenna 1901 with, for example, the gimbal assembly or other driven antenna mount shown in FIG. 19M. The frequency of the electromagnetic waves supplied to 1901 can be reduced such that the long-range wireless signal is wide enough to increase the probability that the receiver will detect a portion of the long-range wireless signal.

幾つかの実施形態において、受信機は、遠距離場ワイヤレス信号に対して測定を実行するように構成することができる。これらの測定から、受信機は、遠距離場ワイヤレス信号を生成する誘電体アンテナ1901に結合される導波路システムを向けることができる。受信機は、全指向性ワイヤレス信号又はその間に繋がれるインターフェースにより、導波路システムに命令を提供することができる。受信機により提供される命令は、誘電体アンテナ1901に結合されるジンバル組立体内のアクチュエータを制御する導波路システムに、誘電体アンテナ1901の方向を調整させて、受信機への位置合わせを改善させることができる。遠距離場ワイヤレス信号の品質が上がるにつれて、受信機は、電磁波の周波数を上げるように導波路システムに指示することもでき、それにより、遠距離場ワイヤレス信号の幅は低減し、それに対応してその強度は増大する。 In some embodiments, the receiver can be configured to perform measurements on long-range wireless signals. From these measurements, the receiver can direct a waveguide system coupled to a dielectric antenna 1901 that produces a long-range wireless signal. The receiver can provide instructions to the waveguide system by means of an omnidirectional wireless signal or an interface connected between them. The instructions provided by the receiver cause the waveguide system, which controls the actuator in the gimbal assembly coupled to the dielectric antenna 1901, to adjust the orientation of the dielectric antenna 1901 to improve its alignment with the receiver. be able to. As the quality of the long-range wireless signal increases, the receiver can also instruct the waveguide system to increase the frequency of the electromagnetic waves, thereby reducing the width of the long-range wireless signal and correspondingly. Its strength increases.

代替の一実施形態において、図19Iに示される斜視図及び正面図により示されるように、炭素材料又は導電材料から構築される吸収シート1932及び/又は他の吸収材を誘電体アンテナ1901に埋め込むことができる。電磁波の電場が吸収シート1932に平行する場合、電磁波は吸収される。しかし、吸収シート1932が存在しないクリアランス領域1934では、電磁波をアパーチャ1903に伝搬し、それにより、概ねクリアランス領域1934の幅を有する近接場ワイヤレス信号を発する。クリアランス領域1932の表面積に対する波長数を低減することにより、近接場ワイヤレス信号の幅は低減し、一方、遠距離場ワイヤレス信号の幅は増大する。この特性は、上述した位置合わせプロセス中に有用であり得る。 In an alternative embodiment, an absorbent sheet 1932 and / or other absorbent material constructed from a carbon or conductive material is embedded in the dielectric antenna 1901, as shown by the perspective and front views shown in FIG. 19I. Can be done. When the electric field of the electromagnetic wave is parallel to the absorption sheet 1932, the electromagnetic wave is absorbed. However, in the clearance region 1934 where the absorption sheet 1932 does not exist, the electromagnetic wave propagates to the aperture 1903, thereby emitting a near field wireless signal having a width of approximately the clearance region 1934. By reducing the wavenumber relative to the surface area of the clearance region 1932, the width of the near-field wireless signal is reduced, while the width of the long-range wireless signal is increased. This property can be useful during the alignment process described above.

例えば、位置合わせプロセスの開始時、電磁波により発せられる電場の極性は、吸収シート1932と平行するように構成することができる。遠隔配置受信機が、誘電体アンテナ1901に結合された導波路システムに、ジンバル組立体のアクチュエータ又は他の駆動式マウントを用いて誘電体アンテナ1901を向けるように命令する場合、遠隔配置受信機は、受信機により実行される信号測定が改善するにつれて、吸収シート1932に対する電磁波の電場の位置合わせを増分的に調整するようにも導波路システムに命令することができる。位置合わせが改善するにつれて、最終的に導波路システムは、吸収シート1932に直交するように電場を調整する。この時点において、吸収シート1932近くの電磁波はもはや吸収されず、全て又は実質的に全ての電磁波はアパーチャ1903に伝搬する。近接場ワイヤレス信号は、ここで、アパーチャ1903の全て又は実質的に全てを覆うため、遠距離場信号は、受信機に向けられる際、より狭い幅及びより高い強度を有する。 For example, at the start of the alignment process, the polarity of the electric field generated by the electromagnetic waves can be configured to be parallel to the absorption sheet 1932. If the remote receiver commands the waveguide system coupled to the dielectric antenna 1901 to point the dielectric antenna 1901 using an actuator of the gimbal assembly or other driven mount, the remote receiver As the signal measurements performed by the receiver improve, the waveguide system can also be instructed to incrementally adjust the alignment of the electric field of the electromagnetic waves with respect to the absorption sheet 1932. As the alignment improves, the waveguide system eventually adjusts the electric field to be orthogonal to the absorption sheet 1932. At this point, the electromagnetic waves near the absorption sheet 1932 are no longer absorbed and all or substantially all electromagnetic waves propagate to aperture 1903. Since the near-field wireless signal now covers all or substantially all of the aperture 1903, the long-field signal has a narrower width and higher intensity when directed at the receiver.

遠距離場ワイヤレス信号を受信するように構成される受信機(上述したような)が、導波システムにより利用される誘電体アンテナ1901に向けられたワイヤレス信号を送信することができる送信機を利用するようにも構成され得ることが理解されよう。例示を目的として、そのような受信機は、遠距離場ワイヤレス信号を受信し、導波路システムに向けられたワイヤレス信号を送信することができる遠隔システムと呼ばれる。この実施形態において、導波路システムは、誘電体アンテナ1901により受信するワイヤレス信号を分析し、遠隔システムにより生成されたワイヤレス信号の品質が、遠隔システムによる遠距離場ワイヤレス信号の受信を改善するように遠距離場信号パターンへの更なる調整を正当化するか否か及び/又はジンバル(図19Mを参照されたい)又は他の駆動式マウントによる誘電体アンテナの更なる方位位置合わせが必要であるか否かを判断するように構成することができる。導波路システムによるワイヤレス信号の受信品質が改善するにつれて、導波路システムは、電磁波の動作周波数を増大させることができ、それにより、遠距離場ワイヤレス信号の幅は低減し、それに対応してその強度は増大する。他の動作モードにおいて、ジンバル又は他の駆動式マウントを定期的に調整して、最適な位置合わせを維持することができる。 A receiver configured to receive a long-range wireless signal (as described above) utilizes a transmitter capable of transmitting a wireless signal directed at the dielectric antenna 1901 utilized by the waveguide system. It will be understood that it can also be configured to do. For purposes of illustration, such a receiver is referred to as a remote system capable of receiving long-range wireless signals and transmitting wireless signals directed to a waveguide system. In this embodiment, the waveguide system analyzes the wireless signal received by the dielectric antenna 1901, so that the quality of the wireless signal generated by the remote system improves the reception of the long-range wireless signal by the remote system. Whether to justify further adjustment to the long-range signal pattern and / or whether further alignment of the dielectric antenna with gimbals (see Figure 19M) or other driven mounts is needed. It can be configured to determine whether or not. As the reception quality of wireless signals by the waveguide system improves, the waveguide system can increase the operating frequency of electromagnetic waves, thereby reducing the width of the long-range wireless signal and correspondingly its strength. Will increase. In other modes of operation, the gimbal or other driven mount can be adjusted on a regular basis to maintain optimal alignment.

図19Iの上記実施形態は組み合わせることもできる。例えば、導波路システムは、遠隔システムにより生成されるワイヤレス信号の分析と、遠隔システムにより受信される遠距離場信号の品質を示す遠隔システムにより提供されるメッセージ又は命令との組み合わせに基づいて、遠距離場信号パターンへの調整及び/又はアンテナ方位調整を実行することができる。 The above embodiments of FIG. 19I can also be combined. For example, a waveguide system is based on a combination of analysis of a wireless signal generated by a remote system and a message or instruction provided by the remote system indicating the quality of the long-range signal received by the remote system. Adjustments to distance field signal patterns and / or antenna orientation adjustments can be performed.

ここで、図19Jを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナ1901に結合することができるフランジ1942等のカラーの一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。フランジは、金属(例えば、アルミニウム)、誘電体材料(例えば、ポリエチレン及び/又は発泡体)、又は他の適する材料で構築することができる。フランジ1942を利用して、図19Kに示されるように、フィードポイント1902’’(及び幾つかの実施形態において給電線1902も)を導波路システム1948(例えば、円形導波路)に位置合わせすることができる。これを達成するために、フランジ1942は、フィードポイント1902’’と係合する中心穴1946を含み得る。1つの実施形態において、穴1946はネジ切りを有することができ、給電線1902は平滑面を有することができる。この実施形態において、フランジ1942は、フィードポイント1902’’の一部を穴1946に挿入し、フランジ1942を回転させて、雄ネジ切り機として機能して、給電線1902の軟らかい外面上に相補的なネジ切りを形成することにより、フィードポイント1902’’(ポリエチレン等の誘電体材料で構築される)に係合することができる。 Here, with reference to FIG. 19J, a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a color such as a flange 1942 that can be coupled to a dielectric antenna 1901 according to various aspects described herein. Shown. The flange can be constructed of metal (eg, aluminum), dielectric material (eg, polyethylene and / or foam), or other suitable material. Flange 1942 is used to align the feed point 1902'' (and feed line 1902 in some embodiments) to the waveguide system 1948 (eg, circular waveguide), as shown in FIG. 19K. Can be done. To achieve this, the flange 1942 may include a center hole 1946 that engages the feed point 1902 ″. In one embodiment, the hole 1946 can have threading and the feeder line 1902 can have a smooth surface. In this embodiment, the flange 1942 inserts a portion of the feed point 1902'' into the hole 1946 and rotates the flange 1942 to act as a male threading machine, complementary to the soft outer surface of the feeder 1902. By forming a smooth thread, it can engage the feed point 1902'', which is constructed of a dielectric material such as polyethylene.

給電線1902がフランジ1942により又はその中にネジ切りされると、フィードポイント1902’’及びフランジ1942から延びる給電線1902の部分は、それに従ってフランジ1942を回転させることにより短く又は長くすることができる。他の実施形態において、給電線1902は、フランジ1942と係合する相手方ネジを用いて予めネジ切りされて、フランジ1942に係合する容易さを改善することができる。更に他の実施形態において、給電線1902は平滑面を有することができ、フランジ1942の穴1946はネジ切りを有さないことができる。この実施形態において、穴1946は、給電線1902の直径と同様の直径を有して、給電線1902の係合を摩擦力により定位置に維持させる等を行うことができる。 When the feeder 1902 is threaded by or into the flange 1942, the feed point 1902'' and the portion of the feeder 1902 extending from the flange 1942 can be shortened or lengthened by rotating the flange 1942 accordingly. .. In another embodiment, the feeder line 1902 can be pre-threaded with a mating screw that engages the flange 1942 to improve the ease of engaging the flange 1942. In yet another embodiment, the feeder line 1902 may have a smooth surface and the hole 1946 of the flange 1942 may not have threading. In this embodiment, the hole 1946 has a diameter similar to that of the feeder line 1902, and the engagement of the feeder line 1902 can be maintained in place by frictional force.

位置合わせを目的として、フランジ1942は、2つ以上の位置合わせ穴1947が付随するネジ切り穴1944を更に含むことができ、これらを用いて、導波路システム1948の相補的な位置合わせピン1949と位置合わせすることができ、それにより、導波路システム1948の穴1944’をフランジ1942のネジ切り穴1944(図19K及び図19Lを参照されたい)に位置合わせすることを補助する。フランジ1942が導波路システム1948に位置合わせされると、フランジ1942及び導波路システム1948は、ネジ切りネジ1950を用いて互いに固定することができ、図19Lに示される完成された組立体を生成する。ネジ切り設計において、給電線1902のフィードポイント1902’’は、電磁波が交換される導波路システム1948のポート1945に関連して内側又は外側に調整することができる。調整により、フィードポイント1902’’とポート1945との間の間隙1943を増大又は低減することができる。調整は、導波路システム1948と給電線1902のフィードポイント1902’’との結合境界面の調整に用いることができる。図19Lは、また、給電線1902を、管状外被1952により保持される同軸上に位置合わせされた誘電性発泡体セクション1951と位置合わせするのに用い得ることを示す。図19Lにおける図は、図18Kに示される伝送媒体1800’’と同様である。組み立てプロセスを完了するために、フランジ1942は、図19Lに示されるように、導波路システム1948に結合することができる。 For alignment purposes, the flange 1942 can further include threaded holes 1944 with two or more alignment holes 1947, which can be used with the complementary alignment pins 1949 of the waveguide system 1948. It can be aligned, thereby assisting in aligning the hole 1944'of the waveguide system 1948 to the threaded hole 1944 of the flange 1942 (see FIGS. 19K and 19L). Once the flange 1942 is aligned with the waveguide system 1948, the flange 1942 and the waveguide system 1948 can be secured to each other using threaded screws 1950, producing the completed assembly shown in FIG. 19L. .. In the threaded design, the feed point 1902 ″ of the feeder 1902 can be adjusted inward or outward in relation to port 1945 of the waveguide system 1948 with which electromagnetic waves are exchanged. Adjustments can increase or decrease the gap 1943 between feedpoint 1902 ″ and port 1945. The adjustment can be used to adjust the coupling interface between the waveguide system 1948 and the feed point 1902 ″ of the feeder line 1902. FIG. 19L also shows that the feeder line 1902 can be used to align with the coaxially aligned dielectric foam section 1951 held by the tubular jacket 1952. The figure in FIG. 19L is similar to the transmission medium 1800 ″ shown in FIG. 18K. To complete the assembly process, the flange 1942 can be coupled to the waveguide system 1948, as shown in FIG. 19L.

ここで、図19Nを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、誘電体アンテナ1901’の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。図19Nは、対応するアパーチャ1903’をそれぞれ有するピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイを示す。ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイの各アンテナは、複数のケーブル1850の対応する各コア1852に結合する対応するフィードポイント1902’’を有する給電線1902を有することができる。各ケーブル1850は、図18Tに示される等の異なる(又は同じ)導波路システム1865’に結合することができる。ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイは、複数の空間方位を有するワイヤレス信号を送信するのに用いることができる。360度をカバーするピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイは、アンテナに結合される1つ又は複数の導波路システム1865’が、他の通信デバイス又は同様のタイプのアンテナとの全指向性通信を実行できるようにすることができる。 Here, with reference to FIG. 19N, a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a dielectric antenna 1901'according to the various aspects described herein is shown. FIG. 19N shows an array of pyramidal dielectric horn antennas 1901', each with a corresponding aperture 1903'. Each antenna in the array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'can have feeders 1902 with corresponding feed points 1902 ″ coupled to each corresponding core 1852 of a plurality of cables 1850. Each cable 1850 can be coupled to a different (or same) waveguide system 1865', such as that shown in FIG. 18T. An array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'can be used to transmit wireless signals with multiple spatial orientations. The array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'covering 360 degrees is such that one or more waveguide systems 1865' coupled to the antennas omnidirectional communication with other communication devices or similar types of antennas. Can be made available.

図19Aの誘電体アレイ1901について上述した電磁波の双方向伝搬特性は、コア1852から、給電線1902によりピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアパーチャ1903’に導波されるフィードポイント1902’’に及び逆方向に伝搬する電磁波に対しても適用可能である。同様に、ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイは、実質的又は全体的に、上述したような導電性外面及び内部導電材料を有さないことができる。例えば、幾つかの実施形態において、ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイ及び対応するフィードポイント1902’は、ポリエチレン若しくはポリウレタン材料等の誘電体のみの材料又はアンテナの放射パターンを実質的に変更しない微量のみの導電材料を用いて構築することができる。 The bidirectional propagation characteristics of the electromagnetic waves described above for the dielectric array 1901 of FIG. 19A extend from the core 1852 to the feed point 1902'waveguided to the aperture 1903' of the pyramid-shaped dielectric horn antenna 1901' by the feeder line 1902. It is also applicable to electromagnetic waves propagating in the opposite direction. Similarly, the array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'can be substantially or totally free of the conductive outer and inner conductive materials as described above. For example, in some embodiments, the array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'and the corresponding feed points 1902' do not substantially alter the emission pattern of dielectric-only materials such as polyethylene or polyurethane materials or antennas. It can be constructed using only a small amount of conductive material.

ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイの各アンテナは、図19Bにおける誘電体アンテナ1901について示されるものと同様の利得及び電場強度マップを有し得ることに更に留意されたい。ピラミッド形誘電体ホーンアンテナ1901’のアレイの各アンテナは、図19Aの誘電体アンテナ1901について上述したようにワイヤレス信号を受信するのに用いることもできる。幾つかの実施形態において、ピラミッド形誘電体ホーンアンテナの単一のインスタンスを用いることができる。同様に、図19Aの誘電体アンテナ1901の複数のインスタンスを図19Nに示されるものと同様のアレイ構成において用いることができる。 It should be further noted that each antenna in the array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'may have a gain and field strength map similar to that shown for the dielectric antenna 1901 in FIG. 19B. Each antenna in the array of pyramidal dielectric horn antennas 1901'can also be used to receive wireless signals for the dielectric antenna 1901 of FIG. 19A as described above. In some embodiments, a single instance of a pyramidal dielectric horn antenna can be used. Similarly, multiple instances of the dielectric antenna 1901 of FIG. 19A can be used in an array configuration similar to that shown in FIG. 19N.

ここで、図19Oを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、ワイヤレス信号を操作するように構成可能な誘電体アンテナ1901のアレイ1976の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。誘電体アンテナ1901のアレイ1976は、円錐形アンテナ1901又はピラミッド形誘電体アンテナ1901’であり得る。ビーム操作を実行するために、誘電体アンテナ1901のアレイ1976に結合される導波路システムは、増幅器1973及び位相シフタ1974を含む回路1972を利用するように構成することができ、増幅器1973及び位相シフタ1974の各対は、アレイ1976内の誘電体アンテナ1901の1つに結合される。導波路システムは、誘電体アンテナ1901に供給される信号の位相遅延を増分的に上げることにより、左から右に(西から東に)遠距離場ワイヤレス信号を操作することができる。 Here, with reference to FIG. 19O, a block of a non-limiting embodiment of an example of an array of dielectric antennas 1901 1976 that can be configured to manipulate wireless signals according to the various aspects described herein. The figure is shown. The array of dielectric antennas 1901 1976 can be a conical antenna 1901 or a pyramidal dielectric antenna 1901'. To perform beam manipulation, the waveguide system coupled to the array 1976 of the dielectric antenna 1901 can be configured to utilize circuit 1972, which includes amplifier 1973 and phase shifter 1974, amplifier 1973 and phase shifter. Each pair of 1974 is coupled to one of the dielectric antennas 1901 in the array 1976. The waveguide system can operate a long-range wireless signal from left to right (west to east) by incrementally increasing the phase delay of the signal supplied to the dielectric antenna 1901.

例えば、導波路システムは、位相遅延を有さないカラム1(「C1」)の誘電体アンテナに第1の信号を提供することができる。導波路システムは第2の信号をカラム2(「C2」)に更に提供することができ、第2の信号は第1の位相遅延を有する第1の信号を含む。導波路システムは、第3の信号をカラム3(「C3」)の誘電体アンテナに更に提供することができ、第3の信号は第2の位相遅延を有する第2の信号を含む。最後に、導波路システムは第4の信号をカラム4(「C4」)の誘電体アンテナに提供することができ、第4の信号は第3の位相遅延を有する第3の信号を含む。これらの位相シフト信号は、アレイにより生成される遠距離場ワイヤレス信号を左から右にシフトさせる。同様に、遠距離場信号は、右から左に(東から西に)(「C4」からC1に)、北から南に(「R1」から「R4」に)、南から北に(「R4」から「R1」に)、及び南西から北東に(「C1−R4」から「C4−R1」に)操作することができる。 For example, a waveguide system can provide a first signal to the dielectric antenna of column 1 (“C1”) that has no phase delay. The waveguide system can further provide a second signal to column 2 (“C2”), the second signal including a first signal having a first phase delay. The waveguide system can further provide a third signal to the dielectric antenna of column 3 (“C3”), the third signal including a second signal having a second phase delay. Finally, the waveguide system can provide a fourth signal to the dielectric antenna of column 4 (“C4”), which includes a third signal with a third phase delay. These phase shift signals shift the long-range wireless signal generated by the array from left to right. Similarly, long-range signals are from right to left (east to west) (from "C4" to C1), from north to south (from "R1" to "R4"), and from south to north ("R4"). To "R1"), and from southwest to northeast (from "C1-R4" to "C4-R1").

同様の技法を利用して、以下のアンテナシーケンスにより送信される信号の位相を増分的に増大させるように導波路システムを構成することにより、南西から北東等の他の方向におけるビーム操作を実行することもできる:「C1−R4」、「C1−R3/C2−R4」、「C1−R2/C2−R3/C3−R4」、「C1−R1/C2−R2/C3−R3/C4−R4」、「C2−R1/C3−R2/C4−R3」、「C3−R1/C4−R2」、「C4−R1」。同様に、ビーム操作は、北東から南西に、北西から南東に、南東から北西に、及び三次元空間における他の方向において実行することができる。ビーム操作は、とりわけ、誘電体アンテナ1901のアレイ1976を遠隔受信機と位置合わせのため及び/又はモバイル通信デバイスへの信号の指向性のために用いることができる。幾つかの実施形態において、誘電体アンテナ1901のフェーズドアレイ1976は、図19Mのジンバル組立体又は他の駆動式マウントの使用を避けるために用いることもできる。上記は、位相遅延により制御されるビーム操作を説明したが、同様に、利得及び位相調整は、同様にフェーズドアレイ1976の誘電体アンテナ1901に適用して、所望のビームパターンの形成において追加の制御及び多様性を提供することができる。 A similar technique is used to perform beam manipulation in other directions, such as southwest to northeast, by configuring the waveguide system to incrementally increase the phase of the signal transmitted by the following antenna sequence: It can also be: "C1-R4", "C1-R3 / C2-R4", "C1-R2 / C2-R3 / C3-R4", "C1-R1 / C2-R2 / C3-R3 / C4-R4" , "C2-R1 / C3-R2 / C4-R3", "C3-R1 / C4-R2", "C4-R1". Similarly, beam manipulation can be performed from northeast to southwest, northwest to southeast, southeast to northwest, and in other directions in three-dimensional space. Beam manipulation can be used, among other things, to align the array 1976 of dielectric antenna 1901 with a remote receiver and / or to direct the signal to a mobile communication device. In some embodiments, the phased array 1976 of the dielectric antenna 1901 can also be used to avoid the use of the gimbal assembly or other driven mount of FIG. 19M. Although the above described beam manipulation controlled by phase delay, similarly, gain and phase adjustment are also applied to the dielectric antenna 1901 of the phased array 1976 to provide additional control in the formation of the desired beam pattern. And can provide diversity.

ここで、図19P1〜図19P8を参照して、本明細書において説明される種々の態様によるケーブル、フランジ、及び誘電体アンテナ組立体の例の非限定的な実施形態の側面ブロック図を示す。図19P1は、伝送コア1852を含む、上述したもの等のケーブル1850を示す。伝送コア1852は、図18A〜図18D及び図18F〜図18Hの伝送媒体1800、1820、1830、1836、1841、及び/又は1843においてそれぞれ示される誘電体コア1802、絶縁導体1825、裸の導体1832、コア1842、又は中空コア1842’を含み得る。ケーブル1850は、図18A〜図18Cに示される等の外被により覆われたシェル(誘電体シェル等)を更に含むことができる。幾つかの実施形態において、外被は導体なし(例えば、ポリエチレン又は均等物)であり得る。他の実施形態において、外被は、伝送コア1852に沿って伝搬する電磁波の漏出を低減することができる導電性シールドであり得る。 Here, with reference to FIGS. 19P1 to 19P8, side block diagrams of non-limiting embodiments of cable, flange, and dielectric antenna assemblies according to the various aspects described herein are shown. FIG. 19P1 shows a cable 1850, such as those described above, including a transmission core 1852. The transmission core 1852 is a dielectric core 1802, an insulating conductor 1825, and a bare conductor 1832 shown in the transmission media 1800, 1820, 1830, 1836, 1841, and / or 1843, respectively, of FIGS. 18A-18D and 18F-18H. , Core 1842, or hollow core 1842'. The cable 1850 may further include a shell covered with a jacket (such as a dielectric shell) as shown in FIGS. 18A-18C. In some embodiments, the jacket can be conductorless (eg, polyethylene or equivalent). In other embodiments, the jacket can be a conductive shield capable of reducing leakage of electromagnetic waves propagating along the transmission core 1852.

幾つかの実施形態において、伝送コア1852の一端部は、図19J〜図19Lに関連して上述したように、フランジ1942に結合することができる。上述したように、フランジ1942は、ケーブル1850の伝送コア1852を誘電体アンテナ1901のフィードポイント1902と位置合わせできるようにすることができる。幾つかの実施形態において、フィードポイント1902は、伝送コア1852と同じ材料で構築することができる。例えば、1つの実施形態において、伝送コア1852は誘電体コアを含むことができ、フィードポイント1902も誘電体材料を含むことができる。この実施形態において、伝送コア1852及びフィードポイント1902の誘電率は、同様であることもでき、又は制御された量だけ異なることもできる。誘電率の差は、間を伝搬する電磁波の交換のために、伝送コア1852とフィードポイント1902との界面を調整するように制御することができる。他の実施形態において、伝送コア1852は、フィードポイント1902と異なる構造を有し得る。例えば、1つの実施形態において、伝送コア1852は絶縁導体を含むことができ、一方、フィードポイント1902は、導電材料のない誘電体材料を含む。 In some embodiments, one end of the transmission core 1852 can be coupled to the flange 1942 as described above in connection with FIGS. 19J-19L. As mentioned above, the flange 1942 can allow the transmission core 1852 of the cable 1850 to be aligned with the feed point 1902 of the dielectric antenna 1901. In some embodiments, the feedpoint 1902 can be constructed of the same material as the transmission core 1852. For example, in one embodiment, the transmission core 1852 can include a dielectric core and the feed point 1902 can also include a dielectric material. In this embodiment, the dielectric constants of the transmission core 1852 and the feed point 1902 can be similar or can differ by a controlled amount. The difference in permittivity can be controlled to adjust the interface between the transmission core 1852 and the feed point 1902 for the exchange of electromagnetic waves propagating between them. In other embodiments, the transmission core 1852 may have a different structure than the feed point 1902. For example, in one embodiment, the transmission core 1852 can include an insulating conductor, while the feed point 1902 contains a dielectric material without a conductive material.

図19Jに示されるように、伝送コア1852は、中心穴1946を介してフランジ1942に結合することができるが、他の実施形態において、そのような穴が同様に偏心してもよいことが理解されよう。1つの実施形態において、穴1946はネジ切りを有することができ、伝送コア1852は平滑な表面を有することができる。この実施形態において、フランジ1942は、伝送コア1852の一部を穴1946に挿入し、フランジ1942を回転させて、伝送コア1852の外面上に相補的なネジ山を形成するダイとして機能することにより、伝送コア1852に係合することができる。伝送コア1852にフランジ1942がねじ込まれるか、又は伝送コア1852がフランジ1942にねじ込まれると、フランジ1942から延出する伝送コア1852の部分は、その部分の短縮又は延長に従ってフランジ1942を回転させることにより短縮又は延長することができる。 As shown in FIG. 19J, the transmission core 1852 can be coupled to the flange 1942 via the center hole 1946, but it is understood that in other embodiments such holes may be eccentric as well. Yeah. In one embodiment, the holes 1946 can have threading and the transmission core 1852 can have a smooth surface. In this embodiment, the flange 1942 serves as a die by inserting a portion of the transmission core 1852 into the hole 1946 and rotating the flange 1942 to form complementary threads on the outer surface of the transmission core 1852. , Can engage the transmission core 1852. When the flange 1942 is screwed into the transmission core 1852 or the transmission core 1852 is screwed into the flange 1942, the portion of the transmission core 1852 that extends from the flange 1942 is by rotating the flange 1942 according to the shortening or extension of that portion. It can be shortened or extended.

他の実施形態において、伝送コア1852には、フランジ1942の穴1946と係合するように嵌め合わせられたネジを予め切り、フランジ1942との伝送コア1852との係合のし易さを改善することができる。更に他の実施形態において、伝送コア1852は平滑な表面を有することができ、フランジ1942の穴1946はネジを有さないことができる。この実施形態において、穴1946は、伝送コア1852の直径と同様の直径を有して、摩擦力により伝送コア1852の係合を定位置に保持させること等を行うことができる。種々のクリップ、融合、及び圧縮継手等を含め、伝送コア1852をフランジ1942に係合させる幾つかの他の方法があり得ることが理解されよう。誘電体アンテナ1901のフィードポイント1902は、伝送コア1852について説明したのと同じように、フランジ1942の穴1946の他の側に係合することができる。 In another embodiment, the transmission core 1852 is pre-threaded to engage a hole 1946 in the flange 1942 to improve the ease of engagement of the flange 1942 with the transmission core 1852. be able to. In yet another embodiment, the transmission core 1852 can have a smooth surface and the holes 1946 in the flange 1942 can be screwless. In this embodiment, the hole 1946 has a diameter similar to that of the transmission core 1852, and the engagement of the transmission core 1852 can be held in place by a frictional force. It will be appreciated that there may be several other methods of engaging the transmission core 1852 with the flange 1942, including various clips, fusions, compression fittings, and the like. The feed point 1902 of the dielectric antenna 1901 can engage the other side of the hole 1946 of the flange 1942, as described for the transmission core 1852.

間隙1943が伝送コア1852とフィードポイント1902との間に存在することができる。しかしながら、間隙1943は、一実施形態において、伝送コア1852が定位置に保持されている間、フィードポイント1902を回転させるか、又はこの逆により調整することができる。幾つかの実施形態において、フランジ1942と係合した伝送コア1852及びフィードポイント1902の端部は、接触し、それにより間隙1943をなくすように調整することができる。他の実施形態において、フランジ1942と係合した伝送コア1852又はフィードポイント1902の端部は、指定された間隙サイズをもたらすように意図的に調整することができる。間隙1943の調整可能性は、伝送コア1852とフィードポイント1902との間の界面を調整する更なる自由度を提供することができる。 A gap 1943 can exist between the transmission core 1852 and the feed point 1902. However, the gap 1943 can, in one embodiment, be adjusted by rotating the feed point 1902 or vice versa while the transmission core 1852 is held in place. In some embodiments, the ends of the transmission core 1852 and feed point 1902 engaged with the flange 1942 can be adjusted to contact and thereby eliminate the gap 1943. In other embodiments, the ends of the transmission core 1852 or feed point 1902 engaged with the flange 1942 can be deliberately adjusted to provide a specified clearance size. The adjustability of the gap 1943 can provide additional degrees of freedom in adjusting the interface between the transmission core 1852 and the feed point 1902.

図19P1〜図19P8に示されていないが、ケーブル1850の伝送コア1852の逆端部は、別のフランジ1942及び同様の結合技法を利用して、図18S及び図18Tに示される等の導波路デバイスに結合することができる。導波路デバイスは、伝送コア1852に沿った電磁波の送信及び受信に使用することができる。電磁波の動作パラメータ(例えば、動作周波数、波動モード等)に応じて、電磁波は、伝送コア1852内、伝送コア1852の外面上、又は部分的に伝送コア1852内及び部分的に伝送コア1852の外面を伝搬することができる。導波路デバイスが送信機として構成される場合、それにより生成された信号は、伝送コア1852に沿って伝搬し、その間の接合点においてフィードポイント1902に遷移する電磁波を誘導する。次に、電磁波はフィードポイント1902から誘電体アンテナ1901に伝搬し、誘電体アンテナ1901のアパーチャ1903においてワイヤレス信号になる。 Although not shown in FIGS. 19P1 to 19P8, the opposite end of the transmission core 1852 of the cable 1850 is a waveguide such as that shown in FIGS. 18S and 18T, utilizing another flange 1942 and similar coupling techniques. Can be combined with the device. The waveguide device can be used to transmit and receive electromagnetic waves along the transmission core 1852. Depending on the operating parameters of the electromagnetic wave (eg, operating frequency, wave mode, etc.), the electromagnetic wave may be in the transmission core 1852, on the outer surface of the transmission core 1852, or partially in the transmission core 1852 and partially on the outer surface of the transmission core 1852. Can be propagated. When the waveguide device is configured as a transmitter, the signal generated by it propagates along the transmission core 1852 and induces electromagnetic waves transitioning to feed point 1902 at the junction between them. Next, the electromagnetic wave propagates from the feed point 1902 to the dielectric antenna 1901 and becomes a wireless signal at the aperture 1903 of the dielectric antenna 1901.

フレーム1982を使用して、誘電体アンテナ1901の外面の全て又は少なくともかなりの部分(アパーチャ1903を除く)を囲み、電磁波がアパーチャ1903に向かって伝搬する際、電磁波の送信又は受信を改善し、及び/又は漏出を低減することができる。幾つかの実施形態において、フレーム1982の部分1984は、図19P2に示されるように、フィードポイント1902に延びて、フィードポイント1902の外面上の漏出を避けることができる。フレーム1982は、例えば、電磁波の漏出を低減する材料(例えば、導電材料又は炭素材料)で構築することができる。フレーム1982の形状は、誘電体アンテナ1901の形状に基づいて変更することができる。例えば、フレーム1852は、図19P1〜図19P4に示されるように、裾が広がった直線の表面形状を有することができる。代替的には、フレーム1852は、図19P5〜図19P8に示されるように、裾が広がった放物線の表面形状を有することができる。フレーム1852が他の形状も有し得ることが理解されよう。 Frame 1982 is used to surround all or at least a significant portion of the outer surface of the dielectric antenna 1901 (except aperture 1903) to improve the transmission or reception of electromagnetic waves as they propagate towards aperture 1903, and / Or leakage can be reduced. In some embodiments, the portion 1984 of the frame 1982 can extend to the feed point 1902 to avoid leakage on the outer surface of the feed point 1902, as shown in FIG. 19P2. The frame 1982 can be constructed of, for example, a material that reduces the leakage of electromagnetic waves (eg, a conductive material or a carbon material). The shape of the frame 1982 can be changed based on the shape of the dielectric antenna 1901. For example, frame 1852 can have a straight surface shape with widened hem, as shown in FIGS. 19P1 to 19P4. Alternatively, the frame 1852 can have a parabolic surface shape with wide hem, as shown in FIGS. 19P5-5. It will be appreciated that frame 1852 may have other shapes as well.

アパーチャ1903は異なる形状及びサイズであり得る。1つの実施形態において、例えば、アパーチャ1903は、図19P1、図19P4、及び図19P6〜図19P8に示されるように、種々の寸法の凸構造1983を有するレンズを利用することができる。他の実施形態において、アパーチャ1903は、図19P2及び図19P5に示されるように、種々の寸法の平坦構造1985を有することができる。更に他の実施形態において、アパーチャ1903は、図19P3及び図19Q1に示されるように、ピラミッド構造1986を有するレンズを利用することができる。アパーチャ1903のレンズは、誘電体アンテナ1901の一体部分であり得、又は図19Cに示されるように、誘電体アンテナ1901に結合される構成要素であり得る。更に、アパーチャ1903のレンズは、誘電体アンテナ1901と同じ又は異なる材料を用いて構築することができる。また、幾つかの実施形態において、誘電体アンテナ1901のアパーチャ1903は、図19P7及び図19P8に示されるように、フレーム1982の外部に延出してもよく、又は図19P1〜図19P6に示されるように、フレーム1982内に閉じ込められてもよい。 Aperture 1903 can be of different shapes and sizes. In one embodiment, for example, aperture 1903 can utilize lenses having convex structures 1983 of various dimensions, as shown in FIGS. 19P1, 19P4, and 19P6 to 19P8. In other embodiments, the aperture 1903 can have a flat structure 1985 of various dimensions, as shown in FIGS. 19P2 and 19P5. In yet another embodiment, the aperture 1903 can utilize a lens having a pyramid structure 1986, as shown in FIGS. 19P3 and 19Q1. The lens of aperture 1903 can be an integral part of the dielectric antenna 1901 or can be a component coupled to the dielectric antenna 1901 as shown in FIG. 19C. Further, the lens of aperture 1903 can be constructed using the same or different material as the dielectric antenna 1901. Also, in some embodiments, the aperture 1903 of the dielectric antenna 1901 may extend out of the frame 1982, as shown in FIGS. 19P7 and 19P8, or as shown in FIGS. 19P1 to 19P6. In addition, it may be confined in the frame 1982.

1つの実施形態において、図19P1〜図19P8に示されるアパーチャ1903のレンズの誘電率は、誘電体アンテナ1901のものと略同様に又は異なるように構成することができる。更に、図19P4のセクション1986等の誘電体アンテナ1901の1つ又は複数の内部は、誘電体アンテナの残りの部分のものと異なる誘電率を有することができる。図19P1〜図19P8に示されるアパーチャ1903のレンズの表面は、平滑な表面を有してもよく、又は上述したように、電磁波の表面反射を低減するために、図19Eに示される等のリッジを有してもよい。 In one embodiment, the permittivity of the lenses of aperture 1903 shown in FIGS. 19P1 to 19P8 can be configured to be substantially the same as or different from that of the dielectric antenna 1901. Further, one or more interiors of the dielectric antenna 1901, such as section 1986 in FIG. 19P4, may have a different dielectric constant than that of the rest of the dielectric antenna. The surface of the lens of aperture 1903 shown in FIGS. 19P1 to 19P8 may have a smooth surface, or, as described above, a ridge such as that shown in FIG. 19E to reduce surface reflection of electromagnetic waves. May have.

誘電体アンテナ1901の形状に応じて、フレーム1982は、図19Q1、図19Q2、及び図19Q3に示される正面図に示されるように、異なる形状及びサイズであり得る。例えば、フレーム1982は、図19Q1に示されるようにピラミッド形を有することができる。他の実施形態において、フレーム1982は、図19Q2に示されるように円形を有することができる。更に他の実施形態において、フレーム1982は、図19Q3に示されるように楕円形を有することができる。 Depending on the shape of the dielectric antenna 1901, the frame 1982 may have different shapes and sizes, as shown in the front view shown in FIGS. 19Q1, 19Q2, and 19Q3. For example, the frame 1982 can have a pyramidal shape as shown in FIG. 19Q1. In another embodiment, the frame 1982 can have a circular shape as shown in FIG. 19Q2. In yet another embodiment, the frame 1982 can have an oval shape as shown in FIG. 19Q3.

図19P1〜図19P8及び図19Q1〜図19Q3の実施形態は、互いと全体的又は部分的に組み合わせられて、本開示により意図される他の実施形態を作製することができる。更に、図19P1〜図19P8及び図19Q1〜図19Q3の実施形態は、本開示の他の実施形態と組み合わせることができる。例えば、図20Fのマルチアンテナ組立体は、図19P1〜図19P8及び図19Q1〜図19Q3の実施形態のいずれか1つを利用するように構成することができる。更に、図19P1〜図19P8、図19Q1〜図19Q3の実施形態の1つを利用するように構成されたマルチアンテナ組立体の複数のインスタンスを上下に互いに積み重ねて、図19Oのフェーズドアレイと同様に機能するフェーズドアレイを形成することができる。他の実施形態において、図19Iに示されるように、吸収シート1932を誘電体アンテナ1901に追加して、近接場信号及び遠距離場信号の幅を制御することができる。図19P1〜図19P8及び図19Q1〜図19Q3の実施形態並びに本開示の実施形態の他の組み合わせも意図される。 The embodiments of FIGS. 19P1 to 19P8 and 19Q1 to 19Q3 can be combined with each other in whole or in part to create other embodiments intended by the present disclosure. Further, the embodiments of FIGS. 19P1 to 19P8 and 19Q1 to 19Q3 can be combined with other embodiments of the present disclosure. For example, the multi-antenna assembly of FIG. 20F can be configured to utilize any one of the embodiments of FIGS. 19P1 to 19P8 and 19Q1 to 19Q3. Further, a plurality of instances of the multi-antenna assembly configured to utilize one of the embodiments of FIGS. 19P1 to 19P8 and 19Q1 to 19Q3 are stacked one above the other in the same manner as the phased array of FIG. 19O. A functioning phased array can be formed. In another embodiment, as shown in FIG. 19I, an absorption sheet 1932 can be added to the dielectric antenna 1901 to control the width of the near-field and long-range signals. 19P1 to 19P8 and 19Q1 to 19Q3 and other combinations of embodiments of the present disclosure are also intended.

ここで、図20A及び図20Bを参照すると、電柱により支持される電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いられる図18Aのケーブル1850の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図である。1つの実施形態において、図20Aに示されるように、ケーブル1850は、一端部において、例えば、図18A〜図18Cに示される中空導波路1808を利用して、ケーブル1850の1つ又は複数の内層内に導波される電磁波を送出するマイクロ波装置に結合することができる。マイクロ波装置は、図10Aに示される等のマイクロ波送受信機を利用して、信号を送信し、又はケーブル1850から信号を受信することができる。ケーブル1850の1つ又は複数の内層内に誘導される導波される電磁波は、ホーンアンテナ内部に配置されるケーブル1850の露出スタブ(図20Aにおいて点線として示される)に伝搬して、ホーンアンテナを介して電磁波を放射することができる。したがって、ホーンアンテナからの放射信号は、中電圧(MV)電力線等の電力線上を長手方向に伝搬する導波される電磁波を誘導することができる。1つの実施形態において、マイクロ波装置は、AC電力を低電圧(例えば、220V)電力線から受信することができる。代替的に、ホーンアンテナは、図20Bに示されるようにスタブアンテナと置換して、MV電力線等の電力線上を長手方向に伝搬する導波される電磁波を誘導し、又は他の1つ又は複数のアンテナシステムにワイヤレス信号を送信することができる。 Here, with reference to FIGS. 20A and 20B, a block illustrating an example non-limiting embodiment of the cable 1850 of FIG. 18A used to guide electromagnetic waves waveguided over a power line supported by a utility pole. It is a figure. In one embodiment, as shown in FIG. 20A, the cable 1850 has one or more inner layers of the cable 1850 at one end, utilizing, for example, the hollow waveguide 1808 shown in FIGS. 18A-18C. It can be coupled to a microwave device that emits electromagnetic waves that are guided inside. The microwave device can transmit a signal or receive a signal from the cable 1850 using a microwave transmitter / receiver as shown in FIG. 10A. Waveguided electromagnetic waves induced in one or more inner layers of the cable 1850 propagate to the exposed stub of the cable 1850 (shown as a dotted line in FIG. 20A) located inside the horn antenna, causing the horn antenna. Electromagnetic waves can be radiated through. Therefore, the radiated signal from the horn antenna can induce a wave-guided electromagnetic wave propagating in the longitudinal direction on a power line such as a medium voltage (MV) power line. In one embodiment, the microwave device can receive AC power from a low voltage (eg 220V) power line. Alternatively, the horn antenna replaces the stub antenna as shown in FIG. 20B to induce a waveguide electromagnetic wave propagating longitudinally over a power line such as an MV power line, or one or more. Can send wireless signals to the antenna system of.

代替の一実施形態において、図20Aに示される中空ホーンアンテナは、図19Aの誘電体アンテナ1901又は図19Nのピラミッド形ホーンアンテナ1901’等の中実誘電体アンテナで置換することができる。この実施形態において、ホーンアンテナは、図20Cに示される双方向ホーンアンテナ2040等の別のホーンアンテナに向けられたワイヤレス信号を放射することができる。この実施形態において、各ホーンアンテナ2040は、図20Cに示されるように、ワイヤレス信号を別のホーンアンテナ2040に送信し、又は他のホーンアンテナ2040からワイヤレス信号を受信することができる。そのような構成は、アンテナ間で双方向ワイヤレス通信を実行するのに用いることができる。示されていないが、ホーンアンテナ2040には、ホーンアンテナ2040の方向を操作する電子機械デバイスを構成することができる。 In an alternative embodiment, the hollow horn antenna shown in FIG. 20A can be replaced with a solid dielectric antenna such as the dielectric antenna 1901 of FIG. 19A or the pyramid horn antenna 1901'of FIG. 19N. In this embodiment, the horn antenna can radiate a wireless signal directed at another horn antenna, such as the bidirectional horn antenna 2040 shown in FIG. 20C. In this embodiment, each horn antenna 2040 can transmit a wireless signal to another horn antenna 2040 or receive a wireless signal from another horn antenna 2040, as shown in FIG. 20C. Such a configuration can be used to perform two-way wireless communication between the antennas. Although not shown, the horn antenna 2040 can be configured with an electromechanical device that manipulates the direction of the horn antenna 2040.

代替の実施形態において、第1のケーブル1850A’及び第2のケーブル1850B’は、図20A及び図20Bに示されるように、マイクロ波装置及び変圧器2052にそれぞれ結合することができる。第1のケーブル1850A’及び第2のケーブル1850B’は、例えば、図18B及び図18Cのケーブル1820又はケーブル1830によりそれぞれ表すことができ、各ケーブルは導電コアを有する。第1のケーブル1850A’の導電コアの第1の端部をマイクロ波装置に結合して、内部に送出された導波される電磁波を伝搬することができる。第1のケーブル1850A’の導電コアの第2の端部は、変圧器2052の導電コイルの第1の端部に結合されて、第1のケーブル1850A’内を伝搬する導波される電磁波を受信し、変圧器2052の導電コイルの第2の端部により、関連する信号を第2のケーブル1850B’の第1の端部に供給することができる。第2のケーブル1850B’の第2の端部は、図20Aのホーンアンテナに結合するか、又は図20Bのスタブアンテナとして露出されて、MV電力線上を長手方向に伝搬する導波される電磁波を誘導することができる。 In an alternative embodiment, the first cable 1850A'and the second cable 1850B' can be coupled to the microwave device and transformer 2052, respectively, as shown in FIGS. 20A and 20B. The first cable 1850A'and the second cable 1850B' can be represented, for example, by the cables 1820 or 1830 of FIGS. 18B and 18C, respectively, where each cable has a conductive core. The first end of the conductive core of the first cable 1850A'can be coupled to a microwave device to propagate the waveguided electromagnetic waves transmitted internally. The second end of the conductive core of the first cable 1850A'is coupled to the first end of the conductive coil of the transformer 2052 to transmit the waved electromagnetic waves propagating in the first cable 1850A'. Upon receipt, the second end of the conductive coil of transformer 2052 allows the associated signal to be supplied to the first end of the second cable 1850B'. The second end of the second cable 1850B'is coupled to the horn antenna of FIG. 20A or exposed as a stub antenna of FIG. Can be induced.

ケーブル1850、1850A’、及び1850B’がそれぞれ伝送媒体1800、1820、及び/又は1830の複数のインスタンスを含む一実施形態において、図18Kに示される等のアンテナ1855のポリロッド構造を形成することができる。各アンテナ1855は、例えば、図20Aに示されるようにホーンアンテナ組立体又はパイ皿形(pie−pan)アンテナ組立体(図示せず)に結合されて、複数のワイヤレス信号を放射することができる。代替的に、アンテナ1855は、図20Bにおいてスタブアンテナとして用いることができる。図20A及び図20Bのマイクロ波装置は、導波される電磁波を調整して、アンテナ1855により発せられるワイヤレス信号をビーム操作するように構成することができる。アンテナ1855の1つ又は複数は、電力線上に導波される電磁波を誘導するのに用いることもできる。 Cables 1850, 1850A', and 1850B' can form a polyrod structure of antenna 1855, such as that shown in FIG. 18K, in one embodiment comprising multiple instances of transmission media 1800, 1820, and / or 1830, respectively. .. Each antenna 1855 can be coupled to, for example, a horn antenna assembly or a pie-pan antenna assembly (not shown) as shown in FIG. 20A to radiate multiple wireless signals. .. Alternatively, antenna 1855 can be used as a stub antenna in FIG. 20B. The microwave devices of FIGS. 20A and 20B can be configured to adjust the waveguided electromagnetic waves to beam-manipulate the wireless signal emitted by the antenna 1855. One or more of the antennas 1855 can also be used to guide electromagnetic waves guided over a power line.

ここで、図20Cを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、通信ネットワーク2000の一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。1つの実施形態において、例えば、図16Aの導波路システム1602は、図20Cのネットワークインターフェースデバイス(NID)2010及び2020等のNIDに組み込むことができる。導波路システム1602の機能を有するNIDを用いて、顧客構内2002(企業又は住宅)とペデスタル2004(サービスエリアインターフェース又はSAIと呼ばれることもある)との間の伝送機能を強化することができる。 Here, with reference to FIG. 20C, a block diagram of a non-limiting embodiment of an example of a communication network 2000 according to various aspects described herein is shown. In one embodiment, for example, the waveguide system 1602 of FIG. 16A can be incorporated into NIDs such as the network interface devices (NIDs) 2010 and 2020 of FIG. 20C. The NID with the functionality of the waveguide system 1602 can be used to enhance the transmission function between the customer premises 2002 (corporate or residential) and the pedestal 2004 (sometimes referred to as the service area interface or SAI).

1つの実施形態において、中央オフィス2030は、1つ又は複数のファイバケーブル2026をペデスタル2004に供給することができる。ファイバケーブル2026は、高速全二重データサービス(例えば、1〜100Gbps以上)をペデスタル2004内に配置されるミニDSLAM2024に提供することができる。データサービスは、音声、インターネットトラフィック、及びメディアコンテンツサービス(例えば、ストリーミングビデオサービス、ブロードキャストTV)等の輸送に用いることができる。従来技術によるシステムにおいて、ミニDSLAM2024は、通常、撚り対線電話回線(例えば、外側絶縁シースで囲まれた、24ゲージ絶縁中実電線等の撚り対線ケーブルのシールドなしの束を含むカテゴリ5e又はカテゴリ5eシールドなし撚り対線(UTP)ケーブルに含まれる撚り対線)に接続し、撚り対線電話回線は顧客構内2002に直接接続する。そのようなシステムにおいて、DSLデータレートは、要因の中でも特に、部分的に顧客構内2002へのレガシー撚り対線ケーブル対の長さに起因して、100Mbps以下に先細る。 In one embodiment, the central office 2030 can supply one or more fiber cables 2026 to the pedestal 2004. The fiber cable 2026 can provide high speed full duplex data service (eg, 1-100 Gbps or higher) to the mini DSLAM2024 located within the pedestal 2004. Data services can be used to transport voice, internet traffic, and media content services (eg, streaming video services, broadcast TV) and the like. In conventional systems, the mini DSLAM2024 typically includes a twisted pair telephone line (eg, an unshielded bundle of twisted pair cables such as a 24-gauge insulated solid wire surrounded by an outer insulating sheath, category 5e or Category 5e Twisted pair wires included in unshielded twisted pair (UTP) cables), and twisted pair telephone lines connect directly to customer premises 2002. In such systems, the DSL data rate tapers to 100 Mbps or less, partly due to the length of the legacy twisted pair cable pair to the customer premises 2002, among other factors.

しかし、図20Cの実施形態は従来技術によるDSLシステムと異なる。図20Cの図において、ミニDSLAM2024は、例えば、ケーブル1850(全体的又は部分的に、単独で又は組み合わせて図18A〜図18D及び図18F〜図18Lに関連して説明した任意のケーブル実施形態を表すことができる)を介してNID2020に接続するように構成することができる。顧客構内2002とペデスタル2004との間にケーブル1850を利用することにより、NID2010及び2020は、上りリンク通信及び下りリンク通信で導波される電磁波を送信及び受信することができる。上述した実施形態に基づいて、ケーブル1850は、いずれかの方向におけるそのような波の電場プロファイルが少なくとも部分的又は全体的にケーブル1850の内層内に閉じ込められる限り、下りリンク路又は上りリンク路のいずれかにおける電磁波伝搬に悪影響を及ぼさずに、雨に露出することができ、又は埋設することができる。本例示において、下りリンク通信は、ペデスタル2004から顧客構内2002への通信路を表し、一方、上りリンク通信は、顧客構内2002からペデスタル2004への通信路を表す。ケーブル1850が図18G及び図18Hの実施形態の1つを含む一実施形態において、ケーブル1850は、電力をNID2010及び2020並びに顧客構内2002及びペデスタル2004の他の機器に供給する目的を果たすこともできる。 However, the embodiment of FIG. 20C is different from the DSL system according to the prior art. In the figure of FIG. 20C, the mini DSLAM2024 comprises, for example, any cable embodiment described in connection with cables 1850 (in whole or in part, alone or in combination, FIGS. 18A-18D and 18F-18L. It can be configured to connect to the NID 2020 via (which can be represented). By using the cable 1850 between the customer premises 2002 and the pedestal 2004, the NID 2010 and 2020 can transmit and receive electromagnetic waves waveguided in uplink and downlink communications. Based on the embodiments described above, the cable 1850 is of a downlink or uplink path as long as the electric field profile of such waves in either direction is confined at least partially or entirely within the inner layer of the cable 1850. It can be exposed to rain or buried without adversely affecting electromagnetic wave propagation in either. In this example, downlink communication represents a communication path from the pedestal 2004 to the customer premises 2002, while uplink communication represents a communication path from the customer premises 2002 to the pedestal 2004. In one embodiment where the cable 1850 includes one of the embodiments of FIGS. 18G and 18H, the cable 1850 can also serve the purpose of supplying power to NID 2010 and 2020 and other equipment on the customer premises 2002 and pedestal 2004. ..

顧客構内2002において、DSL信号は、DSLモデム2006(内蔵ルーターを有することができ、WiFi等のワイヤレスサービスを顧客構内2002内に示されるユーザ機器に提供することができる)を起点とすることができる。DSL信号は、撚り対線電話2008によりNID2010に供給することができる。NID2010は、一体化導波路1602を利用して、ケーブル1850内で、上りリンク路上でペデスタル2004に向けられた導波される電磁波2014を送出することができる。下りリンク路において、ミニDSLAM2024により生成されたDSL信号は、撚り対線電話回線2022を通ってNID2020に流れることができる。NID2020に一体化された導波路システム1602は、DSL信号又はその一部を電気信号から、下りリンク路上でケーブル1850内を伝搬する導波される電磁波2014に変換することができる。全二重通信を提供するために、上りリンク上の導波される電磁波2014は、下りリンク上の導波される電磁波2014と異なる搬送波周波数及び/又は異なる変調手法で動作して、干渉を低減又は回避するように構成することができる。更に、上りリンク路及び下りリンク路上で、導波される電磁波2014は、上述したように、ケーブル1850のコアセクションにより導波され、そのような波は、導波される電磁波を全体的又は部分的にケーブル1850の内層に閉じ込める場強度プロファイルを有するように構成することができる。導波される電磁波2014は、ケーブル1850外部に示されるが、これらの波の図は例示のみを目的とする。このため、導波される電磁波2014は「ハッシュマーク」を用いて描かれて、ケーブル1850の内層により導波されることを示す。 In the customer premises 2002, the DSL signal can originate from a DSL modem 2006 (which can have a built-in router and can provide wireless services such as WiFi to user equipment shown in the customer premises 2002). .. The DSL signal can be supplied to NID2010 by twisted pair telephone 2008. The NID 2010 can utilize the integrated waveguide 1602 to transmit a wave-guided electromagnetic wave 2014 directed at the pedestal 2004 on the uplink path within the cable 1850. On the downlink, the DSL signal generated by the mini DSLAM2024 can flow to NID2020 through twisted pair telephone line 2022. The waveguide system 1602 integrated with the NID 2020 can convert the DSL signal or a portion thereof from an electrical signal to a waveguide electromagnetic wave 2014 propagating in the cable 1850 on the downlink. To provide full-duplex communication, the wave-guided electromagnetic waves 2014 on the uplink operate at different carrier frequencies and / or different modulation techniques than the wave-guided electromagnetic waves 2014 on the downlink to reduce interference. Alternatively, it can be configured to avoid it. Further, on the uplink and downlink, the electromagnetic waves 2014 waveguided are waveguided by the core section of the cable 1850, as described above, and such waves are the whole or part of the waveguided electromagnetic waves. It can be configured to have a field strength profile that is confined to the inner layer of the cable 1850. Waveguided electromagnetic waves 2014 are shown outside the cable 1850, but these wave diagrams are for illustration purposes only. Therefore, the electromagnetic wave 2014 to be guided is drawn using a "hash mark" to indicate that it is guided by the inner layer of the cable 1850.

下りリンク路上で、NID2010の一体化導波路システム1602は、NID2020により生成された導波される電磁波2014を受信し、それらを再び、DSLモデム2006の要件に準拠するDSL信号に変換する。次に、DSL信号は、処理のために、電話回線2008の1組の撚り対線を介してDSLモデム2006に供給される。同様に、上りリンク路上で、NID2020の一体化導波路システム1602は、NID2010により生成された導波される電磁波2014を受信し、それらを再び、ミニDSLAM2024の要件に準拠するDSL信号に変換する。次に、DSL信号は、処理のために、電話回線2022の1組の撚り対線を介してミニDSLAM2024に供給される。電話回線2008及び2022の長さは短いため、DSLモデム2006及びミニDSLAM2024は、非常に高速(例えば、1Gbps〜60Gbps以上)で、上りリンク及び下りリンク上でそれらの間でDSL信号を送信及び受信することができる。したがって、上りリンク路及び下りリンク路は、大半の状況において、撚り対線電話回線を介する従来のDSL通信のデータレート限界を超えることができる。 On the downlink, the NID 2010 integrated waveguide system 1602 receives the waveguided electromagnetic waves 2014 generated by the NID 2020 and again converts them into DSL signals that comply with the requirements of the DSL modem 2006. The DSL signal is then supplied to the DSL modem 2006 via a pair of twisted pairs of telephone line 2008 for processing. Similarly, on the uplink path, the NID 2020 integrated waveguide system 1602 receives the waveguide electromagnetic waves 2014 generated by the NID 2010 and again converts them into DSL signals that comply with the requirements of the mini DSLAM 2020. The DSL signal is then supplied to the mini DSLAM2024 via a pair of twisted pairs of telephone lines 2022 for processing. Due to the short length of the telephone lines 2008 and 2022, the DSL modem 2006 and mini DSLAM2024 transmit and receive DSL signals between them on the uplink and downlink at very high speeds (eg, 1 Gbps to 60 Gbps or higher). can do. Therefore, uplink and downlink can, in most situations, exceed the data rate limits of conventional DSL communication over twisted pair telephone lines.

下りリンク路は、通常、上りリンク路よりも高いデータレートをサポートするため、通常、DSLデバイスは、非対称データレートに向けて構成される。しかし、ケーブル1850は、下りリンク路及び上りリンク路の両方ではるかに高速を提供することができる。ファームウェア更新を用いて、図20Cに示される等のレガシーDSLモデム2006に上りリンク路及び下りリンク路の両方でより高速に構成することができる。同様のファームウェア更新をミニDSLAM2024に対して行って、上りリンク路及び下りリンク路でより高い速度を利用することができる。DSLモデム2006及びミニDSLAM2024へのインターフェースは、従来の撚り対線電話回線のままであるため、DSL信号から導波される電磁波2014への変換及びこの逆の変換を実行するために、ファームウェアの変更並びにNID2010及び2020の追加の他に、レガシーDSLモデム又はレガシーミニDSLAMへのハードウェア変更は必要ない。NIDの使用により、レガシーモデム2006及びミニDSLAM2024の再利用が可能であり、且つそれにより設置コスト及びシステムアップグレードを大幅に低減することができる。新しい建物の場合、ミニDSLAM及びDSLモデムの更新バージョンに一体化導波路システムと構成して、上述した機能を実行することができ、それにより、一体化導波路システムを有するNID2010及び2020の必要がなくなる。この実施形態において、モデム2006の更新バージョン及びミニDSLAM2024の更新バージョンはケーブル1850に直接接続され、双方向の導波される電磁波伝送を介して通信し、それにより、撚り対線電話回線2008及び2022を用いてDSL信号を送信又は受信する必要性をなくす。 Since downlinks typically support higher data rates than uplinks, DSL devices are typically configured for asymmetric data rates. However, cable 1850 can provide much higher speed on both down and up link roads. Firmware updates can be used to configure legacy DSL modems 2006, such as those shown in FIG. 20C, at higher speeds on both uplink and downlink. Similar firmware updates can be made to the Mini DSLAM2024 to take advantage of higher speeds on up and down links. Since the interface to the DSL modem 2006 and mini DSLAM2024 remains the traditional twisted pair telephone line, the firmware changes to perform the conversion from the DSL signal to the waveguide to the electromagnetic wave 2014 and vice versa. And besides the addition of NID 2010 and 2020, no hardware changes to the legacy DSL modem or legacy mini DSLAM are required. The use of NID allows the reuse of legacy modems 2006 and mini DSLAM2024, which can significantly reduce installation costs and system upgrades. For new buildings, an updated version of the mini DSLAM and DSL modem can be configured with an integrated waveguide system to perform the functions described above, thereby requiring NID 2010 and 2020 with an integrated waveguide system. It disappears. In this embodiment, the updated version of modem 2006 and the updated version of mini DSLAM2024 are directly connected to cable 1850 and communicate via bidirectional waveguide electromagnetic transmission, thereby twisted pair telephone lines 2008 and 2022. Eliminates the need to transmit or receive DSL signals using.

ペデスタル2004と顧客構内2002との間でのケーブル1850の使用が、ロジスティックに非実用的又はコストがかかる一実施形態において、NID2010は、代わりに、電柱118上の導波路108を起点とし、顧客構内2002のNID2010に達する前に土中に埋設することができるケーブル1850’(本開示のケーブル1850と同様)に結合するように構成することができる。ケーブル1850’は、NID2010と導波路108との間で導波路電磁波2014’を受信及び送信するのに用いることができる。導波路108は、導波路106を介して接続することができ、導波路106は基地局104に結合することができる。基地局104は、ファイバ2026’を介して中央オフィス2030への接続により、データ通信サービスを顧客構内2002に提供することができる。同様に、中央オフィス2030からペデスタル2004へのアクセスがファイバリンクを介して実用的ではなく、基地局104への接続がファイバリンク2026’を介して可能な状況において、代替の経路を用いて、電柱116を起点とするケーブル1850’’(本開示のケーブル1850と同様)を介してペデスタル2004のNID2020に接続することができる。ケーブル1850’’は、NID2020に達する前に埋設することもできる。 In one embodiment where the use of cable 1850 between the pedestal 2004 and the customer premises 2002 is logistically impractical or costly, the NID 2010 instead begins at the waveguide 108 on the utility pole 118 and is on the customer premises. It can be configured to connect to a cable 1850'(similar to the cable 1850 of the present disclosure) which can be buried in the soil before reaching the 2002 NID 2010. The cable 1850'can be used to receive and transmit the waveguide electromagnetic wave 2014'between the NID 2010 and the waveguide 108. The waveguide 108 can be connected via the waveguide 106, and the waveguide 106 can be coupled to the base station 104. The base station 104 can provide the data communication service to the customer premises 2002 by connecting to the central office 2030 via the fiber 2026'. Similarly, in situations where access from the central office 2030 to the pedestal 2004 is impractical via the fiber link and connection to the base station 104 is possible via the fiber link 2026', using an alternative route, the utility pole It can be connected to the NID2020 of the pedestal 2004 via a cable 1850'' (similar to the cable 1850 of the present disclosure) starting from 116. The cable 1850 ″ can also be buried before reaching NID2020.

ここで、図20D〜図20Fを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、図20Cの通信ネットワーク2000(又は他の適する通信ネットワーク)において用いることができるアンテナマウントの一例の非限定的な一実施形態のブロック図を示す。幾つかの実施形態において、アンテナマウント2053は、図20Dに示されるようなアンテナマウント2053において一体化される1つ又は複数の導波路システム(図示せず)にエネルギーを供給する誘電性電源により、中電圧電力線に結合することができる。アンテナマウント2053は、図20Fに示される上面図及び側面図により示される等の誘電体アンテナ1901のアレイ(例えば、16のアンテナ)を含むことができる。図20Fに示される誘電体アンテナ1901は、誘電体アンテナ1901の群と従来のボールペンとの図の比較により示されるように、小さい寸法であり得る。他の実施形態において、電柱搭載アンテナ2054を図20Dに示されるように用いることができる。更に他の実施形態において、アンテナマウント2056は、図20Eに示されるように、アーム組立体を用いて電柱に取り付けることができる。他の実施形態において、図20Eに示されるアンテナマウント2058は、本開示において説明されるようなケーブル等のケーブル1850に結合される電柱の上部に配置することができる。 Here, with reference to FIGS. 20D-20F, there is no limitation of an example of an antenna mount that can be used in the communication network 2000 (or other suitable communication network) of FIG. 20C according to the various aspects described herein. The block diagram of one embodiment is shown. In some embodiments, the antenna mount 2053 is provided by a dielectric power source that supplies energy to one or more waveguide systems (not shown) integrated in the antenna mount 2053 as shown in FIG. 20D. Can be coupled to medium voltage power lines. The antenna mount 2053 can include an array of dielectric antennas 1901 (eg, 16 antennas), such as those shown in the top and side views shown in FIG. 20F. The dielectric antenna 1901 shown in FIG. 20F can be of small size, as shown by a comparison of the group of dielectric antennas 1901 with a conventional ballpoint pen. In other embodiments, the utility pole mounted antenna 2054 can be used as shown in FIG. 20D. In yet another embodiment, the antenna mount 2056 can be attached to a utility pole using an arm assembly, as shown in FIG. 20E. In another embodiment, the antenna mount 2058 shown in FIG. 20E can be placed on top of a utility pole coupled to a cable 1850, such as a cable as described herein.

図20D及び図20Eの任意のアンテナマウントにおける誘電体アンテナ1901のアレイは、図1〜図20により本開示において説明されるような1つ又は複数の導波路システムを含むことができる。導波路システムは、誘電体アンテナ1901のアレイを用いてビーム操作を実行する(ワイヤレス信号を送信又は受信するため)ように構成することができる。代替的に、各誘電体アンテナ1901は、ワイヤレス信号を受信及び送信する別個のセクタとして利用することができる。他の実施形態において、図20D及び図20Eのアンテナマウントに一体化される1つ又は複数の導波路システムは、広範囲の多入力多出力(MIMO)送信及び受信技法において誘電体アンテナ1901の組み合わせを利用するように構成することができる。図20D及び図20Eのアンテナマウントに一体化される1つ又は複数の導波路システムは、図20D及び図20Eの任意のアンテナマウントにおける誘電体アンテナ1901の任意の組み合わせを用いて、SISO、SIMO、MISO、SISO、及び信号ダイバーシティ(例えば、周波数、時間、空間、偏極、又は他の形態の信号ダイバーシティ技法)等の通信技法を適用するように構成することもできる。更に他の実施形態において、図20D及び図20Eのアンテナマウントには、図20Fに示されるアンテナアレイの2つ以上の積層を構成することができる。 The array of dielectric antennas 1901 in any antenna mount of FIGS. 20D and 20E can include one or more waveguide systems as described herein with reference to FIGS. 1-20. The waveguide system can be configured to perform beam manipulation (to transmit or receive wireless signals) using an array of dielectric antennas 1901. Alternatively, each dielectric antenna 1901 can be used as a separate sector for receiving and transmitting wireless signals. In another embodiment, one or more waveguide systems integrated with the antenna mounts of FIGS. 20D and 20E combine dielectric antenna 1901 in a wide range of multi-input, multi-output (MIMO) transmit and receive techniques. It can be configured to be used. One or more waveguide systems integrated into the antenna mounts of FIGS. 20D and 20E may use any combination of dielectric antennas 1901 in any of the antenna mounts of FIGS. 20D and 20E, SISO, SIMO. Communication techniques such as MISO, SISO, and signal diversity (eg, frequency, time, space, polarization, or other form of signal diversity technique) can also be configured to apply. In yet another embodiment, the antenna mounts of FIGS. 20D and 20E can be configured with two or more stacks of the antenna arrays shown in FIG. 20F.

図21A及び図21Bは、下りリンク通信及び上りリンク通信の実施形態を記載している。図21Aの方法2100はステップ2102で開始することができ、電気信号(例えば、DSL信号)がDSLAM(例えば、ペデスタル2004のミニDSLAM2024又は中央オフィス2030から)により生成され、電気信号は、ステップ2104において、NID2020により導波される電磁波2014に変換され、ケーブル1850等の伝送媒体上を伝搬して、顧客構内2002に下りリンクサービスを提供する。ステップ2108において、顧客構内2002のNID2010は、導波される電磁波2014を再び電気信号(例えば、DSL信号)に変換し、電気信号は、ステップ2110において、電話回線2008を介してDSLモデム2006等の顧客構内機器(CPE)に供給される。その代わりに又はそれと組み合わせて、電力及び/又は導波される電磁波2014’は、代替又は追加の下りリンク(及び/又は上りリンク)路として、電力系統(図18G又は図18Hに示されるような内部導波路を有する)の電力線1850’からNID2010に供給することができる。 21A and 21B describe embodiments of downlink communication and uplink communication. The method 2100 of FIG. 21A can be initiated in step 2102, where an electrical signal (eg, a DSL signal) is generated by the DSLAM (eg, from a pedestal 2004 mini DSLAM 2020 or central office 2030) and the electrical signal is generated in step 2104. , Converted into electromagnetic waves 2014 waveguideed by NID2020, propagated on a transmission medium such as a cable 1850, and provides a downlink service to the customer premises 2002. In step 2108, the customer premises 2002 NID 2010 again converts the waveguide electromagnetic wave 2014 into an electrical signal (eg, a DSL signal), which in step 2110 is such that the DSL modem 2006 or the like via the telephone line 2008. Supplied to customer premises equipment (CPE). The electromagnetic wave 2014'that is powered and / or waveguided instead or in combination thereof is as an alternative or additional downlink (and / or uplink) path, as shown in the power system (FIG. 18G or FIG. 18H). It can be supplied to the NID 2010 from the power line 1850'(which has an internal waveguide).

図21Bの方法2120のステップ2122において、DSLモデム2006は、電話回線2008を介して電気信号(例えば、DSL信号)をNID2010に供給することができ、電気信号は、ステップ2124において、DSL信号を、ケーブル1850によりNID2020に向けられる導波される電磁波に変換する。ステップ2128において、ペデスタル2004(又は中央オフィス2030)のNID2020は、導波される電磁波2014を再び電気信号(例えば、DSL信号)に変換し、電気信号は、ステップ2129において、DSLAM(例えば、ミニDSLAM2024)に供給される。この代わりに又はこれと組み合わせて、電力及び導波される電磁波2014’は、代替又は追加の上りリンク(及び/又は下りリンク)路として、電力系統(図18G又は図18Hに示されるような内部導波路を有する)の電力線1850’からNID2020に供給することができる。 In step 2122 of method 2120 of FIG. 21B, the DSL modem 2006 can supply an electrical signal (eg, a DSL signal) to the NID2010 via the telephone line 2008, and the electrical signal is the DSL signal in step 2124. It is converted into a waveguide electromagnetic wave directed to the NID 2020 by the cable 1850. In step 2128, the NID 2020 of the pedestal 2004 (or central office 2030) converts the waveguided electromagnetic wave 2014 back into an electrical signal (eg, a DSL signal), which in step 2129 is a DSLAM (eg, a mini DSLAM 2020). ) Is supplied. Instead or in combination with this, the power and waveguide electromagnetic wave 2014'as an alternative or additional uplink (and / or downlink) path, internal as shown in the power system (FIG. 18G or FIG. 18H). It can be supplied to the NID 2020 from the power line 1850'(which has a waveguide).

ここで、図21Cを参照すると、伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法2130の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。ステップ2132において、図18N〜図18Tの導波路1865及び1865’は、第1の通信信号(例えば、基地局等の通信デバイスにより供給される)から第1の電磁波を生成し、ステップ2134において、伝送媒体の境界面において基本波動モード「のみ」を有する第1の電磁波を誘導するように構成することができる。一実施形態において、境界面は、図18Q及び図18Rに示されるように、伝送媒体の外面であり得る。別の実施形態において、境界面は、図18S及び図18Tに示されるように、伝送媒体の内層であり得る。ステップ2136において、図18N〜図18Tの導波路1865及び1865’は、図21Cにおいて記述される同じ又は異なる伝送媒体の境界面において、第2の電磁波を受信するように構成することができる。一実施形態において、第2の電磁波は基本波動モード「のみ」を有することができる。他の実施形態において、第2の電磁波は、基本波動モード及び非基本波動モード等の波動モードの組み合わせを有することができる。ステップ2138において、第2の通信信号を第2の電磁波から生成して、例えば、同じ又は異なる通信デバイスにより処理することができる。図21C及び図21Dの実施形態は、本開示において説明される任意の実施形態に適用することができる。 Here, with reference to FIG. 21C, a flow chart of a non-limiting embodiment of the method 2130 for inducing and receiving an electromagnetic wave on a transmission medium is shown. In step 2132, the waveguides 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18T generate a first electromagnetic wave from the first communication signal (eg, supplied by a communication device such as a base station), and in step 2134. It can be configured to induce a first electromagnetic wave having a fundamental wave mode "only" at the interface of the transmission medium. In one embodiment, the interface can be the outer surface of the transmission medium, as shown in FIGS. 18Q and 18R. In another embodiment, the interface can be the inner layer of the transmission medium, as shown in FIGS. 18S and 18T. In step 2136, the waveguides 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18T can be configured to receive a second electromagnetic wave at the interface of the same or different transmission medium described in FIG. 21C. In one embodiment, the second electromagnetic wave can have a fundamental wave mode "only". In other embodiments, the second electromagnetic wave can have a combination of wave modes such as fundamental and non-basic wave modes. In step 2138, a second communication signal can be generated from the second electromagnetic wave and processed, for example, by the same or different communication devices. The embodiments of FIGS. 21C and 21D can be applied to any of the embodiments described in the present disclosure.

ここで、図21Dを参照すると、伝送媒体上に電磁波を誘導し受信する方法2140の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。ステップ2142において、図18N〜図18Wの導波路1865及び1865’は、第1の通信信号(例えば、通信デバイスにより供給される)から第1の電磁波を生成し、ステップ2144において、伝送媒体の境界面において非基本波動モード「のみ」を有する第2の電磁波を誘導するように構成することができる。一実施形態において、境界面は、図18Q及び図18Rに示されるように、伝送媒体の外面であり得る。別の実施形態において、境界面は、図18S及び図18Tに示されるように、伝送媒体の内層であり得る。ステップ2146において、図18N〜図18Wの導波路1865及び1865’は、図21Eにおいて記述される同じ又は異なる伝送媒体の境界面において電磁波を受信するように構成することができる。一実施形態において、電磁波は非基本波動モード「のみ」を有することができる。他の実施形態において、電磁波は、基本波動モード及び非基本波動モード等の波動モードの組み合わせを有することができる。ステップ2148において、第2の通信信号を電磁波から生成して、例えば、同じ又は異なる通信デバイスにより処理することができる。図21E及び図21Fの実施形態は、本開示において説明される任意の実施形態に適用することができる。 Here, with reference to FIG. 21D, a flow chart of a non-limiting embodiment of the method 2140 in which an electromagnetic wave is induced and received on a transmission medium is shown. In step 2142, the waveguides 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18W generate a first electromagnetic wave from the first communication signal (eg, supplied by the communication device), and in step 2144, the boundary of the transmission medium. It can be configured to induce a second electromagnetic wave having a non-basic wave mode "only" on the surface. In one embodiment, the interface can be the outer surface of the transmission medium, as shown in FIGS. 18Q and 18R. In another embodiment, the interface can be the inner layer of the transmission medium, as shown in FIGS. 18S and 18T. In step 2146, the waveguides 1865 and 1865'of FIGS. 18N-18W can be configured to receive electromagnetic waves at the interface of the same or different transmission media described in FIG. 21E. In one embodiment, the electromagnetic wave can have a non-basic wave mode "only". In other embodiments, the electromagnetic wave can have a combination of wave modes such as a fundamental wave mode and a non-basic wave mode. In step 2148, a second communication signal can be generated from electromagnetic waves and processed, for example, by the same or different communication devices. The embodiments of FIGS. 21E and 21F can be applied to any of the embodiments described in the present disclosure.

図21Eは、図19A及び図19Nに示される等の誘電体アンテナから信号を放射する方法2150の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。方法2150はステップ2152で開始することができ、図18Tの導波路システム1865’等の送信機は、第1の通信信号を含む第1の電磁波を生成する。したがって、ステップ2153において、第1の電磁波は、本開示において説明される任意の誘電体アンテナのフィードポイントに結合されるケーブル1850のコア1852上に第2の電磁波を誘導する。第2の電磁波は、ステップ2154において、フィードポイントにおいて受信され、ステップ2155において、誘電体アンテナの基端部に伝搬する。ステップ2156において、第2の電磁波は、誘電体アンテナの基端部からアンテナのアパーチャに引き続き伝搬し、それにより、図19A〜図19Nに関連して上述したように、ステップ2157において、ワイヤレス信号を放射させる。 21E shows a flow diagram of a non-limiting embodiment of a method 2150 that radiates a signal from a dielectric antenna, such as those shown in FIGS. 19A and 19N. The method 2150 can be initiated in step 2152 and a transmitter such as the waveguide system 1865'in FIG. 18T produces a first electromagnetic wave, including a first communication signal. Therefore, in step 2153, the first electromagnetic wave induces a second electromagnetic wave on the core 1852 of the cable 1850 coupled to the feed point of any dielectric antenna described herein. The second electromagnetic wave is received at the feed point in step 2154 and propagates to the proximal end of the dielectric antenna in step 2155. In step 2156, the second electromagnetic wave continues to propagate from the proximal end of the dielectric antenna to the aperture of the antenna, thereby causing the wireless signal in step 2157, as described above in connection with FIGS. 19A-19N. Radiate.

図21Fは、図19A又は図19Nの誘電体アンテナ等の誘電体アンテナにおいてワイヤレス信号を受信する方法2160の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。方法2160はステップ2161において開始することができ、誘電体アンテナのアパーチャはワイヤレス信号を受信する。ステップ2162において、ワイヤレス信号は、アパーチャから誘電体アンテナのフィードポイントに伝搬する電磁波を誘導する。電磁波は、ステップ2163において、フィードポイントにおいて受信されると、ステップ2164において、フィードポイントに結合されるケーブルのコアに伝搬する。ステップ2165において、図18Tの導波路システム1865’等の受信機は、電磁波を受信し、ステップ2166において、そこから第2の通信信号を生成する。 FIG. 21F shows a flow diagram of a non-limiting embodiment of the method 2160 for receiving a wireless signal in a dielectric antenna such as the dielectric antenna of FIG. 19A or FIG. 19N. Method 2160 can be initiated in step 2161 and the dielectric antenna aperture receives the wireless signal. At step 2162, the wireless signal induces an electromagnetic wave propagating from the aperture to the feed point of the dielectric antenna. When the electromagnetic wave is received at the feed point in step 2163, it propagates to the core of the cable coupled to the feed point in step 2164. In step 2165, a receiver such as the waveguide system 1865' in FIG. 18T receives the electromagnetic wave and in step 2166 generates a second communication signal from it.

方法2150及び2160を用いて、図20Cに示される誘電体アンテナ2040等の他の誘電体アンテナと双方向ワイヤレス通信し、及び/又はポータブル通信デバイス(例えば、セル電話、タブレット、ラップトップ)及び建物(例えば、住宅)に配置されるワイヤレス通信デバイス等の他の通信デバイスとの双方向ワイヤレス通信を実行するように、図19A、図19C、図19E、図19G〜図19I、及び図19L〜図19Oの誘電体アンテナを構成することができる。図20Aに示される等のマイクロ波装置に、図20Cに示されるように複数の誘電体アンテナ2040に結合する1つ又は複数のケーブル1850を構成することができる。幾つかの実施形態において、図20Cに示される誘電体アンテナ2040に、更に多くの誘電体アンテナ(例えば、19C、19E、19G〜19I、及び19L〜19O)を構成して、そのようなアンテナによるワイヤレス通信の領域を更に拡張することができる。 Two-way wireless communication with other dielectric antennas, such as the dielectric antenna 2040 shown in FIG. 20C, and / or portable communication devices (eg, cell phones, tablets, laptops) and buildings using methods 2150 and 2160. 19A, 19C, 19E, 19G-19I, and 19L-FIG. 19A, 19C, 19E, and 19L-FIG. 19A, 19C, 19E, and 19L-. A 19O dielectric antenna can be configured. A microwave device such as that shown in FIG. 20A can be configured with one or more cables 1850 coupled to a plurality of dielectric antennas 2040 as shown in FIG. 20C. In some embodiments, the dielectric antenna 2040 shown in FIG. 20C is configured with more dielectric antennas (eg, 19C, 19E, 19G-19I, and 19L-19O) with such antennas. The area of wireless communication can be further expanded.

方法2150及び2160は、増分的位相遅延をアンテナの部分に適用して、発せられる遠距離場ワイヤレス信号を操作することにより、図19Oの誘電体アンテナ1901のフェーズドアレイ1976と併用するように更に構成することができる。方法2150及び2160は、図19Mに示されるジンバル(制御可能なアクチュエータを有することができる)を利用して、誘電体アンテナ1901により生成される遠距離場ワイヤレス信号及び/又は誘電体アンテナ1901の方位を調整し、遠隔システム(導波路システムに結合される別の誘電体アンテナ1901等)による遠距離場ワイヤレス信号の受信を改善するように構成することもできる。更に、方法2150及び2160は、命令、メッセージ、又はワイヤレス信号を遠隔システムから受信して、その誘電体アンテナ1901によりそのような信号を受信する導波路システムが遠距離場信号の調整を実行できるように構成することができる。 Methods 2150 and 2160 are further configured to be used in conjunction with the phased array 1976 of the dielectric antenna 1901 of FIG. 19O by applying an incremental phase delay to the portion of the antenna to manipulate the emitted long-range wireless signal. can do. Methods 2150 and 2160 utilize the gimbal (which may have a controllable actuator) shown in FIG. 19M to provide a long-range wireless signal generated by the dielectric antenna 1901 and / or the orientation of the dielectric antenna 1901. Can also be configured to improve the reception of long-range wireless signals by a remote system (such as another dielectric antenna 1901 coupled to a waveguide system). In addition, methods 2150 and 2160 allow a waveguide system to receive a command, message, or wireless signal from a remote system and receive such signal by its dielectric antenna 1901 to perform long-range signal adjustment. Can be configured in.

説明を簡単にするために、各プロセスは図21A〜図21Fにおいて一連のブロックとして示され説明されるが、特許請求される主題が、ブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で及び/又は他のブロックと同時に行い得ることを理解及び認識されたい。更に、本明細書において説明される方法を実施するために、示されているブロックの全てが必要でないことがある。 For simplicity, each process is shown and described as a series of blocks in FIGS. 21A-21F, but the claimed subject matter is not limited by the order of the blocks and some blocks are the book. It should be understood and recognized that it may be done in a different order and / or at the same time as other blocks as shown and described in the specification. Moreover, not all of the blocks shown may be required to implement the methods described herein.

図21Gは、例えば、図16A及び図16Bのシステム等の通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出し軽減する方法2170の一例の非限定的な一実施形態の流れ図を示す。方法2170はステップ2172で開始することができ、図16A及び図16Bの導波路システム1602等のネットワーク要素は、電力線1610等の伝送媒体の外面上の導波される電磁波の劣化をモニタリングするように構成することができる。信号の劣化は、導波される電磁波の信号の大きさが特定の大きさ閾値未満に下がること、信号対雑音比(SNR)が特定のSNR閾値未満に下がること、サービス品質(QoS)が1つ若しくは複数の閾値未満に下がること、ビットエラーレート(BER)が特定のBER閾値を超えること、パケット損失率(PLR)が特定のPLR閾値を超えること、反射電磁波と転送電磁波との比率が特定の閾値を超えること、波動モードの予期しない変化若しくは変更、1つ若しくは複数の物体が導波される電磁波の伝搬損失若しくは散乱を生じさせていることを示す、導波される電磁波のスペクトル変化(例えば、伝送媒体の外面上への水の蓄積、伝送媒体の継ぎ目、折れた木の枝等)、又はそれらの任意の組み合わせを含むがこれに限定されない任意の数の要因に従って検出することができる。図16Aの外乱センサー1604b等の検知デバイスは、上記信号測定の1つ又は複数を実行し、それにより、電磁波が信号低下を受けているか否かを判断するように構成することができる。上記測定の実行に適する他の検知デバイスも本開示により意図される。 FIG. 21G shows a flow diagram of a non-limiting embodiment of a method 2170 that detects and mitigates disturbances that occur in a communication network such as the systems of FIGS. 16A and 16B. Method 2170 can be initiated in step 2172 so that network elements such as the waveguide system 1602 of FIGS. 16A and 16B monitor the degradation of the waveguided electromagnetic waves on the outer surface of the transmission medium such as power line 1610. Can be configured. The deterioration of the signal is that the magnitude of the waved electromagnetic wave signal drops below a specific magnitude threshold, the signal-to-noise ratio (SNR) drops below a specific SNR threshold, and the service quality (QoS) is 1. Below one or more thresholds, the bit error rate (BER) exceeds a specific BER threshold, the packet loss rate (PLR) exceeds a specific PLR threshold, and the ratio of reflected and transferred electromagnetic waves is specified. Signal-to-noise ratio (signal-to-noise ratio), indicating that the signal-to-noise ratio is exceeded, an unexpected change or change in wave mode, or one or more objects are causing propagation loss or scattering of the electromagnetic wave. It can be detected according to any number of factors including, but not limited to, accumulation of water on the outer surface of the transmission medium, seams of the transmission medium, broken tree branches, etc.), or any combination thereof. .. The detection device, such as the disturbance sensor 1604b of FIG. 16A, can be configured to perform one or more of the signal measurements, thereby determining whether the electromagnetic wave is subject to signal degradation. Other detection devices suitable for performing the above measurements are also contemplated by the present disclosure.

ステップ2174において、信号低下が検出される場合、ネットワーク要素はステップ2176に進むことができ、1つ又は複数のいずれの物体が低下を生じさせている可能性があるかを特定し、検出されると、検出された1つ又は複数の物体を図16A及び図16Bのネットワーク管理システム1601に報告することができる。物体検出は、スペクトル分析又は他の形態の信号分析、環境分析(例えば、気圧計の読み取り値、雨の検出等)、又は伝送媒体により導波される電磁波の伝搬に悪影響を及ぼす可能性がある異物を検出する他の適する技法により達成することができる。例えば、ネットワーク要素は、ネットワーク要素により受信される電磁波から導出されるスペクトルデータを生成するように構成することができる。次に、ネットワーク要素は、スペクトルデータをメモリに記憶された複数のスペクトルプロファイルと比較することができる。複数のスペクトルプロファイルは、ネットワーク要素のメモリに予め記憶することができ、障害物が伝送媒体の外面に存在する場合、伝搬損失又は信号低下を生じさせている可能性があるそのような障害物を特徴付ける又は識別するのに用いることができる。 If a signal drop is detected in step 2174, the network element can proceed to step 2176 to identify and detect which one or more objects may be causing the drop. And one or more of the detected objects can be reported to the network management system 1601 of FIGS. 16A and 16B. Object detection can adversely affect spectral analysis or other forms of signal analysis, environmental analysis (eg, barometer readings, rain detection, etc.), or propagation of electromagnetic waves guided by transmission media. This can be achieved by other suitable techniques for detecting foreign matter. For example, the network element can be configured to generate spectral data derived from the electromagnetic waves received by the network element. The network element can then compare the spectral data with multiple spectral profiles stored in memory. Multiple spectral profiles can be pre-stored in the memory of the network element and, if obstacles are present on the outer surface of the transmission medium, such obstacles that may cause propagation loss or signal degradation. It can be used to characterize or identify.

例えば、水の薄い層及び/又は水滴等の伝送媒体の外面上への水の蓄積は、そのような障害物をモデリングするスペクトルデータを含むスペクトルプロファイルにより識別可能であり得る、伝送媒体により導波される電磁波に信号低下を生じさせる可能性がある。スペクトルプロファイルは、水(例えば、シミュレートされた降雨)を受けた伝送媒体の外面を介して電磁波を受信するとき、テスト機器(例えば、スペクトル分析機能を有する導波路システム)により生成されるスペクトルデータを収集し分析することにより、制御された環境(実験所又は他の適する試験環境等)において生成することができる。水等の障害物は、他の障害物(例えば、伝送媒体の継ぎ目)と異なるスペクトルシグネチャを生成することができる。一意のスペクトルシグネチャを用いて、とりわけ特定の障害物を識別することができる。この技法を用いる場合、伝送媒体に落下した木の枝及び継ぎ目等の他の障害物を特徴付けるスペクトルプロファイルを生成することができる。スペクトルプロファイルに加えて、SNR、BER、及びPLR等の異なる尺度の閾値を生成することができる。これらの閾値は、データの輸送に導波される電磁波を利用する通信ネットワークに望ましい性能測定値に従って、サービスプロバイダにより選択することができる。障害物によっては、他の方法により検出することができるものもある。例えば、降雨はネットワーク要素に結合される雨検出器により検出することができ、落下した木の枝は、ネットワーク要素に結合される振動検出器により検出することができ、以下同様である。 For example, the accumulation of water on the outer surface of a transmission medium such as a thin layer of water and / or water droplets can be identified by a spectral profile containing spectral data modeling such obstacles, waveguideed by the transmission medium. There is a possibility that the electromagnetic wave generated may cause a signal drop. Spectral profiles are spectral data generated by test equipment (eg, waveguide systems with spectral analysis capabilities) when receiving electromagnetic waves through the outer surface of a transmission medium that has received water (eg, simulated rainfall). Can be generated in a controlled environment (such as a laboratory or other suitable test environment) by collecting and analyzing. Obstacles such as water can generate spectral signatures that differ from other obstacles (eg, seams of transmission media). Unique spectral signatures can be used to identify specific obstacles in particular. Using this technique, spectral profiles can be generated that characterize other obstacles such as tree branches and seams that have fallen into the transmission medium. In addition to the spectral profile, thresholds of different scales such as SNR, BER, and PLR can be generated. These thresholds can be selected by the service provider according to performance measurements desirable for communication networks that utilize electromagnetic waves waveguided to transport data. Some obstacles can be detected by other methods. For example, rainfall can be detected by a rain detector coupled to a network element, and a fallen tree branch can be detected by a vibration detector coupled to a network element, and so on.

ネットワーク要素が、電磁波の低下を生じさせている可能性がある物体を検出する機器にアクセスを有さない場合、ネットワーク要素はステップ2176をスキップし、ステップ2178に進むことができ、1つ又は複数の近傍のネットワーク要素(例えば、ネットワーク要素の近傍にある1つ又は複数の他の導波路システム1602)に、検出された信号低下を通知する。信号低下が有意である場合、ネットワーク要素は、近傍のネットワーク要素との通信に、例えば、ワイヤレス通信等の異なる媒体を用いることができる。代替的に、ネットワーク要素は、導波される電磁波の動作周波数を実質的に低減し(例えば、40GHzから1GHzに)、又は制御チャネル(例えば、1MHz)等の低周波数において動作する他の導波される電磁波を利用して近傍のネットワーク要素と通信することができる。低周波数制御チャネルは、はるかに高い動作周波数において信号低下を生じさせる物体による干渉をはるかに受けにくいことができる。 If the network element does not have access to a device that detects an object that may be causing a drop in electromagnetic waves, the network element can skip step 2176 and proceed to step 2178, one or more. Notify network elements in the vicinity of (eg, one or more other waveguide systems 1602 in the vicinity of the network element) of the detected signal degradation. If the signal degradation is significant, the network element can use a different medium, such as wireless communication, for communication with nearby network elements. Alternatively, network elements substantially reduce the operating frequency of the waveguided electromagnetic waves (eg, from 40 GHz to 1 GHz), or other waveguides that operate at lower frequencies, such as control channels (eg, 1 MHz). It is possible to communicate with nearby network elements by using the generated electromagnetic waves. Low frequency control channels can be much less susceptible to interference from objects that cause signal degradation at much higher operating frequencies.

通信の代替手段がネットワーク要素間に確立されると、ステップ2180において、ネットワーク要素及び近傍のネットワーク要素は連携して、導波される電磁波を調整して、検出される信号低下を軽減するプロセスを行うことができる。プロセスは、例えば、ネットワーク要素のいずれが電磁波の調整を実行するか、調整の周波数及び大きさ、並びに所望の信号品質を達成する目標(例えば、QoS、BER、PLR、SNR等)を選択するプロトコルを含むことができる。例えば、信号低下の原因である物体が伝送媒体の外面上での水の蓄積である場合、ネットワーク要素は、電場(E場)の偏極及び/又は電磁波の磁場(H場)を調整して、図21Hに示されるように、E場の半径方向位置合わせを維持するように構成することができる。特に、図21Hは、本明細書において説明される種々の態様による、伝送媒体上への水の蓄積に起因した伝搬損失を軽減する電磁波のE場の位置合わせの一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図2101を提示する。この例において、伝送媒体125の絶縁金属ケーブル実装形態等のケーブルの長手方向断面は、40GHzにおいて伝搬する導波される電磁波に関連するE場を示す場ベクトルと共に提示される。E場が強いほど、弱いE場と比較して濃い色の場ベクトルで提示される。 Once an alternative means of communication has been established between the network elements, in step 2180 the network elements and nearby network elements work together to coordinate the waveguided electromagnetic waves and reduce the detected signal degradation. It can be carried out. The process is a protocol that selects, for example, which of the network elements performs the adjustment of the electromagnetic wave, the frequency and magnitude of the adjustment, and the goal (eg, QoS, BER, PLR, SNR, etc.) to achieve the desired signal quality. Can be included. For example, if the object causing the signal degradation is the accumulation of water on the outer surface of the transmission medium, the network element adjusts the polarization of the electric field (E field) and / or the magnetic field of the electromagnetic wave (H field). , As shown in FIG. 21H, can be configured to maintain radial alignment of the E field. In particular, FIG. 21H is a non-limiting implementation of an example of E-field alignment of electromagnetic waves that reduces propagation loss due to the accumulation of water on a transmission medium according to the various aspects described herein. A block diagram 2101 showing a form is presented. In this example, the longitudinal cross section of the cable, such as the insulating metal cable mounting form of the transmission medium 125, is presented with a field vector indicating the E field associated with the waveguided electromagnetic waves propagating at 40 GHz. The stronger the E field, the darker the field vector is presented as compared to the weaker E field.

1つの実施形態において、偏極の調整は、特定の波動モードの電磁波(例えば、横磁場(TM)モード、横電場(TE)モード、横電磁場(TEM)モード、又はHEモードとしても知られるTMモードとTEモードとのハイブリッド)を生成することにより達成することができる。例えば、ネットワーク要素が図18Wの導波路システム1865’を含み、E場の偏極の調整が、各MMIC1870により生成される電磁波の位相、周波数、振幅、又はそれらの組み合わせを交互にするように2つ以上のMMIC1870を構成することにより達成することができる。特定の調整は、例えば、図21Hに示される水膜の領域におけるE場を水の表面に垂直に位置合わせさせることができる。水の表面に垂直である(又は概ね垂直である)電場は、水膜に平行するE場よりも弱い電流を水膜に誘導する。より弱い電流を誘導することにより、長手方向を伝搬中の電磁波が受ける伝搬損失は低くなる。更に、E場の密度を水膜の上の空気中に拡張することも望ましい。空気中のE場の密度が高いままであり、合計場強度の大半が、水及び絶縁体の領域に集中する代わりに空気中にある場合にも伝搬損失は低減する。例えば、グーボー波(又はTM00波 − 図21Kのブロック図2131を参照されたい)等の絶縁層に密に結合された電磁波のE場は、E場が水膜に垂直である(又は半径方向において位置合わせされる)にも関わらず、より高い伝搬損失を受け、その理由は、場強度のより多くが水の領域に集中するためである。 In one embodiment, the polarization adjustment is also known as electromagnetic waves in a particular wave mode (eg, transverse magnetic field (TM) mode, transverse electric field (TE) mode, transverse electromagnetic field (TEM) mode, or HE mode. This can be achieved by generating a hybrid of mode and TE mode). For example, the network elements include the waveguide system 1865'of FIG. 18W, and the adjustment of the polarization of the E field alternates the phase, frequency, amplitude, or combination thereof of the electromagnetic waves generated by each MMIC1870. This can be achieved by configuring one or more MMIC1870s. Certain adjustments can, for example, align the E field in the area of the water film shown in FIG. 21H perpendicular to the surface of the water. An electric field perpendicular to (or approximately perpendicular to) the surface of water induces a weaker current in the water film than an E field parallel to the water film. By inducing a weaker current, the propagation loss of the electromagnetic wave propagating in the longitudinal direction is reduced. It is also desirable to extend the density of the E field into the air above the water film. Propagation loss is also reduced when the density of the E-field in the air remains high and most of the total field strength is in the air instead of concentrating in the water and insulator regions. For example, in the E field of an electromagnetic wave tightly coupled to an insulating layer such as a goobo wave (or TM00 wave-see block diagram 2131 of FIG. 21K), the E field is perpendicular to the water film (or in the radial direction). Despite being aligned), it suffers from higher propagation loss because more of the field strength is concentrated in the water region.

したがって、空気領域(すなわち、水膜の上方)においてより高い割合の場強度を有する、水膜に対して垂直(又は概ね垂直)のE場を有する電磁波が受ける伝搬損失は、絶縁層若しくは水の層においてより多くの場強度を有する密に結合された電磁波又は伝搬方向において、より大きい損失をもたらす水膜の領域内にE場を有する電磁波よりも低い。 Therefore, the propagation loss of an electromagnetic wave having an E field perpendicular to (or generally perpendicular to) the water film, which has a higher percentage of field strength in the air region (ie, above the water film), is the insulating layer or water. Tightly coupled electromagnetic waves with more field strength in the layer or lower than electromagnetic waves with an E field in the region of the water film causing greater loss in the direction of propagation.

図21Hは、40GHzにおいて動作するTM01電磁波の場合のE場を絶縁導体の長手方向図において示す。逆に、図21I及び図21Jは、電磁波の伝搬方向におけるE場(すなわち、図21I及び図21Jのページから飛び出る方向に向けられたE場)の場強度を示す図21Hの絶縁導体の断面図2111及び2121をそれぞれ示す。図21I及び図21Jに示される電磁波は、それぞれ45GHz及び40GHzにおけるTM01波動モードを有する。図21Iは、電磁波の伝搬方向におけるE場の強度が、絶縁体の外面と水膜の外面との間の領域(すなわち、水膜の領域)において高いことを示す。高強度は明るい色(明るい色ほど、ページから飛び出る方向に向けられたE場の強度は高い)で示されている。図21Iは、水膜の領域内に長手方向に偏極した高密度のE場があることを示し、これは、水膜中に高い電流を生じさせ、したがって高い伝搬損失を生じさせる。したがって、特定の状況下において、45GHz(TM01波動モードを有する)における電磁波は、絶縁導体の外面上に配置される雨水又は他の障害物の軽減にあまり適さない。 FIG. 21H shows the E field in the case of the TM01 electromagnetic wave operating at 40 GHz in the longitudinal direction view of the insulating conductor. On the contrary, FIGS. 21I and 21J are cross-sectional views of the insulating conductor of FIG. 21H showing the field strength of the E field in the propagation direction of the electromagnetic wave (that is, the E field directed in the direction protruding from the pages of FIGS. 21I and 21J). 2111 and 2121 are shown respectively. The electromagnetic waves shown in FIGS. 21I and 21J have TM01 wave modes at 45 GHz and 40 GHz, respectively. FIG. 21I shows that the intensity of the E field in the propagation direction of the electromagnetic wave is high in the region between the outer surface of the insulator and the outer surface of the water film (that is, the region of the water film). High intensity is indicated by a bright color (the brighter the color, the stronger the intensity of the E field directed toward the page popping out). FIG. 21I shows that there is a high density E-field polarized longitudinally within the region of the water film, which produces a high current in the water film and thus a high propagation loss. Therefore, under certain circumstances, electromagnetic waves at 45 GHz (having TM01 wave mode) are less suitable for mitigating rainwater or other obstacles placed on the outer surface of the insulating conductor.

逆に、図21Jは、電磁波の伝搬方向におけるE場の強度が水膜の領域においてより弱いことを示す。強度がより弱いことは、水膜の領域におけるより濃い色で示されている。より低い強度は、E場が、水膜に大方垂直又は半径方向において偏極されたことの結果である。半径方向において位置合わせされたE場はまた、図21Hに示されるように、空気領域に高密度で存在する。したがって、40GHz(TM01波動モードを有する)における電磁波は、同じ波動モードを有する45GHz波よりも低い電流を水膜中に誘導するE場を生成する。したがって、図21Jの電磁波は、絶縁導体の外面上への水膜又は水滴の蓄積に起因する伝搬損失を低減するのにより適する特性を示す。 On the contrary, FIG. 21J shows that the intensity of the E field in the propagation direction of the electromagnetic wave is weaker in the water film region. The weaker intensities are indicated by a darker color in the area of the water film. The lower intensities are the result of the E-field being polarized approximately perpendicular or radial to the water film. The radialally aligned E-fields are also densely present in the air region, as shown in FIG. 21H. Therefore, an electromagnetic wave at 40 GHz (having a TM01 wave mode) creates an E field that induces a lower current into the water film than a 45 GHz wave having the same wave mode. Therefore, the electromagnetic wave of FIG. 21J exhibits more suitable properties for reducing propagation loss due to the accumulation of water films or water droplets on the outer surface of the insulating conductor.

伝送媒体の物理的特性は様々であり得、伝送媒体の外面への水又は他の障害物の影響は、非線形効果を生じさせることがあるため、ステップ2182の第1の反復において、図21Hに示される空気中へのE場の偏極及びE場集中を達成するように全ての状況を精密にモデリングすることは常に可能であるわけではない。軽減プロセスの速度を上げるために、ネットワーク要素は、ステップ2186においてルックアップテーブルから、電磁波を調整する開始点を選択するように構成することができる。1つの実施形態において、ステップ2176において検出される物体のタイプ(例えば、雨水)との一致を探して、ルックアップテーブルのエントリを検索することができる。別の実施形態において、ネットワーク要素により受信された影響を受けた電磁波から導出されるスペクトルデータとの一致を探して、ルックアップテーブルを検索することができる。テーブルエントリは、図21Hに示されるような同様のE場特性を達成する少なくとも粗い調整を達成するように電磁波を調整する特定のパラメータ(例えば、周波数、位相、振幅、波動モード等)を提供することができる。粗い調整は、図21H及び図21Jに関連して上述した望ましい伝搬特性を達成する解に収束する確率を改善するように機能することができる。 In the first iteration of step 2182, FIG. 21H shows that the physical properties of the transmission medium can vary and the effects of water or other obstacles on the outer surface of the transmission medium can result in non-linear effects. It is not always possible to precisely model all situations to achieve the shown E-field polarization and E-field concentration in the air. To speed up the mitigation process, the network element can be configured to select a starting point for adjusting the electromagnetic waves from the look-up table in step 2186. In one embodiment, a look-up table entry can be searched for a match with the type of object detected in step 2176 (eg, rainwater). In another embodiment, a look-up table can be searched for a match with spectral data derived from the affected electromagnetic waves received by the network element. The table entry provides specific parameters (eg, frequency, phase, amplitude, wave mode, etc.) that adjust the electromagnetic wave to achieve at least coarse adjustments that achieve similar E-field characteristics as shown in FIG. 21H. be able to. Coarse adjustments can function to improve the probability of converging on a solution that achieves the desired propagation characteristics described above in relation to FIGS. 21H and 21J.

ステップ2186において粗い調整が行われると、ネットワーク要素は、ステップ2184において、調整が信号品質を望ましいターゲットまで改善したか否かを判断することができる。ステップ2184は、ネットワーク要素間の連携交換により実施することができる。例えば、ステップ2186において、ネットワーク要素が、ルックアップテーブルから得られたパラメータに従って調整された電磁波を生成し、調整された電磁波を近傍のネットワーク要素に送信すると考える。ステップ2184において、ネットワーク要素は、調整された電磁波を受信した近傍のネットワーク要素からフィードバックを受信し、合意されたターゲット目標に従って受信波の品質を分析し、結果をネットワーク要素に提供することにより、調整が信号品質を改善したか否かを判断することができる。同様に、ネットワーク要素は、近傍のネットワーク要素から受信した、調整された電磁波をテストすることができ、分析の結果を含むフィードバックを近傍のネットワーク要素に提供することができる。特定の検索アルゴリズムが上述されたが、勾配検索、遺伝アルゴリズム、グローバル検索、又は他の最適化技法等の他の検索アルゴリズムも同様に利用することができる。したがって、ステップ2182、2186、及び2184は、ネットワーク要素及びその近傍のネットワーク要素により実行される調整及びテストプロセスを表す。 Once the coarse adjustments have been made in step 2186, the network element can determine in step 2184 whether the adjustments have improved the signal quality to the desired target. Step 2184 can be carried out by coordinating and exchanging network elements. For example, in step 2186, it is considered that the network element generates an electromagnetic wave adjusted according to the parameters obtained from the lookup table and transmits the adjusted electromagnetic wave to a nearby network element. At step 2184, the network element is tuned by receiving feedback from nearby network elements that have received the tuned electromagnetic wave, analyzing the quality of the received wave according to an agreed target target, and providing the results to the network element. Can determine if the signal quality has improved. Similarly, the network element can test the tuned electromagnetic waves received from the nearby network element and provide feedback containing the results of the analysis to the nearby network element. Although specific search algorithms have been described above, other search algorithms such as gradient search, genetic algorithm, global search, or other optimization techniques can be utilized as well. Therefore, steps 2182, 2186, and 2184 represent the tuning and testing process performed by the network element and its neighbors.

これを念頭に置いて、ステップ2184において、ネットワーク要素(又はその近傍のネットワーク要素)が、信号品質が1つ又は複数の所望のパラメータターゲット(例えば、SNR、BER、PLR等を達成していないと判断する場合、ステップ2182において、増分的調整をネットワーク要素及びその近傍のネットワーク要素に対して開始することができる。ステップ2182において、ネットワーク要素(及び/又はその近傍のネットワーク要素)は、ターゲット目標が達成されるまで、電磁波の大きさ、位相、周波数、波動モード、及び/又は他の調整可能な特徴を増分的に調整するように構成することができる。これらの調整を実行するために、ネットワーク要素(及びその近傍のネットワーク要素)に、図18Wの導波路システム1865’を構成することができる。ネットワーク要素(及びその近傍のネットワーク要素)は、2つ以上のMMIC1870を利用して、電磁波の1つ又は複数の動作パラメータを増分的に調整して、特定の方向(例えば、水膜の領域において伝搬方向から離れる方向)に偏極したE場を達成することができる。2つ以上のMMIC1870は、空気領域(障害物外部)に高密度を有するE場を達成する電磁波の1つ又は複数の動作パラメータを増分的に調整するように構成することもできる。 With this in mind, in step 2184, the network element (or network element in its vicinity) does not achieve the desired parameter target (eg, SNR, BER, PLR, etc.) with one or more signal qualities. If determined, in step 2182 an incremental adjustment can be initiated for the network element and its neighbors. In step 2182, the network element (and / or its neighbors) has a target target. Until achieved, it can be configured to incrementally adjust the magnitude, phase, frequency, wave mode, and / or other adjustable features of the electromagnetic wave. To perform these adjustments, the network. The waveguide system 1865'of FIG. 18W can be configured in the element (and its neighboring network elements). The network element (and its neighboring network elements) utilizes two or more MMIC1870s to generate electromagnetic waves. One or more operating parameters can be incrementally adjusted to achieve signal-to-noise ratios polarized in a particular direction (eg, away from the propagation direction in the region of the water film). Two or more MMIC1870s. Can also be configured to incrementally adjust one or more operating parameters of an electromagnetic wave that achieves an E-field with a high density in the air region (outside the obstacle).

反復プロセスは、ネットワーク要素間で連携されて、上流通信及び下流通信を改善する解に収束する時間を短縮する試行錯誤プロセスであり得る。連携プロセスの一環として、例えば、あるネットワーク要素は、電磁波の大きさを調整するが、波動モードを調整しないように構成することができ、一方、別のネットワーク要素は、波動モードを調整するが、大きさを調整しないように構成することができる。実験及び/又はシミュレーションに従って、サービスプロバイダにより、伝送媒体の外面への障害物を軽減するのに望ましい特性を電磁波において達成するような反復回数及び調整の組み合わせを確立し、ネットワーク要素にプログラムすることができる。 The iterative process can be a trial-and-error process in which network elements are coordinated to reduce the time it takes to converge on a solution that improves upstream and downstream communication. As part of the coordination process, for example, one network element can be configured to adjust the magnitude of the electromagnetic waves but not the wave mode, while another network element adjusts the wave mode, It can be configured so that the size is not adjusted. According to experiments and / or simulations, the service provider may establish a combination of iterations and adjustments in the electromagnetic wave that achieves the desired properties in the electromagnetic wave to reduce obstacles to the outer surface of the transmission medium and program it into the network element. it can.

ステップ2184において、上流及び下流の電磁波の信号品質が、1つ又は複数のパラメトリックターゲット(例えば、SNR、BER、PLR等)を達成する所望のレベルまで改善されたことがネットワーク要素により検出されると、ネットワーク要素は、ステップ2188に進み、調整された上流及び下流電磁波に従って通信を再開することができる。ステップ2188において通信が行われる間、ネットワーク要素は、元の電磁波に基づく上流及び下流テスト信号を送信して、そのような波の信号品質が改善したか否かを判断するように構成することができる。これらのテスト信号は、定期的な間隔で(例えば、30秒毎に1回又は他の適する周期で)送信することができる。各ネットワーク要素は、例えば、受信したテスト信号のスペクトルデータを分析して、所望のスペクトルプロファイル及び/又は他のパラメトリックターゲット(例えば、SNR、BER、PLR等)を達成するか否かを判断することができる。信号品質が改善されなかったか、又は改善がごくわずかであった場合、ネットワーク要素は、ステップ2188において、調整された上流及び下流電磁波を利用して通信を続けるように構成することができる。 In step 2184, when the network element detects that the signal quality of the upstream and downstream electromagnetic waves has been improved to the desired level to achieve one or more parametric targets (eg, SNR, BER, PLR, etc.). , The network element can proceed to step 2188 and resume communication according to the tuned upstream and downstream electromagnetic waves. During the communication in step 2188, the network element may be configured to transmit upstream and downstream test signals based on the original electromagnetic wave to determine if the signal quality of such waves has improved. it can. These test signals can be transmitted at regular intervals (eg, once every 30 seconds or at other suitable cycles). Each network element may, for example, analyze the spectral data of the received test signal to determine if the desired spectral profile and / or other parametric target (eg, SNR, BER, PLR, etc.) is achieved. Can be done. If the signal quality is not improved or is negligible, the network element can be configured in step 2188 to continue communication using the tuned upstream and downstream electromagnetic waves.

しかし、信号品質が元の電磁波の利用に戻るのに十分改善した場合、ネットワーク要素は、ステップ2192に進み、元の電磁波を生成する設定(例えば、元の波動モード、元の大きさ、元の周波数、元の位相、元の空間方位等)を復元することができる。信号品質は、障害物を除去した(例えば、雨水の蒸発、落下した木の枝の現場の人員による除去等)結果として改善することができる。ステップ2194において、ネットワーク要素は、元の電磁波を利用して通信を開始し、上流及び下流テストを実行することができる。ステップ2196において、ステップ2194において実行されたテストから、元の電磁波の信号品質が満足のいくものであるとネットワーク要素により判断される場合、ネットワーク要素は、元の電磁波を用いて通信を再開し、上述したように、ステップ2172及び後続ステップに進むことができる。 However, if the signal quality is improved enough to return to the use of the original electromagnetic wave, the network element proceeds to step 2192 and is set to generate the original electromagnetic wave (eg, original wave mode, original magnitude, original). Frequency, original phase, original spatial orientation, etc.) can be restored. Signal quality can be improved as a result of removing obstacles (eg, evaporation of rainwater, removal of fallen tree branches by field personnel, etc.). At step 2194, the network element can utilize the original electromagnetic waves to initiate communication and perform upstream and downstream tests. In step 2196, if the test performed in step 2194 determines by the network element that the signal quality of the original electromagnetic wave is satisfactory, the network element resumes communication with the original electromagnetic wave. As mentioned above, it is possible to proceed to step 2172 and subsequent steps.

テストへの合否は、ステップ2196において、元の電磁波に関連するパラメトリックターゲット(例えば、BER、SNR、PLR等)に従ってテスト信号を分析することにより判断することができる。ステップ2194において実行されたテストが、ステップ2196において不合格と判断される場合、ネットワーク要素は、上述したようにステップ2182、2186、及び2184に進むことができる。上流及び下流電磁波への前の調整は、既に合格と判断されていることがあるため、ネットワーク要素は、前の調整された電磁波に用いられた設定を復元することができる。したがって、ステップ2182、2186、及び2184のいずれか1つの1回の反復がステップ2188に戻るのに十分であり得る。 Pass / fail of the test can be determined by analyzing the test signal in step 2196 according to the parametric target associated with the original electromagnetic wave (eg, BER, SNR, PLR, etc.). If the test performed in step 2194 is determined to fail in step 2196, the network element can proceed to steps 2182, 2186, and 2184 as described above. Since the previous adjustments to the upstream and downstream electromagnetic waves may have already been determined to pass, the network element can restore the settings used for the previously adjusted electromagnetic waves. Therefore, one iteration of any one of steps 2182, 2186, and 2184 may be sufficient to return to step 2188.

幾つかの実施形態において、例えば、元の電磁波を用いた場合のデータスループットが、調整された電磁波を用いた場合のデータスループットよりも良好な場合、元の電磁波の復元が望ましいことがあることに留意されたい。しかし、調整された電磁波のデータスループットが元の電磁波のデータスループットよりも良好であるか又はそれに実質的に近い場合、ネットワーク要素は、代わりにステップ2188から続くように構成することができる。 In some embodiments, restoration of the original electromagnetic wave may be desirable, for example, if the data throughput with the original electromagnetic wave is better than the data throughput with the tuned electromagnetic wave. Please note. However, if the adjusted electromagnetic data throughput is better than or substantially closer to the original electromagnetic data throughput, the network element can instead be configured to continue from step 2188.

図21H及び図21KはTM01波動モードを記載しているが、他の波動モード(例えば、HE波動、TE波動、TEM波動等)又は波動モードの組み合わせが図21Hに示される所望の効果を達成可能であることにも留意されたい。したがって、波動モードは、単独で又は1つ若しくは複数の他の波動モードと組み合わせて、図21H及び図21Jに関連して説明したように、伝搬損失を低減するE場特性を有する電磁波を生成することができる。したがって、そのような波動モードは、ネットワーク要素が生成するように構成することができる可能な波動モードとして意図される。 21H and 21K describe the TM01 wave mode, but other wave modes (eg HE wave, TE wave, TEM wave, etc.) or a combination of wave modes can achieve the desired effect shown in FIG. 21H. Please also note that. Thus, the wave mode alone or in combination with one or more other wave modes produces an electromagnetic wave having an E-field characteristic that reduces propagation loss, as described in connection with FIGS. 21H and 21J. be able to. Therefore, such a wave mode is intended as a possible wave mode that can be configured to be generated by network elements.

方法2170は、ステップ2182又は2186において、遮断周波数を受けないことがある他の波動モードを生成するように構成し得ることに更に留意されたい。例えば、図21Lは、本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波の電場の一例の非限定的な一実施形態のブロック図2141を示す。HEモードを有する波は、電磁波の伝搬方向から離れる方を指す線形偏極E場を有し、障害物(例えば、図21H〜図21Jに示される水膜)の領域に垂直(又は概ね垂直)であり得る。HEモードを有する波は、合計蓄積場強度のより多くが空中にあるように、絶縁導体の外面の実質的に外側に延びるE場を生成するように構成することができる。したがって、HEモードを有する幾つかの電磁波は、障害物の領域に直交又は概ね直交するE場を有する大きい波動モードの特性を示すことができる。上述したように、そのような特性は伝搬損失を低減することができる。HEモードを有する電磁波はまた、非ゼロ遮断周波数を有する他の波動モードと異なり、遮断周波数を有さない(すなわち、準DCで動作することができる)独自の特性も有する。 It should be further noted that method 2170 may be configured in step 2182 or 2186 to generate other wave modes that may not be subject to cutoff frequencies. For example, FIG. 21L shows block diagram 2141 of a non-limiting embodiment of an example of a hybrid wave electric field according to the various aspects described herein. A wave with HE mode has a linearly polarized E field pointing away from the direction of electromagnetic wave propagation and is perpendicular (or approximately perpendicular) to the region of an obstacle (eg, the water film shown in FIGS. 21H-21J). Can be. Waves with HE mode can be configured to generate an E-field that extends substantially outward of the outer surface of the insulating conductor so that more of the total storage field intensity is in the air. Therefore, some electromagnetic waves having the HE mode can exhibit the characteristics of a large wave mode having an E field orthogonal to or substantially orthogonal to the region of the obstacle. As mentioned above, such properties can reduce propagation loss. Electromagnetic waves with HE mode also have unique characteristics that do not have cutoff frequency (ie, can operate at quasi-DC), unlike other wave modes that have nonzero cutoff frequency.

ここで、図21Mを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波vsグーボー波の電場特性の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図2151を示す。図2158は、絶縁導体のHE11モード波とグーボー波との間のエネルギー分布を示す。図2158のエネルギープロットは、グーボー波の生成に用いられる電力量がHE11波と同じである(すなわち、エネルギー曲線下面積が同じである)と仮定する。図2158の図において、グーボー波は、絶縁導体の外面を越えて延びる場合には電力の急降下を有し、一方、HE11波は、絶縁層を越えて電力の実質的に低い降下を有する。したがって、グーボー波は、HE11波よりも絶縁層近くで高いエネルギー密度を有する。図2167は、水膜が絶縁体の外面に存在する場合の同様のグーボー及びHE11エネルギー曲線を示す。図2158及び2167のエネルギー曲線の相違は、グーボー及びHE11エネルギー曲線の電力降下が、図2158の場合には絶縁体の外縁部で始まり、図2167の場合には水膜の外縁部で始まることである。しかし、エネルギー曲線図2158及び2167は同じ挙動を示す。すなわち、グーボー波の電場は絶縁層に密に結合され、水に露出された場合、絶縁層及び水膜外部により高い密度を有するHE11波の電場よりも大きい伝搬損失を生じさせる。これらの特性は、HE11の図2168及びグーボー図2159にそれぞれ示される。 Here, with reference to FIG. 21M, a block diagram 2151 showing an example non-limiting embodiment of the electric field characteristics of a hybrid wave vs. a goobo wave according to the various aspects described herein is shown. FIG. 2158 shows the energy distribution between the HE11 mode wave and the goobo wave of the insulating conductor. The energy plot of FIG. 2158 assumes that the amount of power used to generate the Goobo wave is the same as the HE11 wave (ie, the area under the energy curve is the same). In the figure of FIG. 2158, the Goobo wave has a sharp drop in power when extending beyond the outer surface of the insulating conductor, while the HE11 wave has a substantially low drop in power beyond the insulating layer. Therefore, the Goobo wave has a higher energy density near the insulating layer than the HE11 wave. FIG. 2167 shows a similar goobo and HE11 energy curve when the water film is present on the outer surface of the insulator. The difference between the energy curves of FIGS. 2158 and 2167 is that the power drop of the Goubo and HE11 energy curves begins at the outer edge of the insulator in the case of FIG. 2158 and at the outer edge of the water film in the case of FIG. 2167. is there. However, the energy curves 2158 and 2167 show the same behavior. That is, the electric field of the Goubo wave is tightly coupled to the insulating layer, and when exposed to water, causes a larger propagation loss than the electric field of the HE11 wave, which has a higher density outside the insulating layer and the water film. These characteristics are shown in FIG. 2168 of HE11 and FIG. 2159 of Goobo, respectively.

HE11波の動作周波数を調整することにより、HE11波のE場は、絶縁体及び絶縁体の外部を囲む水層内の場と比較した場合、空気中のエリア中により大きい蓄積場強度を有する図21Nのブロック図2169に示されるように、薄い水膜の実質的に上方に延びるように構成することができる。図21Nは、半径1cm及び誘電率2.25を有する絶縁半径1.5cmを有する電線を示す。HE11波の動作周波数が低減するにつれて、E場は外側に向かって延び、波動モードのサイズを拡大する。特定の動作周波数(例えば、3GHz)において、波動モードの拡大は、絶縁電線の直径及び絶縁電線上に存在することができるいかなる障害物よりも実質的に大きいサイズであり得る。 By adjusting the operating frequency of the HE11 wave, the E field of the HE11 wave has a larger storage field strength in the area in the air when compared with the insulator and the field in the water layer surrounding the outside of the insulator. Block of 21N As shown in FIG. 2169, it can be configured to extend substantially upward of a thin water film. FIG. 21N shows an electric wire having an insulation radius of 1.5 cm with a radius of 1 cm and a dielectric constant of 2.25. As the operating frequency of the HE11 wave decreases, the E field extends outward, increasing the size of the wave mode. At a particular operating frequency (eg, 3 GHz), the expansion of the wave mode can be substantially larger than the diameter of the insulated wire and any obstacles that can be present on the insulated wire.

水膜に垂直なE場を有し、そのエネルギーの大半を水膜外部に配置することにより、伝送媒体が水又は他の障害物を受ける場合、HE11波はグーボー波よりも低い伝搬損失を有する。グーボー波は望ましい半径方向E場を有するが、波は絶縁層に密に結合され、障害物の領域で高密度のE場を生じさせる。したがって、水膜等の障害物が絶縁導体の外面に存在する場合、グーボー波は依然として高い伝搬損失を受ける。 The HE11 wave has a lower propagation loss than the Goobo wave when the transmission medium is exposed to water or other obstacles by having an E field perpendicular to the water film and placing most of its energy outside the water film. .. The Goobo wave has the desired radial E-field, but the wave is tightly coupled to the insulating layer, creating a dense E-field in the area of the obstacle. Therefore, when an obstacle such as a water film is present on the outer surface of the insulating conductor, the goobo wave still suffers a high propagation loss.

ここで、図22A及び図22Bを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、ハイブリッド波を送出する導波路システム2200の一例の非限定的な一実施形態を示すブロック図を示す。導波路システム2200は、プローブ2202を絶縁導体2208の外面に対して異なる位置又は方位に配置できるようにする摺動可能又は回転可能機構2204に結合されるプローブ2202を含み得る。機構2204は、プローブ2202による電磁波の送信を可能にする同軸フィード2206又は他の結合を含み得る。同軸フィード2206は、プローブ2202間の経路差が波長の1/2又は波長の何らかの奇数整数倍であるような機構2204上の位置に配置することができる。プローブ2202が逆位相の電磁信号を生成する場合、電磁波は、ハイブリッドモード(HE11モード等)を有する絶縁導体2208の外面上に誘導することができる。 Here, with reference to FIGS. 22A and 22B, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a waveguide system 2200 that delivers hybrid waves according to the various aspects described herein is shown. The waveguide system 2200 may include a probe 2202 coupled to a slidable or rotatable mechanism 2204 that allows the probe 2202 to be placed in a different position or orientation with respect to the outer surface of the insulating conductor 2208. Mechanism 2204 may include a coaxial feed 2206 or other coupling that allows the transmission of electromagnetic waves by probe 2202. The coaxial feed 2206 can be located on the mechanism 2204 such that the path difference between the probes 2202 is 1/2 of the wavelength or some odd integer multiple of the wavelength. When the probe 2202 produces an electromagnetic signal of opposite phase, the electromagnetic wave can be guided on the outer surface of the insulating conductor 2208 having a hybrid mode (HE11 mode or the like).

機構2204は、プローブ2202を望ましい位置に移動させるモータ又は他のアクチュエータ(図示せず)に結合することもできる。1つの実施形態において、例えば、導波路システム2200は、プローブ2202を異なる位置(例えば、左及び西)に回転させて(プローブ2202が回転可能であると仮定して)、図23のブロック図2300に示されるように水平に偏極したHE11モードを有する電磁波を生成するように、モータに指示するコントローラを含み得る。電磁波を絶縁導体2208の外面上に導波するために、導波路システム2200は、図22Bに示される先細り形ホーン2210を更に含み得る。先細り形ホーン2210は、絶縁導体2208と同軸上に位置合わせすることができる。先細り形ホーン2210の断面寸法を低減するために、追加の絶縁層(図示せず)を絶縁導体2208上に配置することができる。追加の絶縁層は、図18Q及び図18Rに示される先細り形絶縁層1879と同様であり得る。追加の絶縁層は、先細り形ホーン2210から離れた方を指す先細り形端部を有することができる。先細り形絶縁層1879は、HE11モードに従って送出される初期電磁波のサイズを低減することができる。電磁波が絶縁層の先細り形端部に向かって伝搬するにつれて、HE11モードは、図23に示されるような完全サイズに達するまで拡大する。他の実施形態において、導波路システム2200は、先細り形絶縁層1879を用いる必要がないことがある。 Mechanism 2204 can also be coupled to a motor or other actuator (not shown) that moves probe 2202 to the desired position. In one embodiment, for example, the waveguide system 2200 rotates the probe 2202 to different positions (eg, left and west) (assuming the probe 2202 is rotatable) and blocks FIG. 2300 of FIG. It may include a controller instructing the motor to generate an electromagnetic wave having a horizontally polarized HE11 mode as shown in. To guide the electromagnetic waves over the outer surface of the insulating conductor 2208, the waveguide system 2200 may further include a tapered horn 2210 shown in FIG. 22B. The tapered horn 2210 can be aligned coaxially with the insulating conductor 2208. An additional insulating layer (not shown) can be placed on the insulating conductor 2208 to reduce the cross-sectional dimensions of the tapered horn 2210. The additional insulating layer can be similar to the tapered insulating layer 1879 shown in FIGS. 18Q and 18R. The additional insulating layer can have a tapered end pointing away from the tapered horn 2210. The tapered insulating layer 1879 can reduce the size of the initial electromagnetic wave transmitted according to the HE11 mode. As the electromagnetic wave propagates towards the tapered end of the insulating layer, the HE11 mode expands until it reaches full size as shown in FIG. In other embodiments, the waveguide system 2200 may not need to use the tapered insulating layer 1879.

図23は、HE11モード波を雨水等の障害物を軽減するのに用い得ることを示す。例えば、図23に示されるように、雨水により水膜が絶縁導体2208の外面を囲んでいると考える。更に、水滴が絶縁導体2208の下部に集まったと仮定する。図23に示されるように、水膜は全HE11波の小さい部分を占める。また、水平に偏極したHE11波を有することにより、水滴はHE11波の最も密度が低いエリアにあり、水滴により生じる損失を低減する。したがって、HE11波は、グーボー波又は絶縁導体2208に密に結合され、したがって、水で占められるエリアにより大きいエネルギーを有するモードを有する波よりもはるかに低い伝搬損失を受ける。 FIG. 23 shows that HE11 mode waves can be used to reduce obstacles such as rainwater. For example, as shown in FIG. 23, it is considered that the water film surrounds the outer surface of the insulating conductor 2208 due to rainwater. Further, it is assumed that water droplets have collected under the insulating conductor 2208. As shown in FIG. 23, the water film occupies a small portion of the total HE11 wave. Also, by having the horizontally polarized HE11 waves, the water droplets are in the area with the lowest density of the HE11 waves, reducing the loss caused by the water droplets. Therefore, the HE11 wave is tightly coupled to the Goubo wave or the insulating conductor 2208 and therefore suffers much lower propagation loss than a wave having a mode with more energy in the area occupied by water.

図22A及び図22Bの導波路システム2200が、HEモードを有する電磁波を生成することが可能な本開示の他の導波路システムで置換可能であることが提案される。例えば、図18Wの導波路システム1865’は、HEモードを有する電磁波を生成するように構成することができる。一実施形態において、導波路システム1865’の2つ以上のMMIC1870は、逆位相の電磁波を生成して、HEモードに存在する等の偏極E場を生成するように構成することができる。別の実施形態において、異なる対のMMIC1870を選択して、異なる空間位置(例えば、北及び南、西及び東、北西及び南東、北東及び南東、又は他の細分画組み合わせ)において偏極するHE波を生成することができる。更に、図18N〜図18Wの導波路システムは、HEモードを有する電磁波を、HEモード波の伝搬に適するケーブル1850の1つ又は複数の実施形態のコア1852上に送出するように構成することができる。 It is proposed that the waveguide system 2200 of FIGS. 22A and 22B can be replaced by other waveguide systems of the present disclosure capable of generating electromagnetic waves having HE mode. For example, the waveguide system 1865'of FIG. 18W can be configured to generate electromagnetic waves with HE mode. In one embodiment, the two or more MMIC1870s of the waveguide system 1865'can be configured to generate anti-phase electromagnetic waves to generate a polarized E field, such as being in HE mode. In another embodiment, different pairs of MMIC1870s are selected to polarize HE waves at different spatial locations (eg, north and south, west and east, northwest and southeast, northeast and southeast, or other subfraction combinations). Can be generated. Further, the waveguide system of FIGS. 18N-18W may be configured to deliver electromagnetic waves having HE mode onto core 1852 of one or more embodiments of cable 1850 suitable for propagating HE mode waves. it can.

HE波は、伝送媒体上の障害物の軽減に望ましい特性を有することができるが、遮断周波数を有する特定の波動モード(例えば、TEモード、TMモード、TEMモード、又はそれらの組み合わせ)も十分に大きく、障害物領域に直交(又は概ね直交)する偏極E場を有する波を示し、障害物によって生じる伝搬損失の軽減への使用を可能にし得ることが提案される。方法2070は、例えば、ステップ2086において、ルックアップテーブルからそのような波動モードを生成するように構成することができる。例えば、障害物よりも大きく、障害物に垂直(又は概ね垂直)である偏極E場を有する波動モードを示す、遮断周波数を有する波動モードは、実験及び/又はシミュレーションにより決定することができる。低伝搬損失特性を有する遮断周波数を有する1つ又は複数の波を生成するパラメータ(例えば、大きさ、位相、周波数、波動モード、空間位置等)の組み合わせが決定されると、各波のパラメトリック結果は、導波路システムのメモリ内のルックアップテーブルに記憶することができる。同様に、伝搬損失を低減する特性を示す、遮断周波数を有する波動モードは、ステップ2082〜2084のプロセスにおいて上述された任意の検索アルゴリズムにより繰り返し生成することもできる。 The HE wave can have desirable properties for reducing obstacles on the transmission medium, but certain wave modes with cutoff frequencies (eg, TE mode, TM mode, TEM mode, or a combination thereof) are also sufficient. It is proposed that it can be used to reduce the propagation loss caused by obstacles by exhibiting waves with a large, polarized E field that is orthogonal (or approximately orthogonal) to the obstacle region. Method 2070 can be configured to generate such a wave mode from a look-up table, for example, in step 2086. For example, a wave mode with a cutoff frequency that is larger than an obstacle and has a polarized E field that is perpendicular (or approximately perpendicular) to the obstacle can be determined by experiment and / or simulation. Once the combination of parameters (eg, magnitude, phase, frequency, wave mode, spatial position, etc.) that generate one or more waves with a cutoff frequency with low propagation loss characteristics is determined, the parametric result of each wave Can be stored in a lookup table in the memory of the waveguide system. Similarly, wave modes with cutoff frequencies that exhibit reduced propagation loss can be iteratively generated by any of the search algorithms described above in the process of steps 2082-2084.

説明を簡単にするために、各プロセスは図21Gにおいて一連のブロックとして示され説明されるが、特許請求される主題がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で及び/又は他のブロックと同時に行い得ることを理解及び認識されたい。更に、本明細書において説明される方法を実施するために、示されている全てのブロックが必要であるわけではない。 For simplicity, each process is shown and described as a series of blocks in FIG. 21G, but the claims are not limited by the order of the blocks and some blocks are shown herein. Understand and recognize that it can be done in a different order and / or at the same time as other blocks as described. Moreover, not all the blocks shown are required to implement the methods described herein.

図24は、電磁波を送信及び受信する方法2400の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。方法2400は、図25A〜図25Cに示される導波路2522用に構成することができる。方法2400は、生成器が第1の電磁波を生成するステップ2402において開始することができる。ステップ2404において、導波路は、第1の電磁波を伝送媒体の界面に導波し、それにより、次にステップ2406において、第2の電磁波を伝送媒体の界面において誘導する。ステップ2402〜2406は、図25A、図25B、及び図25Cの導波路2522に適用することができる。生成器は、図18N〜図18Wに示されるように、MMIC1870又はスロット1863であり得る。例示のみを目的として、生成器は、図25A〜図25Cに示されるように、導波路2522内に位置するMMIC2524であるものと仮定する。図25A〜図25Cは円筒形導波路2522の長手方向図を示すが、導波路2522は他の構造形状(例えば、正方形、矩形等)をとることもできる。 FIG. 24 shows a flow chart of a non-limiting embodiment of the method 2400 for transmitting and receiving electromagnetic waves. Method 2400 can be configured for the waveguide 2522 shown in FIGS. 25A-25C. Method 2400 can be initiated in step 2402 where the generator produces a first electromagnetic wave. In step 2404, the waveguide guides the first electromagnetic wave to the interface of the transmission medium, thereby guiding the second electromagnetic wave to the interface of the transmission medium in step 2406. Steps 2402 to 2406 can be applied to the waveguide 2522 of FIGS. 25A, 25B, and 25C. The generator can be MMIC1870 or slot 1863, as shown in FIGS. 18N-18W. For purposes of illustration only, it is assumed that the generator is an MMIC 2524 located within the waveguide 2522, as shown in FIGS. 25A-25C. 25A to 25C show longitudinal directions of the cylindrical waveguide 2522, but the waveguide 2522 may have other structural shapes (eg, square, rectangular, etc.).

図25Aの図を参照すると、導波路2522はコア2528の第1の領域2506を覆う。第1の領域2506内で、導波路2522は、外面2522A及び内面2523を有する。導波路2522の内面2523は、電磁波を反射し、それにより、ステップ2404において、第1の電磁波2502をコア2528に向けて導波するように導波路2522を構成できるようにする金属材料、炭素、又は他の材料から構築することができる。コア2528は、導波路2522の内面2523に延びる誘電体コア(本開示に記載されるような)を含むことができる。他の実施形態において、誘電体コアは、クラッディング(図18Aに示される等)で囲むことができ、それにより、クラッディングは導波路2522の内面2523に延びる。更に他の実施形態において、コア2528は絶縁導体を含むことができ、その場合、絶縁体は導波路2522の内面2523に延びる。この実施形態において、絶縁導体は、電力線、同軸ケーブル、又は他のタイプの絶縁導体であり得る。 Referring to the figure of FIG. 25A, the waveguide 2522 covers the first region 2506 of the core 2528. Within the first region 2506, the waveguide 2522 has an outer surface 2522A and an inner surface 2523. The inner surface 2523 of the waveguide 2522 reflects an electromagnetic wave, thereby allowing the waveguide 2522 to be configured to guide the first electromagnetic wave 2502 towards the core 2528 in step 2404. Or it can be constructed from other materials. The core 2528 may include a dielectric core (as described herein) that extends to the inner surface 2523 of the waveguide 2522. In other embodiments, the dielectric core can be enclosed by cladding (such as shown in FIG. 18A), which extends the cladding to the inner surface 2523 of the waveguide 2522. In yet another embodiment, the core 2528 may include an insulating conductor, in which case the insulator extends to the inner surface 2523 of the waveguide 2522. In this embodiment, the insulating conductor can be a power line, coaxial cable, or other type of insulating conductor.

第1の領域2506において、コア2528は、第1の電磁波2502を受信する界面2526を含む。1つの実施形態において、コア2528の界面2526は、第1の電磁波2502の反射を低減するように構成することができる。1つの実施形態において、界面2526は、先細り構造であり、コア2528の表面からの第1の電磁波2502の反射を低減することができる。界面2526に他の構造を使用することもできる。例えば、界面2526は、部分的に先細り、先端部を丸めることができる。したがって、第1の電磁波2502の反射を低減することができる任意の構造、構成、又は適合の界面2526が本開示により意図される。ステップ2406において、第1の電磁波2502は、導波路2522により覆われた第1の領域2506においてコア2528内を伝搬する第2の電磁波2504を誘導(又は他の方法で生成)する。導波路2522の内面2523は、第2の電磁波2504をコア2528内に閉じ込める。 In the first region 2506, the core 2528 includes an interface 2526 that receives the first electromagnetic wave 2502. In one embodiment, the interface 2526 of the core 2528 can be configured to reduce the reflection of the first electromagnetic wave 2502. In one embodiment, the interface 2526 has a tapered structure that can reduce the reflection of the first electromagnetic wave 2502 from the surface of the core 2528. Other structures can be used for the interface 2526. For example, interface 2526 can be partially tapered and rounded at the tip. Therefore, any structure, configuration, or conforming interface 2526 capable of reducing the reflection of the first electromagnetic wave 2502 is contemplated by the present disclosure. In step 2406, the first electromagnetic wave 2502 induces (or otherwise generates) a second electromagnetic wave 2504 propagating within the core 2528 in the first region 2506 covered by the waveguide 2522. The inner surface 2523 of the waveguide 2522 traps the second electromagnetic wave 2504 in the core 2528.

コア2528の第2の領域2508は、導波路2522で覆われず、それにより環境(例えば、空気)に露出される。第2の領域2508において、第2の電磁波2504は、導波路2522の縁部と露出したコア2528との間の不連続部から始まって外側に拡張する。第2の電磁波2504から環境への放射を低減するために、コア2528は先細り構造2520を有するように構成することができる。第2の電磁波2504が先細り構造2520に沿って伝搬する際、第2の電磁波2504は先細り構造2520に実質的に結合されたままであり、それにより放射損失を低減する。先細り構造2520は、第2の領域2508から第3の領域2510への遷移部において終わる。第3の領域において、コアは、第2の領域2508と第3の領域2510との間の接合部において先細り構造2520の終点と等しい直径を有する円筒形構造2529を有する。コア2528の第3の領域2510において、第2の電磁波2504は低い伝搬損失を受ける。1つの実施形態において、これは、第2の電磁波2504を第3の領域2510においてコア2528の外面と緩く結合できるようにするコア2528の直径を選択することにより達成することができる。その代わりに又はそれと組み合わせて、第2の電磁波2504の伝搬損失は、第1の電磁波2502の波動モード、波長、動作周波数、又は他の動作パラメータを調整するようにMMIC2524を構成することにより低減することができる。 The second region 2508 of the core 2528 is not covered by the waveguide 2522, thereby exposing it to the environment (eg, air). In the second region 2508, the second electromagnetic wave 2504 starts at the discontinuity between the edge of the waveguide 2522 and the exposed core 2528 and extends outward. In order to reduce the radiation from the second electromagnetic wave 2504 to the environment, the core 2528 can be configured to have a tapered structure 2520. As the second electromagnetic wave 2504 propagates along the tapered structure 2520, the second electromagnetic wave 2504 remains substantially coupled to the tapered structure 2520, thereby reducing radiation loss. The tapered structure 2520 ends at the transition from the second region 2508 to the third region 2510. In the third region, the core has a cylindrical structure 2529 having a diameter equal to the end point of the tapered structure 2520 at the junction between the second region 2508 and the third region 2510. In the third region 2510 of the core 2528, the second electromagnetic wave 2504 suffers a low propagation loss. In one embodiment, this can be achieved by choosing the diameter of the core 2528 that allows the second electromagnetic wave 2504 to loosely couple with the outer surface of the core 2528 in the third region 2510. Alternatively or in combination thereof, the propagation loss of the second electromagnetic wave 2504 is reduced by configuring the MMIC 2524 to adjust the wave mode, wavelength, operating frequency, or other operating parameters of the first electromagnetic wave 2502. be able to.

図25Dは、円筒形リング(図25AのMMIC2524又は先細り構造2526を示さない)として示される図25Aの導波路2522の一部を示す。シミュレーションにおいて、第1の電磁波は、図25Dに示されるコア2528の終点において注入される。シミュレーションでは、先細り構造2526(又は他の適する構造)が使用されて、第1の電磁波の反射を低減するとの仮定に基づいて、そのような反射がないと仮定する。シミュレーションは、導波路セクション2523Aにより部分的に覆われたコア2528の2つの縦断面図及びコア2528の横断面図として示されている。縦断面図の場合、図の一方は、第1の図の一部の写真のような図である。 FIG. 25D shows a portion of the waveguide 2522 of FIG. 25A, which is shown as a cylindrical ring (not showing the MMIC 2524 or tapered structure 2526 of FIG. 25A). In the simulation, the first electromagnetic wave is injected at the end point of core 2528 shown in FIG. 25D. In the simulation, it is assumed that there is no such reflection, based on the assumption that the tapered structure 2526 (or other suitable structure) is used to reduce the reflection of the first electromagnetic wave. The simulation is shown as two vertical cross-sectional views of the core 2528 and a cross-sectional view of the core 2528 partially covered by the waveguide section 2523A. In the case of a vertical cross-sectional view, one of the figures is a photograph-like view of a part of the first figure.

シミュレーションから見ることができるように、第2の電磁波2504の電磁波場2532は、導波路セクション2523Aの内面2523によりコア2528内に閉じ込められる。第2の電磁波2504が第2の領域2508(もはや導波路セクション2523Aにより覆われていない)に入るとき、先細り構造2520は、コア2528の先細り外面にわたり拡張するため、電磁波場2532の放射損失を低減する。第2の電磁波2504が第3の領域2510に入るとき、電磁波場2532は安定化し、その後、コア2528に緩く結合した状態を保ち(縦及び横断面図で示される)、これにより伝搬損失が低減する。 As can be seen from the simulation, the electromagnetic field 2532 of the second electromagnetic wave 2504 is confined within the core 2528 by the inner surface 2523 of the waveguide section 2523A. When the second electromagnetic wave 2504 enters the second region 2508 (no longer covered by the waveguide section 2523A), the tapered structure 2520 extends over the tapered outer surface of the core 2528, thus reducing the radiation loss of the electromagnetic wave field 2532. To do. When the second electromagnetic wave 2504 enters the third region 2510, the electromagnetic wave field 2532 stabilizes and then remains loosely coupled to the core 2528 (shown in vertical and cross-sectional views), thereby reducing propagation loss. To do.

図25Bは、第2の領域2508における先細り構造2520に対する代替の実施形態を提供する。先細り構造2520は、先細り構造2522Bを有する第2の領域2508内に導波路2522を延ばし、図25Bに示されるように、コア2528の第1の領域2506、第2の領域2508、及び第3の領域2510の全体を通してコア2528の直径を維持することにより避けることができる。ホーン構造2522Bを使用して、第2の電磁波2504が第1の領域2506から第2の領域2508に遷移する際、第2の電磁波2504の放射損失を低減することができる。第3の領域2510において、コア2528は環境に露出される。上述したように、コア2528は、第3の領域2510において、第2の電磁波2504による伝搬損失を低減するように構成される。1つの実施形態において、これは、第2の電磁波2504を第3の領域2510においてコア2528の外面に緩く結合できるようにするコア2528の直径を選択することにより達成することができる。その代わりに又はそれと組み合わせて、第2の電磁波2504の伝搬損失は、第1の電磁波2502の波動モード、波長、動作周波数、又は他の性能パラメータを調整することにより低減することができる。 FIG. 25B provides an alternative embodiment for the tapered structure 2520 in the second region 2508. The tapered structure 2520 extends the waveguide 2522 into a second region 2508 having the tapered structure 2522B, and as shown in FIG. 25B, the first region 2506, the second region 2508, and the third region 2508 of the core 2528. This can be avoided by maintaining the diameter of the core 2528 throughout region 2510. The horn structure 2522B can be used to reduce the radiation loss of the second electromagnetic wave 2504 when the second electromagnetic wave 2504 transitions from the first region 2506 to the second region 2508. In the third region 2510, the core 2528 is exposed to the environment. As described above, the core 2528 is configured to reduce the propagation loss due to the second electromagnetic wave 2504 in the third region 2510. In one embodiment, this can be achieved by choosing the diameter of the core 2528 that allows the second electromagnetic wave 2504 to be loosely coupled to the outer surface of the core 2528 in the third region 2510. Alternatively or in combination, the propagation loss of the second electromagnetic wave 2504 can be reduced by adjusting the wave mode, wavelength, operating frequency, or other performance parameters of the first electromagnetic wave 2502.

図25A及び図25Bの導波路2522は、電磁波を受信するように構成することもできる。例えば、図25Aの導波路2522は、ステップ2412において電磁波を受信するように構成することができる。これは、第3の領域2510において東から西に(図25A及び図25Bの右下に示される向きで)第2の領域2508に向かって伝搬する電磁波2504により表すことができる。第2の領域2508に到達すると、電磁波2504は、先細り構造2520に徐々に密に結合するようになる。電磁波2504は、第2の領域2508と第1の領域2506との間の境界(すなわち、導波路2522の縁部)に到達すると、導波路2522の内面2523により閉じ込められたコア2528内を伝搬する。最終的に、電磁波2504は、コア2528の先細り界面2526の終点に到達し、導波路2522の内面2523により導波される新しい電磁波2502として放射される。 The waveguide 2522 of FIGS. 25A and 25B can also be configured to receive electromagnetic waves. For example, the waveguide 2522 of FIG. 25A can be configured to receive electromagnetic waves in step 2412. This can be represented by the electromagnetic wave 2504 propagating from east to west in the third region 2510 (in the orientation shown in the lower right of FIGS. 25A and 25B) towards the second region 2508. Upon reaching the second region 2508, the electromagnetic wave 2504 gradually becomes tightly coupled to the tapered structure 2520. When the electromagnetic wave 2504 reaches the boundary between the second region 2508 and the first region 2506 (that is, the edge of the waveguide 2522), it propagates in the core 2528 confined by the inner surface 2523 of the waveguide 2522. .. Eventually, the electromagnetic wave 2504 reaches the end point of the tapered interface 2526 of the core 2528 and is radiated as a new electromagnetic wave 2502 waveguideed by the inner surface 2523 of the waveguide 2522.

MMIC2524の1つ又は複数のアンテナは、電磁波2502を受信し、それにより、ステップ2414において、電磁波2502を処理デバイス(例えば、受信機回路及びマイクロプロセッサ)により処理可能な電気信号に変換するように構成することができる。MMIC2524により送信される電磁波間の干渉を避けるために、図25Aの導波路2522により受信される電磁波2504を送信した遠隔導波路システムは、異なる動作周波数、異なる波動モード、異なる位相、又は他の調整可能な動作パラメータで電磁波2504を送信して、干渉を避けるように構成することができる。電磁波は、上述したのと同様にして図25Bの導波路2522により受信することができる。 One or more antennas of the MMIC2524 are configured to receive the electromagnetic wave 2502, thereby converting the electromagnetic wave 2502 into an electrical signal that can be processed by a processing device (eg, receiver circuit and microprocessor) in step 2414. can do. To avoid interference between the electromagnetic waves transmitted by the MMIC 2524, the remote waveguide system transmitting the electromagnetic wave 2504 received by the electromagnetic wave 2522 of FIG. 25A has different operating frequencies, different wave modes, different phases, or other adjustments. It can be configured to transmit electromagnetic waves 2504 with possible operating parameters to avoid interference. The electromagnetic wave can be received by the waveguide 2522 of FIG. 25B in the same manner as described above.

ここで、図25Cを参照すると、図25Bの導波路2522は、図25Cに示される等の終点を有さない伝送媒体2528をサポートするように構成することができる。この例示では、導波路2522は、コア2528の第1の領域2506においてチャンバ2525を含む。チャンバ2525は、コア2528の外面2521と導波路2522の内面2523との間に間隙2527を作り出す。間隙2527は、導波路2522の内面2523にMMIC2524を配置するために十分な余地を提供する。導波路2522がいずれの方向からも電磁波を受信できるようにするために、導波路2522に対称領域:2508及び2508’、2510及び2510’、並びに2512及び2512’を構成することができる。第1の領域2506において、導波路2522のチャンバ2525は2つの先細り構造2522B’及び2522B’’を有する。これらの先細り構造2522B’及び2522B’’により、電磁波はコア2528のいずれの方向からもチャンバ2525に徐々に入ること又は徐々に出ることができる。MMIC2524に指向性アンテナを構成して、コア2528の長手方向図に関連して東から西に又は西から東に向けられた第1の電磁波2502を送出することができる。同様に、MMIC2524の指向性アンテナは、東から西に又は西から東にコア2528上の長手方向に伝搬する電磁波を受信するように構成することができる。電磁波を送信するプロセスは、MMIC2524の指向性アンテナが東から西に送信中であるか、それとも西から東に送信中であるかに応じて、図25Bについて説明したものと同様である。 Here, referring to FIG. 25C, the waveguide 2522 of FIG. 25B can be configured to support a transmission medium 2528 having no end point, such as that shown in FIG. 25C. In this example, the waveguide 2522 includes a chamber 2525 in the first region 2506 of the core 2528. The chamber 2525 creates a gap 2527 between the outer surface 2521 of the core 2528 and the inner surface 2523 of the waveguide 2522. The gap 2527 provides ample room for placing the MMIC 2524 on the inner surface 2523 of the waveguide 2522. Symmetric regions: 2508 and 2508', 2510 and 2510', and 2512 and 2512' can be configured in the waveguide 2522 so that the waveguide 2522 can receive electromagnetic waves from any direction. In the first region 2506, the chamber 2525 of the waveguide 2522 has two tapered structures 2522B'and 2522B'. These tapered structures 2522B'and 2522B'' allow electromagnetic waves to gradually enter or exit chamber 2525 from either direction of core 2528. A directional antenna can be configured on the MMIC 2524 to emit a first electromagnetic wave 2502 directed east to west or west to east in relation to the longitudinal view of the core 2528. Similarly, the directional antenna of the MMIC2524 can be configured to receive longitudinally propagating electromagnetic waves on the core 2528 from east to west or west to east. The process of transmitting electromagnetic waves is similar to that described for FIG. 25B, depending on whether the directional antenna of the MMIC2524 is transmitting from east to west or from west to east.

示されていないが、図25Cの導波路2522には、分離することができる2つの部分に導波路2522を分割できるようにする1つ又は複数のヒンジ等の機構を構成することができる。この機構を使用して、終点なしでのコア2528上への導波路2522の設置を可能にすることができる。コア2528上に図25Cの導波路2522を設置する他の機構も本開示により意図される。例えば、導波路2522には、導波路構造全体に長手方向に広がるスロット開口部を構成することができる。スロット設計の導波路2522において、導波路2522の領域2522C’及び2522Cは、導波路2522の内面2523がコア2528の外面に密に結合するように構成することができる。導波路2522の内面2523とコア2528の外面との密な結合は、コア2528に対する導波路2522の摺動又は移動を阻止する。領域2522C’及び2522Cにおける密な結合は、導波路2522のヒンジ設計に適用することもできる。 Although not shown, the waveguide 2522 in FIG. 25C can be configured with one or more hinges or other mechanisms that allow the waveguide 2522 to be split into two separable portions. This mechanism can be used to allow the installation of the waveguide 2522 on the core 2528 without end points. Other mechanisms for installing the waveguide 2522 of FIG. 25C on the core 2528 are also intended by the present disclosure. For example, the waveguide 2522 can be configured with a slot opening extending in the longitudinal direction throughout the waveguide structure. In the slot-designed waveguide 2522, the regions 2522C'and 2522C of the waveguide 2522 can be configured such that the inner surface 2523 of the waveguide 2522 is tightly coupled to the outer surface of the core 2528. The tight coupling between the inner surface 2523 of the waveguide 2522 and the outer surface of the core 2528 prevents the waveguide 2522 from sliding or moving with respect to the core 2528. The tight coupling in regions 2522C'and 2522C can also be applied to the hinge design of waveguide 2522.

図25A、図25B、及び図25Cに示される導波路2522は、本開示の他の図において説明される1つ又は複数の実施形態を実行するように構成することができる。したがって、そのような実施形態が図25A、図25B、及び図25Cの導波路2522に適用可能であることが意図される。更に、コアの本開示におけるいかなる構成も図25A、図25B、及び図25Cの導波路2522に適用することができる。 The waveguide 2522 shown in FIGS. 25A, 25B, and 25C can be configured to perform one or more embodiments described in the other figures of the present disclosure. Therefore, it is intended that such an embodiment is applicable to the waveguide 2522 of FIGS. 25A, 25B, and 25C. Further, any configuration of the core in the present disclosure can be applied to the waveguide 2522 of FIGS. 25A, 25B, and 25C.

説明を簡潔にするために、各プロセスは、図24において一連のブロックとして示され説明されるが、請求項に記載される趣旨がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは本明細書に示され説明される順序と異なる順序で及び/又は他のブロックと同時に実行し得ることを理解及び認識されたい。更に、本明細書において説明される方法を実施するために、示されているブロックの全てが必要であるわけではない。 For brevity, each process is shown and described as a series of blocks in FIG. 24, but the claims are not limited by the order of the blocks and some blocks are described herein. Understand and recognize that it can be performed in a different order than shown and described in and / or at the same time as other blocks. Moreover, not all of the blocks shown are required to carry out the methods described herein.

図25A〜図25Dの導波路送出器2522及び/又は本開示の図(例えば、図7〜図14、図18N〜図18W、図22A、図22B、及び他の図面)において説明され示される他の導波路送出器並びにその任意の方法が、例えば、誘電体材料(例えば、絶縁体、酸化、又は誘電特性を有する他の材料)で構成された外面を有する伝送媒体上に、伝送媒体の外面上に配置された液体(例えば、湿気、雪、露、みぞれ、及び/又は雨により生成される水)等の物質を通って伝搬する際、伝搬損失を低減する単一の波動モード又は波動モードの組み合わせを生成するように構成し得ることに更に留意されたい。 Others described and shown in the waveguide transmitters 2522 and / or the drawings of the present disclosure (eg, FIGS. 7-14, 18N-18W, 22A, 22B, and other drawings) of FIGS. 25A-25D. On a transmission medium having an outer surface made of, for example, a dielectric material (eg, an insulator, oxidation, or other material having dielectric properties), the waveguide transmitter of the above, and any method thereof, the outer surface of the transmission medium. A single wave mode or wave mode that reduces propagation loss when propagating through a substance such as a liquid placed above (eg, water produced by moisture, snow, dew, sleet, and / or rain). It should be further noted that it can be configured to produce a combination of.

図25E、図25F、図25G、図25H、図25I、図25J、図25K、図25L、図25M、図25N、図25O、図25P、図25Q、図25R、図25S、及び図25Tは、本開示の導波路の1つ又は複数及びその適合により伝送媒体の外面上に生成することができる波動モード(及びそれに関連する電場プロット)の例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。最初に図25Eを参照して、伝送媒体2542の長手方向断面を示す図を提供する。伝送媒体2542は、導体2543、導体2543上に配置される誘電体材料2544(例えば、絶縁体、酸化等)、及び誘電体材料2544の外面上に配置される物質/水膜2545(又は水、液体、若しくは他の物質の他の蓄積)を含むことができる。伝送媒体2542は、大気又は空気2546等のガス物質に露出することができる(又は真空内に配置することができる)。導体2543、誘電体材料2544、及び水膜2545の各厚さは、一定の縮尺で描かれておらず、したがって単なる例示を意味する。図25Eには示されていないが、導体2543は、誘電体材料2544及び空気2546で囲まれた円筒形導体、例えば、単一の導体、撚られた多重撚り線等であり得る。本開示の例示を簡易化するために、上面の(又は第1の)表面近くの導体2543の部分のみが示されている。更に、図25Eの長手方向断面における導体2543の下(又は導体2543の逆/下側)に配置される誘電体材料2544、水膜2545、及び空気2546の対称部分は示されていない。 25E, 25F, 25G, 25H, 25I, 25J, 25K, 25L, 25M, 25N, 25O, 25P, 25Q, 25R, 25S, and 25T. FIG. 3 is a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of a wave mode (and associated electric field plots) that can be generated on the outer surface of a transmission medium by one or more of the waveguides of the present disclosure and their adaptation. .. First, with reference to FIG. 25E, a diagram showing a longitudinal cross section of the transmission medium 2542 is provided. The transmission medium 2542 is a conductor 2543, a dielectric material 2544 (eg, insulator, oxidation, etc.) disposed on the conductor 2543, and a substance / water film 2545 (or water, or water) disposed on the outer surface of the dielectric material 2544. Can include liquids, or other accumulations of other substances). The transmission medium 2542 can be exposed to (or can be placed in vacuum) a gaseous substance such as air or air 2546. The thicknesses of the conductor 2543, the dielectric material 2544, and the water film 2545 are not drawn to a constant scale and are therefore merely exemplary. Although not shown in FIG. 25E, the conductor 2543 can be a cylindrical conductor surrounded by a dielectric material 2544 and air 2546, such as a single conductor, twisted multiple strands, and the like. For simplification of the illustrations of the present disclosure, only the portion of conductor 2543 near the top (or first) surface is shown. Furthermore, symmetrical portions of the dielectric material 2544, the water film 2545, and the air 2546 arranged below the conductor 2543 (or opposite / lower side of the conductor 2543) in the longitudinal cross section of FIG. 25E are not shown.

特定の実施形態において、重力は水膜2545を主に伝送媒体2542の外面の限られた部分(例えば、伝送媒体2542の下側)に集中させることができる。したがって、本例示において、誘電体材料の外面を水膜2545で完全に囲む必要はない。水膜2545が、連続した水膜ではなく水滴又は水の玉であり得ることに更に留意されたい。図25Eは絶縁導体(すなわち、誘電体材料2544で囲まれた導体2543)を示すが、例えば、種々の構造形状(例えば、円筒形構造、矩形構造、正方形構造等)の裸の電線若しくは他の非絶縁導体、又は誘電体材料のみから構成される伝送媒体2542等の他の構成の伝送媒体2542も可能であり、本開示に適用可能である。 In certain embodiments, gravity can concentrate the water film 2545 primarily on a limited portion of the outer surface of the transmission medium 2542 (eg, below the transmission medium 2542). Therefore, in this example, it is not necessary to completely surround the outer surface of the dielectric material with the water film 2545. It should be further noted that the water film 2545 can be a water droplet or a ball of water rather than a continuous water film. FIG. 25E shows an insulating conductor (ie, a conductor 2543 surrounded by a dielectric material 2544), eg, bare wires or other wires of various structural shapes (eg, cylindrical, rectangular, square, etc.). A transmission medium 2542 having another configuration, such as a transmission medium 2542 composed only of a non-insulating conductor or a dielectric material, is also possible and is applicable to the present disclosure.

図25Eは、本開示において説明される導波路送出器の1つ又はその適合により伝送媒体2542の外面上に送出され、示される波動伝搬方向に対応する伝送媒体2542に沿った長手方向に進行する、グーボー波動モードと呼ばれることがあるTM00波動モードの形態の基本横磁気波動モードの電場を更に示す。横磁気(TM)モードを介して伝送媒体に沿って伝搬する電磁波は、伝送媒体から半径方向外側に延び、長手方向に直交する放射状ロー場成分と、時間及び長手方向に平行する伝搬距離の関数として変化する長手方向z場成分とを両方とも有するが、長手方向及び半径方向の両方に直交する方位角ファイ成分を有さない電場を有する。 FIG. 25E is delivered onto the outer surface of the transmission medium 2542 by one of the waveguide transmitters described in the present disclosure or its adaptation and travels longitudinally along the transmission medium 2542 corresponding to the indicated wave propagation direction. The electric field of the basic transverse magnetic wave mode in the form of the TM00 wave mode, which is sometimes called the goobo wave mode, is further shown. The electromagnetic waves propagating along the transmission medium via the transverse magnetic (TM) mode extend radially outward from the transmission medium and are a function of the radial low field component orthogonal to the longitudinal direction and the propagation distance parallel to the time and longitudinal directions. It has both a longitudinal z-field component that changes as, but has an electric field that does not have an azimuth phi component that is orthogonal to both the longitudinal and radial directions.

TM00グーボー波動モードは、領域2550において誘電体全体を通して高い場強度で導体から離れて延びる顕著な放射状ロー場成分を有する電場を生成する。TM00グーボー波動モードは、領域2550’’において誘電体全体を通して高い場強度で導体内に延びる顕著な放射状ロー場成分を有する電場も生成する。更に、領域2550及び2550’’間の領域2550’において、大きさがより小さく、顕著な長手方向z場成分を有する電場が生成される。誘電体内部のこれらの電場の存在は、いくらかの減衰を生じさせるが、これらの領域における損失は、後述するような薄い水膜の影響と比較してごくわずかである。 The TM00 Goobo wave mode produces an electric field with a significant radial low field component extending away from the conductor with high field strength throughout the dielectric in region 2550. The TM00 Goubo wave mode also produces an electric field with a prominent radial low field component extending into the conductor with high field strength throughout the dielectric in region 2550 ″. Further, in the region 2550'between the regions 2550 and 2550 ″, an electric field is generated that is smaller in magnitude and has a significant longitudinal z-field component. The presence of these electric fields inside the dielectric causes some attenuation, but the loss in these regions is negligible compared to the effects of thin water films as described below.

伝送媒体2542(破線の楕円形で示される)の小さい領域の拡大図2548を図25Eの右下に示す。拡大図2548は、伝送媒体2542の小さい領域に存在する電場をより高い解像度で示す。拡大図は、誘電体材料2544内の電場、水膜2545、及び空気2546を示す。拡大図2548の領域2547に示される電場の大部分は、特に水膜2545のエリアにおける誘電体材料2544の外面近くの領域において大きい長手方向成分を有する。TM00(グーボー)波動モードを示す電磁波が長手方向に伝搬する(左から右へ又は右から左へ)際、領域2547に示される電場の高縦成分のエリアは、電場を水膜2545のより大きい部分を横断させ、それにより、例えば、24GHz〜40GHzの範囲の周波数の場合、200dB/Mのオーダの減衰であり得る大きい伝搬損失を生じさせる。 An enlarged view of a small area of the transmission medium 2542 (indicated by the dashed oval) 2548 is shown in the lower right of FIG. 25E. The enlarged view 2548 shows the electric field existing in a small region of the transmission medium 2542 at a higher resolution. The enlarged view shows the electric field, the water film 2545, and the air 2546 in the dielectric material 2544. Most of the electric field shown in region 2547 of enlarged view 2548 has a large longitudinal component, especially in the region near the outer surface of the dielectric material 2544 in the area of water film 2545. When the electromagnetic wave indicating the TM00 (Goobo) wave mode propagates in the longitudinal direction (left to right or right to left), the area of the high vertical component of the electric field shown in region 2547 makes the electric field larger than the water film 2545. The portions are traversed, thereby producing a large propagation loss, which can be attenuation on the order of 200 dB / M, for example, for frequencies in the range of 24 GHz to 40 GHz.

図25Fは、TM00(グーボー)波動モードを有する、シミュレートされた電磁波及びそのような波動が1m(長さ)絶縁導体として実施される乾燥伝送媒体2542上を伝搬する場合及び湿った伝送媒体2542上を伝搬する場合の影響の縦断面図を示す。例示のみを目的として、シミュレーションは、0.1mm水膜により生じる減衰の程度についての分析にフォーカスするために、損失のない絶縁体を仮定する。例示に示されるように、TM00(グーボー)波動モードを有する電磁波が乾燥した伝送媒体2452上を伝搬する場合、波動が受ける伝搬損失は最小である。これとは対照的に、TM00(グーボー)波動モードを有する同じ電磁波が湿った伝送媒体2542を伝搬する場合、例えば、24GHz〜40GHzの範囲の周波数の場合、絶縁導体の長さ1mにわたり減衰で200dBを超える大きい伝搬損失を受ける。 FIG. 25F shows a simulated electromagnetic wave having a TM00 wave mode and the case where such a wave propagates over a dry transmission medium 2542 implemented as a 1 m (length) insulating conductor and a wet transmission medium 2542. A vertical cross-sectional view of the effect when propagating above is shown. For illustration purposes only, the simulation assumes a lossless insulator to focus on an analysis of the degree of attenuation caused by the 0.1 mm water film. As illustrated, when an electromagnetic wave with a TM00 wave mode propagates over a dry transmission medium 2452, the wave suffers minimal propagation loss. In contrast, when the same electromagnetic wave with TM00 (Goobo) wave mode propagates through a damp transmission medium 2542, for example at frequencies in the range of 24 GHz to 40 GHz, the attenuation is 200 dB over a length of 1 m of the insulating conductor. Incurs a large propagation loss that exceeds.

図25Gは、乾燥した絶縁導体2542上で伝搬する場合及び湿った絶縁導体2542上を伝搬する場合のTM00グーボー波動モードを有する電磁波の大きさ及び周波数特性を示すシミュレーションを示す。例示のみを目的として、シミュレーションは、0.1mm水膜により生じる減衰の程度についての分析にフォーカスするために、損失のない絶縁体を仮定する。プロットは、伝送媒体2542が湿っている場合、TM00グーボー波動モードを有する電磁波が24GHz〜40GHzの周波数範囲にわたり約200dB/Mの減衰を受けることを示す。これとは対照的に、乾燥した絶縁導体2542の場合のプロットは、同じ範囲の周波数において減衰を略受けない。 FIG. 25G shows a simulation showing the magnitude and frequency characteristics of an electromagnetic wave with TM00 Goubo wave mode when propagating on a dry insulating conductor 2542 and when propagating on a damp insulating conductor 2542. For illustration purposes only, the simulation assumes a lossless insulator to focus on an analysis of the degree of attenuation caused by the 0.1 mm water film. The plot shows that when the transmission medium 2542 is damp, an electromagnetic wave with TM00 Goubo wave mode is attenuated by about 200 dB / M over a frequency range of 24 GHz to 40 GHz. In contrast, the plot for the dry insulating conductor 2542 is largely undamped at frequencies in the same range.

図25H及び図25Iは、動作周波数3.5GHz及び10GHzをそれぞれ有するTM00グーボー波動モードを有する電磁波の電場プロットを示す。縦軸は、距離ではなく場強度を表すが、ハッシュ線が図25H及び図25Iのプロットに重ねられて(図25M〜図25Sのプロットも同様に)、x軸により示される位置に対する導体、絶縁体、及び水膜の各部分を示す。場強度は、図25H及び図25I(図25M〜図25Sのプロットも同様に)において、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、それにも関わらず、図25Hに示されるプロットは、誘電体材料2544の外面上の示される位置に水が存在する場合、低周波数におけるTM00グーボー波動モードが低い伝搬損失を有する理由を説明することを補助する。 25H and 25I show electric field plots of electromagnetic waves with TM00 Goubo wave modes having operating frequencies of 3.5 GHz and 10 GHz, respectively. The vertical axis represents the field strength rather than the distance, but the hash lines are superimposed on the plots of FIGS. 25H and 25I (as well as the plots of FIGS. 25M-25S), and the conductor, insulation with respect to the position indicated by the x-axis. Shows each part of the body and water film. The field strength was calculated in FIGS. 25H and 25I (as well as the plots in FIGS. 25M-25S) based on the absence of water, but nevertheless the plot shown in FIG. 25H is dielectric. The presence of water at the indicated locations on the outer surface of the body material 2544 aids in explaining why the TM00 Goobo wave mode at low frequencies has low propagation loss.

図25H及び図25Iのプロットを理解するために、放射状ロー場と長手方向z場との違いを理解することが重要である。図25Eに示される等の伝送媒体2542の縦断面を見るとき、ロー場は、誘電体材料2544、存在し得る水膜2545、及び空気2546を通り導体2543から半径方向外側に又は半径方向内側(長手軸に直交する)に延びる電場を表す。これとは対照的に、z場は、伝送媒体2542の長手軸に平行するように誘電体材料2544、水膜2545、又は空気2546と位置合わせされた電場である。水膜2545に対して半径方向にあるか、又は直交する電場成分のみを有する伝搬電磁波は、電磁波が伝送媒体2542の外面に沿って長手方向に(左から右へ又は右から左へ)伝搬する際、場強度の大きい減衰を受けない。これとは対照的に、0よりも実質的に大きい場強度を有する、水膜2545と平行(又は長手方向)である電場成分、すなわち、水膜2545と位置合わせされたz場を有する伝搬電磁波は、電磁波が伝送媒体2542の外面に沿って長手方向に(左から右へ又は右から左へ)伝搬する際、場強度の大きい損失(すなわち、伝搬損失)を受ける。 In order to understand the plots of FIGS. 25H and 25I, it is important to understand the difference between the radial low field and the longitudinal z field. When looking at the longitudinal section of the transmission medium 2542, such as shown in FIG. 25E, the low field passes through the dielectric material 2544, the possible aqueous film 2545, and the air 2546 and is radially outward or radial inward from the conductor 2543. Represents an electric field extending in (perpendicular to the longitudinal axis). In contrast, the z-field is an electric field aligned with the dielectric material 2544, the water film 2545, or the air 2546 so as to be parallel to the longitudinal axis of the transmission medium 2542. A propagating electromagnetic wave having only an electric field component that is radial or orthogonal to the water film 2545 propagates longitudinally (left to right or right to left) along the outer surface of the transmission medium 2542. At that time, it does not receive a large attenuation of the field strength. In contrast, a propagating electromagnetic wave having an electric field component parallel (or longitudinal) to the water film 2545, that is, a z-field aligned with the water film 2545, having a field intensity substantially greater than zero. When the electromagnetic wave propagates in the longitudinal direction (left to right or right to left) along the outer surface of the transmission medium 2542, it receives a large loss of field strength (that is, propagation loss).

図25Hのプロットに示される3.5GHzにおけるTM00グーボー波動モードの場合、図25Hに示されるように、電場のz場成分は、誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545が存在し得る位置を通して、ロー場(放射状)成分よりも小さい場強度を有する。特に、プロット25Hは、伝送媒体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、それにも関わらず、図25Gに示されるプロットは、誘電体材料2544の外面上の示される位置に水が存在する場合、低周波数におけるTM00グーボー波動モードが低い伝搬損失を有する理由を説明することを補助する。実際には、一実施形態によれば、電場が、伝搬方向に直交する大きい放射状成分(例えば、放射状ロー場)を有し、逆に比較的小さい長手方向成分(例えば、z場)を物質/水膜の領域に有する場合、伝搬損失を比較的低くすることができる。したがって、3.5GHzにおいてTM00グーボー波動モードを有する電磁波は、水膜2545が誘電体材料2544の外面上に配置される(雨、雪、露、みぞれ、及び/又は過度の湿気に起因して)場合、大きい減衰を受けない。しかしながら、これは全ての周波数で言えるわけではなく、特に周波数がミリメートル波範囲に近づくにつれて当てはまらなくなる。 In the case of the TM00 goobo wave mode at 3.5 GHz shown in the plot of FIG. 25H, as shown in FIG. 25H, the z-field component of the electric field starts from the outer surface of the dielectric material 2544 and is where the water film 2545 can be. Through, it has a field strength smaller than that of the low field (radial) component. In particular, plot 25H shows the magnitude of the field intensities of the low and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium. The field strength was calculated based on the absence of water, but nevertheless, the plot shown in FIG. 25G shows the low frequency when water is present at the indicated location on the outer surface of the dielectric material 2544. It is helpful to explain why the TM00 goobo wave mode in TM00 has a low propagation loss. In practice, according to one embodiment, the electric field has a large radial component (eg, radial low field) orthogonal to the propagation direction, and conversely has a relatively small longitudinal component (eg, z field) as the material /. When it is provided in the region of the water film, the propagation loss can be relatively low. Thus, electromagnetic waves with TM00 Goobo wave mode at 3.5 GHz have a water film 2545 placed on the outer surface of the dielectric material 2544 (due to rain, snow, dew, sleet, and / or excessive moisture). If not subject to large attenuation. However, this is not true for all frequencies, especially as frequencies approach the millimeter wave range.

例えば、図25Iは10GHzにおけるTM00波動モードのプロットを示す。このプロットでは、水膜の領域におけるz場成分の場強度は、ロー場(放射状)成分と比較した場合、相対的に大きい。したがって、伝搬損失は非常に高い。図25Jは、厚さ0.1mmを有する水膜が絶縁導体の外面上に存在する場合、4GHzにおけるTM00波動モードが、45dB/Mの減衰を示す10GHzにおけるTM00波動モードよりもはるかに低い0.62dB/Mの減衰を受けることを示す。したがって、ミリメートル波周波数に近づく高周波数において動作するTM00波動モードは、水膜が伝送媒体の外面上に存在する場合、大きい伝搬損失を受け得る。 For example, FIG. 25I shows a plot of TM00 wave mode at 10 GHz. In this plot, the field intensities of the z-field component in the water film region are relatively large when compared to the low-field (radial) component. Therefore, the propagation loss is very high. FIG. 25J shows that when a water film having a thickness of 0.1 mm is present on the outer surface of the insulating conductor, the TM00 wave mode at 4 GHz is much lower than the TM00 wave mode at 10 GHz, which exhibits an attenuation of 45 dB / M. It is shown to be attenuated by 62 dB / M. Therefore, the TM00 wave mode operating at high frequencies approaching the millimeter wave frequency can suffer large propagation loss when the water film is present on the outer surface of the transmission medium.

ここで、図25Kを参照して、誘電体材料2544の外面上を伝搬するTM01波動モード(例えば、非基本波動モード)を有する電磁波を示す例示を提供する。拡大図2548において、領域2547は、TM01波動モードを有する電磁波の電場が、水膜2545のエリアにおける誘電体材料2544の外面に近い領域において、大きい放射状ロー場成分及びあまり大きくない長手方向z場成分を有することを示す。TM01波動モードは、ゼロヘルツよりも大きい遮断周波数を有する。TM01波動モードを有する電磁波が遮断周波数近くの周波数範囲で動作するように、本開示の導波路送出器(その適合又は他の送出器)により構成される場合、電力の小さい部分が誘電体材料2544により搬送され、一方、電力の大部分は空気2546中に集中する。 Here, with reference to FIG. 25K, an example showing an electromagnetic wave having a TM01 wave mode (for example, a non-basic wave mode) propagating on the outer surface of the dielectric material 2544 is provided. In the enlarged view 2548, the region 2547 is a region where the electric field of the electromagnetic wave having the TM01 wave mode is close to the outer surface of the dielectric material 2544 in the area of the water film 2545, and the large radial low field component and the not so large longitudinal z field component. Indicates that it has. The TM01 wave mode has a cutoff frequency greater than zero hertz. When composed of the waveguide transmitters of the present disclosure (its adaptations or other transmitters) such that electromagnetic waves with TM01 wave mode operate in a frequency range near the cutoff frequency, the low power portion is the dielectric material 2544. On the other hand, most of the electric power is concentrated in the air 2546.

TM01波動モードは、領域2551において、主に放射状ロー場成分が導体から離れて延び、誘電体2544内で逆になり、誘電体の表面において空気から誘電体2544内に内側を指す電場を生成する。TM01波動モードは、領域2551’’において、主に放射状ロー場成分が導体内に延び、放射状ロー場成分が誘電体2544内で逆になり、誘電体の表面において誘電体2544から空気内に外側を指す電場も生成する。更に、領域2551及び2551’’間の領域2551’において、主に長手方向z場成分を有する電場が誘電層2544内で生成される。TM00モードの場合と同様に、誘電体2544内部のこれらの電場の存在は、いくらかの減衰を生じさせるが、これらの領域における損失は、長距離にわたるTM01波動の伝搬を妨げるのに十分なほど大きくないことがあり得る。 The TM01 wave mode, in region 2551, mainly causes the radial low field component to extend away from the conductor and reverse in the dielectric 2544, creating an electric field pointing inward from the air into the dielectric 2544 on the surface of the dielectric. .. In the TM01 wave mode, in region 2551'', the radial low field component mainly extends into the conductor, the radial low field component is reversed in the dielectric 2544, and on the surface of the dielectric outside the dielectric 2544 into the air. It also generates an electric field that points to. Further, in the region 2551'between the regions 2551 and 2551 ″, an electric field mainly having a longitudinal z-field component is generated in the dielectric layer 2544. As in TM00 mode, the presence of these electric fields inside the dielectric 2544 causes some attenuation, but the losses in these regions are large enough to prevent the propagation of TM01 waves over long distances. It may not be.

更に、水膜2545の領域2547におけるTM01波動モードの電場は主に放射状成分であり、比較的少ない長手方向成分である。したがって、伝搬波動は、この場構造を有する電磁波が伝送媒体2542の外面に沿って長手方向に(左から右へ又は右から左へ)伝搬する際、大きい伝搬損失を受けない。 Further, the electric field in the TM01 wave mode in the region 2547 of the water film 2545 is mainly a radial component and a relatively small longitudinal component. Therefore, the propagating wave does not suffer a large propagation loss when the electromagnetic wave having this field structure propagates in the longitudinal direction (left to right or right to left) along the outer surface of the transmission medium 2542.

図25Lは、TM01波動モードを有する電磁波の縦断面図と、そのような波動が、ミリメートル波周波数又はそれよりもわずかに低い周波数において、乾燥した伝送媒体2542上を伝搬する場合及び湿った伝送媒体2542上を伝搬する場合の効果とを示す。図に示されるように、TM01波動モードを有する電磁波が乾燥した伝送媒体2542上を伝搬する場合、波動が受ける伝搬損失は最小である。同様の周波数におけるTM00グーボー波動モードを有する電磁波とは対照的に、TM01波動モードを有する電磁波が湿った伝送媒体2542上を伝搬する場合、TM01波動モードを有する電磁波は、小さい追加的な減衰のみを受ける。したがって、例えば、ミリメートル周波数範囲のTM01波動モードを有する電磁波は、これと同じ周波数範囲におけるTM00グーボー波動モードを有する電磁波よりも、水膜2545の存在に起因した伝搬損失の増大をはるかに受けにくい。 FIG. 25L is a vertical cross-sectional view of an electromagnetic wave having a TM01 wave mode, where such waves propagate over a dry transmission medium 2542 and at a frequency slightly lower than the millimeter wave frequency and in a damp transmission medium. The effect when propagating on 2542 is shown. As shown in the figure, when an electromagnetic wave having a TM01 wave mode propagates on a dry transmission medium 2542, the propagation loss suffered by the wave is minimal. When an electromagnetic wave with TM01 wave mode propagates over a damp transmission medium 2542, in contrast to an electromagnetic wave with TM00 Goobo wave mode at similar frequencies, the electromagnetic wave with TM01 wave mode has only a small additional attenuation. receive. Thus, for example, an electromagnetic wave having a TM01 wave mode in the millimeter frequency range is much less susceptible to an increase in propagation loss due to the presence of the water film 2545 than an electromagnetic wave having a TM00 Goobo wave mode in the same frequency range.

図25Mは、遮断周波数の50MHz上である30.437GHzにおいて動作周波数を有するTM01波動モードの電場の放射状ロー場成分及び長手方向z場成分の電場プロットの図を提供する。遮断周波数は、導体2543の半径4mm及び誘電体材料2544の厚さ4mmに基づいて30.387GHzである。導体2543及び誘電体材料2544の寸法が本例示と異なる場合、TM01波動モードにより高い又はより低い遮断周波数が可能である。特に、プロットは、伝送媒体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、それにも関わらず、図25Mに示されるプロットは、誘電体材料2544の外面上の示される位置に水が存在する場合、TM01波動モードが低い伝搬損失を有する理由を説明することを補助する。上述したように、水膜2545に略直交する電場は、場強度の大きい損失を受けず、一方、水膜2545のエリア内の誘電体材料2544の外面に平行/長手方向である電場は、この場構造を有する電磁波が伝送媒体2542に沿って伝搬する際、場強度の大きい損失を受ける。 FIG. 25M provides an electric field plot of the radial low field component and the longitudinal z field component of the TM01 wave mode electric field having an operating frequency at 30.437 GHz, which is 50 MHz above the cutoff frequency. The cutoff frequency is 30.387 GHz based on a radius of 4 mm for the conductor 2543 and a thickness of 4 mm for the dielectric material 2544. Higher or lower cutoff frequencies are possible with the TM01 wave mode when the dimensions of the conductor 2543 and the dielectric material 2544 differ from this example. In particular, the plot shows the magnitude of the field intensities of the low and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium. The field intensities were calculated based on the absence of water, but nevertheless, the plot shown in FIG. 25M shows the TM01 wave when water is present at the indicated location on the outer surface of the dielectric material 2544. Help explain why the mode has low propagation loss. As described above, the electric field substantially orthogonal to the water film 2545 does not suffer a large loss of field strength, while the electric field parallel / longitudinal to the outer surface of the dielectric material 2544 in the area of the water film 2545 is this. When an electromagnetic wave having a field structure propagates along a transmission medium 2542, it suffers a large loss of field strength.

TM01波動モードの場合、電場の長手方向z場成分は、図25Mに示されるように、誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545を通して、放射状場の大きさと比較して極めて小さい場強度を有することができる。したがって、30.437GHzにおいてTM01波動モードを有する電磁波は、水膜2545が誘電体材料2544の外面に配置される(雨、露、雪、みぞれ、及び/又は過度の湿気に起因して)場合、6GHzよりも高い周波数(例えば、10GHzにおいて − 図25J参照)において、TM00グーボー波動モードよりもはるかに小さい減衰を受ける。 In the TM01 wave mode, the longitudinal z-field component of the electric field begins at the outer surface of the dielectric material 2544 and, through the water film 2545, has a very small field strength compared to the size of the radial field, as shown in FIG. 25M. Can have. Therefore, electromagnetic waves with TM01 wave mode at 30.437 GHz will occur if the water film 2545 is placed on the outer surface of the dielectric material 2544 (due to rain, dew, snow, sleet, and / or excessive moisture). At frequencies above 6 GHz (eg at 10 GHz-see Figure 25J), it undergoes much less attenuation than TM00 Goobo wave mode.

図25Nは、乾燥した伝送媒体2542上を伝搬する場合及び湿った伝送媒体2542上を伝搬する場合のTM01波動モードを有する電磁波の大きさ及び周波数特性を示すプロットを示す。プロットは、伝送媒体2542が湿っている場合、TM01波動モードが遮断周波数近くの周波数範囲(例えば、28GHz〜31GHz)で動作しているとき、TM01波動モードを有する電磁波が少ない減衰を受けることを示す。これとは対照的に、TM00グーボー波動モードは、図25Gのプロットに示されるように、これと同じ周波数範囲にわたり200dB/Mという大きい減衰を受ける。したがって、図25Nのプロットは、図25Lに示される乾燥したシミュレーションと湿ったシミュレーションとの結果を裏付ける。 FIG. 25N shows a plot showing the magnitude and frequency characteristics of an electromagnetic wave with TM01 wave mode when propagating over a dry transmission medium 2542 and when propagating over a damp transmission medium 2542. The plot shows that when the transmission medium 2542 is damp, the electromagnetic waves having the TM01 wave mode receive less attenuation when the TM01 wave mode is operating in the frequency range near the cutoff frequency (eg, 28 GHz to 31 GHz). .. In contrast, the TM00 Goobo wave mode undergoes a large attenuation of 200 dB / M over the same frequency range, as shown in the plot of FIG. 25G. Therefore, the plot of FIG. 25N supports the results of the dry and wet simulations shown in FIG. 25L.

図25O、図25P、図25Q、図25R、及び図25Sは、TM01波動モードで示されたものと同様の特性を示すことができる他の波動モードを示す。例えば、図25Oは、遮断周波数の50MHz上である61.121GHzにおいて動作周波数を有するTM02波動モードの電場の放射状ロー場成分及び長手方向z場成分の電場プロットの図を提供する。上述したように、導体2543及び誘電体材料2544の寸法が本例示と異なる場合、遮断周波数はより高い又はより低いことができる。特に、プロットは、伝送媒体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、図25Oに示されるように、電場のz場成分は、誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545により占められるであろう位置を通して、放射状ロー場の大きさと相対して極めて小さい場強度を有することができる。したがって、TM02波動モードを示す電磁波は、誘電層の外面上への水の蓄積に起因して、水膜に対応する位置にはるかに大きい長手方向z場成分を有する波動モードよりもはるかに小さい減衰を受ける。 25O, 25P, 25Q, 25R, and 25S show other wave modes that can exhibit similar characteristics to those shown in TM01 wave mode. For example, FIG. 25O provides an electric field plot of the radial low field component and the longitudinal z field component of the TM02 wave mode electric field having an operating frequency at 61.121 GHz, which is 50 MHz above the cutoff frequency. As mentioned above, the cutoff frequency can be higher or lower if the dimensions of the conductor 2543 and the dielectric material 2544 are different from this example. In particular, the plot shows the magnitude of the field intensities of the low and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium. The field strength was calculated based on the absence of water, but as shown in FIG. 25O, the z-field component of the electric field would start from the outer surface of the dielectric material 2544 and be occupied by the water film 2545. Throughout the position, it can have a very small field strength relative to the size of the radial row field. Therefore, the electromagnetic wave exhibiting the TM02 wave mode is attenuated much less than the wave mode having a much larger longitudinal z-field component at the position corresponding to the water film due to the accumulation of water on the outer surface of the dielectric layer. Receive.

図25Pは、ハイブリッド波動モード、特に遮断周波数の50MHz上である31.153GHzにおいて動作周波数を有するEH11波動モードの電場の放射状ロー場成分、長手方向z場成分、及び方位角ファイ場成分の電場プロットの図を提供する。前と同様に、図25Pの例示での遮断周波数は、導体2543及び誘電体材料2544の寸法に応じてより高い又はより低いことができる。 FIG. 25P is an electric field plot of the radial low field component, the longitudinal z field component, and the azimuth phi field component of the EH11 wave mode electric field having an operating frequency at 31.153 GHz, which is above the cutoff frequency of 50 MHz. Illustration is provided. As before, the cutoff frequency in the example of FIG. 25P can be higher or lower depending on the dimensions of the conductor 2543 and the dielectric material 2544.

ハイブリッドEH波動モード等の非TM波動モードは、放射状ロー場成分及び長手方向z場成分に直交し、時計回り及び/又は反時計回りの方向で伝送媒体2542の周囲を接線方向に囲む方位角場成分を含むことができる。z場成分のように、誘電体2544の外面におけるファイ場(方位角)成分も、水の薄い膜2545が存在する場合、大きい伝搬損失を生じさせ得る。図25Pのプロットは、伝送媒体2542の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分、ファイ場成分、及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、電場のz場成分及びファイ場成分は、それぞれ誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545により占められるであろう位置を通して、放射状場の大きさと相対して非常に小さい場強度を有する。したがって、EH11波動モードを有する電磁波は、誘電層の外面上への水の蓄積に起因して、水膜に対応する位置にはるかに大きい長手方向z場成分及びファイ場成分を有する波動モードよりもはるかに小さい減衰を受ける。 Non-TM wave modes, such as the hybrid EH wave mode, are azimuthal fields that are orthogonal to the radial low field component and the longitudinal z field component and tangentially surround the transmission medium 2542 in clockwise and / or counterclockwise directions. Ingredients can be included. Like the z-field component, the phi-field (azimuth) component on the outer surface of the dielectric 2544 can also cause large propagation losses in the presence of the thin film 2545 of water. The plot of FIG. 25P shows the magnitude of the field intensities of the low field component, the phi field component, and the z field component at the peak as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium 2542. The field intensities were calculated based on the absence of water, but the z-field and phi-field components of the electric field each start from the outer surface of the dielectric material 2544 and through the position that would be occupied by the water film 2545. It has a very small field strength relative to the size of the radial field. Therefore, an electromagnetic wave having an EH11 wave mode is more than a wave mode having a much larger longitudinal z-field component and a phi field component at a position corresponding to the water film due to the accumulation of water on the outer surface of the dielectric layer. Receives much less attenuation.

図25Qは、より高次のハイブリッド波動モード、特に遮断周波数の50MHz上である61.5GHzにおいて動作周波数を有するEH12波動モードの電場の放射状ロー場成分、長手方向z場成分、及び方位角ファイ場成分の電場プロットの図を提供する。前と同様に、遮断周波数は、導体2543及び誘電体材料2544の寸法に応じてより高い又はより低いことができる。特に、プロットは、伝送媒体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分、ファイ場成分、及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、電場のz場成分及びファイ場成分は、それぞれ誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545により占められるであろう位置を通して、放射状場の大きさと相対して非常に小さい場強度を有する。したがって、EH12波動モードを有する電磁波は、誘電層の外面上への水の蓄積に起因して、水膜に対応する位置にはるかに大きい長手方向z場成分及びファイ場成分を有する波動モードよりもはるかに小さい減衰を受ける。 FIG. 25Q shows the radial low field component, the longitudinal z field component, and the azimuth phi field of the electric field in the higher order hybrid wave mode, especially the EH12 wave mode having an operating frequency at 61.5 GHz, which is 50 MHz above the cutoff frequency. A diagram of an electric field plot of the components is provided. As before, the cutoff frequency can be higher or lower depending on the dimensions of the conductor 2543 and the dielectric material 2544. In particular, the plot shows the magnitude of the field intensities of the low, phi, and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium. The field intensities were calculated based on the absence of water, but the z-field and phi-field components of the electric field each start from the outer surface of the dielectric material 2544 and through the position that would be occupied by the water film 2545. It has a very small field strength relative to the size of the radial field. Therefore, an electromagnetic wave having an EH12 wave mode has a much larger longitudinal z-field component and a phi-field component at a position corresponding to the water film due to the accumulation of water on the outer surface of the dielectric layer than the wave mode. Receives much less attenuation.

図25Rは、ハイブリッド波動モード、特に遮断周波数の50MHz上である36.281GHzにおいて動作周波数を有するHE22波動モードの電場の放射状ロー場成分、長手方向z場成分、及び方位角ファイ場成分の電場プロットの図を提供する。前と同様に、遮断周波数は、導体2543及び誘電体材料2544の寸法に応じてより高い又はより低いことができる。特に、プロットは、伝送媒体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分、ファイ場成分、及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、電場のz場成分及びファイ場成分は、それぞれ誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545により占められるであろう位置を通して、放射状場の大きさと相対して小さい場強度を有する。したがって、EH22波動モードを示す電磁波は、誘電層の外面上への水の蓄積に起因して、水膜に対応する位置にはるかに大きい長手方向z場成分及びファイ場成分を有する波動モードよりもはるかに小さい減衰を受ける。 FIG. 25R is an electric field plot of the radial low field component, the longitudinal z field component, and the azimuth phi field component of the HE22 wave mode electric field having an operating frequency at 36.281 GHz, which is above the cutoff frequency of 50 MHz. Illustration is provided. As before, the cutoff frequency can be higher or lower depending on the dimensions of the conductor 2543 and the dielectric material 2544. In particular, the plot shows the magnitude of the field intensities of the low, phi, and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium. The field intensities were calculated based on the absence of water, but the z-field and phi-field components of the electric field each start from the outer surface of the dielectric material 2544 and through the position that would be occupied by the water film 2545. It has a small field strength relative to the size of the radial field. Therefore, the electromagnetic wave exhibiting the EH22 wave mode is more than the wave mode having a much larger longitudinal z-field component and a phi-field component at the position corresponding to the water film due to the accumulation of water on the outer surface of the dielectric layer. Receives much less attenuation.

図25Sは、より高次のハイブリッド波動モード、特に遮断周波数の50MHz上である64.425GHzにおいて動作周波数を有するHE23波動モードの電場の放射状ロー場成分、長手方向z場成分、及び方位角ファイ場成分の電場プロットの図を提供する。前と同様に、遮断周波数は、導体2543及び誘電体材料2544の寸法に応じてより高い又はより低いことができる。特に、プロットは、伝送媒体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分、ファイ場成分、及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、電場のz場成分及びファイ場成分は、それぞれ誘電体材料2544の外面から始まり、水膜2545により占められるであろう位置を通して、放射状場の大きさと相対して小さい場強度を有する。したがって、HE23波動モードを示す電磁波は、誘電層の外面上への水の蓄積に起因して、水膜に対応する位置にはるかに大きい長手方向z場成分及びファイ場成分を有する波動モードよりもはるかに小さい減衰を受ける。 FIG. 25S shows the radial low field component, the longitudinal z field component, and the azimuth phi field of the electric field in the higher order hybrid wave mode, especially the HE23 wave mode having an operating frequency at 64.425 GHz, which is 50 MHz above the cutoff frequency. A diagram of an electric field plot of the components is provided. As before, the cutoff frequency can be higher or lower depending on the dimensions of the conductor 2543 and the dielectric material 2544. In particular, the plot shows the magnitude of the field intensities of the low, phi, and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the transmission medium. The field intensities were calculated based on the absence of water, but the z-field and phi-field components of the electric field each start from the outer surface of the dielectric material 2544 and through the position that would be occupied by the water film 2545. It has a small field strength relative to the size of the radial field. Therefore, the electromagnetic wave exhibiting the HE23 wave mode is more than the wave mode having a much larger longitudinal z-field component and a phi-field component at the position corresponding to the water film due to the accumulation of water on the outer surface of the dielectric layer. Receives much less attenuation.

図25M及び図25Oの電場プロットの観測に基づいて、TM0m波動モードを有する電磁波であって、m>0である、電磁波は、水膜に対応する位置においてはるかに大きい長手方向z場成分及び/又はファイ場成分を有する波動モードよりも少ない伝搬損失を受けると言うことができる。同様に、図25P及び図25Qの電場プロットの観測に基づいて、EH1m波動モードを有する電磁波であって、m>0である、電磁波は、水膜に対応する位置においてはるかに大きい長手方向z場成分及び/又はファイ場成分を有する波動モードよりも少ない伝搬損失を受けると言うことができる。更に、図25R及び図25Sの電場プロットの観測に基づいて、HE2m波動モードを有する電磁波であって、m>1である、電磁波は、水膜に対応する位置においてはるかに大きい長手方向z場成分及び/又はファイ場成分を有する波動モードよりも少ない伝搬損失を受けると言うことができる。 Based on the observations of the electric field plots of FIGS. 25M and 25O, the electromagnetic wave having the TM0m wave mode, m> 0, is a much larger longitudinal z-field component and / at the position corresponding to the water film. Alternatively, it can be said that it receives less propagation loss than the wave mode having a phi field component. Similarly, based on the observations of the electric field plots of FIGS. 25P and 25Q, the electromagnetic wave having the EH1m wave mode, m> 0, is a much larger longitudinal z-field at the position corresponding to the water film. It can be said that it receives less propagation loss than the wave mode having components and / or phi field components. Further, based on the observations of the electric field plots of FIGS. 25R and 25S, the electromagnetic wave having the HE2m wave mode, m> 1, is a much larger longitudinal z-field component at the position corresponding to the water film. And / or it can be said that it receives less propagation loss than the wave mode having a phi field component.

図25A〜図25Dの導波路送出器2522及び/又は本開示の図(例えば、図7〜図14、図18N〜図18W、図22A〜図22B及び他の図面)において説明され示される他の導波路送出器が、例えば、誘電体材料(例えば、絶縁体、酸化、又は誘電特性を有する他の材料)で構成される外面を有する伝送媒体上に、TM0m波動モード又はEH1m波動モード(ここで、m>0)、HE2m波動モード(ここで、m>1)、又は水膜が存在し得る伝送媒体の外面の上の基端領域においてz場成分(及び方位角場成分が存在する場合には方位角場成分)に低い場強度を示す任意の他のタイプの波動モードを有する電磁波を生成又は誘導するように構成し得ることに更に留意されたい。特定の波動モードは、伝送媒体の外面近くに伝搬損失を受けにくい電場構造を有するため、本開示の導波路送出器は、単独で又は適する場合には組み合わせて、伝送媒体の外面上に配置された、液体(例えば、湿気及び/又は雨により生成される水)等の物質を通って伝搬するとき、伝搬損失を低減する上記波動モード特性を有する電磁波を生成するように構成することができる。特定の実施形態において、上記波動モードの1つ又は複数の伝搬に使用される伝送媒体が誘電体材料のみで構成され得ることに更に留意されたい。 Others described and shown in the waveguide transmitters 2522 and / or the drawings of the present disclosure (eg, FIGS. 7-14, 18N-18W, 22A-22B and other drawings) of FIGS. 25A-25D. The waveguide transmitter is in TM0m wave mode or EH1m wave mode (here) on a transmission medium having an outer surface made of, for example, a dielectric material (eg, an insulator, oxidation, or other material having dielectric properties). , M> 0), HE2m wave mode (where m> 1), or when the z-field component (and azimuth field component) is present in the proximal region above the outer surface of the transmission medium in which the water film can be present. It should be further noted that can be configured to generate or induce electromagnetic waves with any other type of wave mode that exhibits low field intensity in the azimuth field component). Since the particular wave mode has an electric field structure near the outer surface of the transmission medium that is less susceptible to propagation loss, the waveguide transmitters of the present disclosure are placed on the outer surface of the transmission medium alone or in combination, if appropriate. In addition, when propagating through a substance such as a liquid (eg, water produced by moisture and / or rain), it can be configured to generate an electromagnetic wave having the above-mentioned wave mode characteristics that reduces propagation loss. It should be further noted that in certain embodiments, the transmission medium used for the propagation of one or more of the wave modes may consist solely of a dielectric material.

図25KのTM01波動モードを再び参照して、拡大図2548における領域2549が、エディ(例えば、円形又は渦巻き様パターン)の挙動を示す電場ベクトルを示すことにも留意されたい。領域2549における特定の電場ベクトルは、水膜2545内に配置される長手方向場成分を有するように見えるであろうが、そのようなベクトルは非常に低い場強度を有し、領域2547(領域2549を含まない)内に配置されるより高強度の放射状場成分と比較した場合でも、数量はかなり低い。それにも関わらず、領域2549において非ゼロ長手方向成分を有する少数の電場ベクトルは、図25Lの湿った伝送媒体2542に関連して上述した小さい減衰の寄与要因であり得る。図25Kの小さいエディ領域2549における電場ベクトルの悪影響は、はるかに高い場強度を有し、水膜2545内である図25EのTM00グーボー波動モードの領域2547において大きい長手方向成分を有する相当数の電場ベクトルにより生じる悪影響よりもはるかに小さい。上述したように、TM00グーボー波動モードの領域2547における電場ベクトルは、図25F、図25G、図25I、及び図25Jの湿った伝送媒体2542により示されるように、6GHzを超える周波数においてはるかに高い伝搬損失(200dB/Mもの減衰)を生じさせるが、これはTM01波動モードの場合には当てはまらない。 It should also be noted that with reference to the TM01 wave mode of FIG. 25K again, the region 2549 in enlarged FIG. Certain electric field vectors in region 2549 will appear to have longitudinal field components located within the water film 2545, but such vectors have very low field intensities and region 2547 (region 2549). The quantity is considerably lower, even when compared to the higher intensity radial field components placed within). Nevertheless, a small number of electric field vectors with non-zero longitudinal components in region 2549 can be a contributor to the small attenuation described above in relation to the wet transmission medium 2542 of FIG. 25L. The adverse effect of the electric field vector in the small Eddie region 2549 of FIG. 25K has a much higher field intensity and a considerable number of electric fields with large longitudinal components in the TM00 Goobo wave mode region 2547 of FIG. 25E within the water film 2545. Much less than the negative effects caused by the vector. As mentioned above, the electric field vector in region 2547 of TM00 Goobo wave mode propagates much higher at frequencies above 6 GHz, as shown by the wet transmission medium 2542 in FIGS. 25F, 25G, 25I, and 25J. It causes a loss (attenuation of as much as 200 dB / M), which is not the case in the TM01 wave mode.

図25E及び図25Kの電場図が時間及び空間において静的ではないことにも留意されたい。すなわち、電磁波が伝送媒体に沿って長手方向に空間中を伝搬する際、電磁波に関連する電場は、時間が進むにつれて、伝送媒体の静的位置で見た場合に変化する。したがって、図25H、図25I、図25M、及び図25O〜図25Sに示される電場プロットは、非静的であり、拡大及び収縮することができ、同様に極性を逆にすることができる。電場プロットは静的ではないが、TM0m波動モード及びEH1m波動モード(ここで、m>0)並びにHE2m波動モード(ここで、m>1)の場合でのz場成分(及び方位角場成分が存在する場合には方位角場成分)の平均場強度は、6GHzを超えるTM00グーボー波動モードのz場成分により示される平均場強度よりもはるかに低い。したがって、TM0m波動モード及びEH1m波動モード(ここで、m>0)並びにHE2m波動モード(ここで、m>1)は、水膜2545が存在する場合、6GHzを超える周波数範囲においてTM00グーボー波動モードよりもはるかに低い伝搬損失を受ける。 It should also be noted that the electric field diagrams of FIGS. 25E and 25K are not static in time and space. That is, when an electromagnetic wave propagates in space in the longitudinal direction along a transmission medium, the electric field associated with the electromagnetic wave changes as time progresses when viewed at a static position of the transmission medium. Thus, the electric field plots shown in FIGS. 25H, 25I, 25M, and 25O-25S are non-static, can be scaled and contracted, and can be reversed in polarity as well. The electric field plot is not static, but the z-field component (and azimuth field component) in the cases of TM0m wave mode and EH1m wave mode (here, m> 0) and HE2m wave mode (here, m> 1) The mean field intensity of the azimuth field component (if present) is much lower than the mean field intensity indicated by the z field component of TM00 Goobo wave mode above 6 GHz. Therefore, the TM0m wave mode, the EH1m wave mode (here, m> 0) and the HE2m wave mode (here, m> 1) are more than the TM00 goobo wave mode in the frequency range exceeding 6 GHz in the presence of the water film 2545. Also suffers much lower propagation loss.

TM00グーボー波動モードの電場がTM0m波動モード及びEH1m波動モード(ここで、m>0)並びにHE2m波動モード(ここで、m>1)と実質的に異なることに更に留意されたい。例えば、図25Tに示される伝送媒体2542の横断断面図に示されるTM00グーボー波動モード及びTM01波動モードの電場を考える。TM00グーボー波動モードは、誘電体全体を通して高い場強度で導体から離れて延びる放射状電場を示す。この挙動は、伝送媒体2542の時間及び空間のある時点において図25Eの領域2550において示されている。これとは対照的に、TM01波動モードは、導体から離れて延び、誘電体の中間点で場強度が実質的に低減し、誘電体の外面に向けて極性を逆にし、場強度を増大させる電場を示す。この挙動は、伝送媒体2542の時間及び空間のある時点において図25Kの領域2551において示される。 It should be further noted that the electric field of TM00 Goobo wave mode is substantially different from TM0m wave mode and EH1m wave mode (here m> 0) and HE2m wave mode (here m> 1). For example, consider the electric fields of TM00 Goobo wave mode and TM01 wave mode shown in the cross-sectional view of the transmission medium 2542 shown in FIG. 25T. The TM00 Goobo wave mode exhibits a radial electric field that extends away from the conductor with high field strength throughout the dielectric. This behavior is shown in region 2550 of FIG. 25E at some point in time and space of transmission medium 2542. In contrast, the TM01 wave mode extends away from the conductor, substantially reducing the field strength at the midpoint of the dielectric, reversing the polarity towards the outer surface of the dielectric and increasing the field strength. Indicates an electric field. This behavior is shown in region 2551 of FIG. 25K at some point in time and space of transmission medium 2542.

TM00グーボー波動モードにおいて、図25Tに示される断面スライスが、時間が進むにつれて同じままである場合、領域2550’(図25Eの)における電場は、やがて場強度を低減する断面スライスに到達し、領域2550’’における電場が断面スライスに到達すると、極性を急に逆にする。これとは対照的に、TM01波動モードにおいて、領域2551’(図25Kの)における電場は、やがて長手方向になる(すなわち、図25Tの図面から出る方向を指す)断面スライスに到達し、それにより図25Tに示される電場を生じさせ、TM01波動モードが消失したように見え、次に領域2551’’における電場が断面スライスに到達したとき、図25Tに示されるものから極性を逆にして戻る。 In TM00 Goubo wave mode, if the cross-section slices shown in FIG. 25T remain the same over time, the electric field in region 2550'(in FIG. 25E) eventually reaches the cross-section slices that reduce the field intensity and the region When the electric field at 2550'' reaches the cross-section slice, the polarity is suddenly reversed. In contrast, in TM01 wave mode, the electric field in region 2551'(in FIG. 25K) eventually reaches a cross-section slice that is longitudinal (ie, points out of the drawing in FIG. 25T), thereby. The electric field shown in FIG. 25T is generated, the TM01 wave mode appears to have disappeared, and then when the electric field in region 2551'' reaches the cross-section slice, it reverses its polarity from that shown in FIG. 25T and returns.

図25E〜図25T及び本開示の他のセクションにおいて説明される電磁波モードは、外面上に単独で若しくは全体的若しくは部分的に複数の波動モードの組み合わせで送出することができ、又は本開示において説明される伝送媒体(例えば、図18A〜図18L)のいずれか1つ内に埋め込み得ることが理解されよう。これらの電磁波モードは、本開示において説明される任意のアンテナ(例えば、図18M、図19A〜図19F、図20A〜図20F)によりワイヤレス信号に変換することができ、又はアンテナにより受信したワイヤレス信号から、上記伝送媒体の1つに沿って伝搬する1つ又は複数の電磁波モードに再び変換し得ることに更に留意されたい。本開示において説明される方法及びシステムは、これらの電磁波モードの送信、受信、若しくは処理のために、又はこれらの電磁波モードの適合若しくは変更のためにこれらの電磁波モードに適用することもできる。任意の導波路送出器(又はその適合)が、伝搬損失及び/又は信号干渉を低減するために、電場の空間位置合わせを示す標的場構造又は標的波動モードを有する1つ又は複数の電磁波を伝送媒体上に誘導又は生成するように構成し得ることに更に留意されたい。図25Uの導波路デバイスは、本開示の導波路送出器の適合の非限定的な例示を提供する。 The electromagnetic wave modes described in FIGS. 25E-25T and other sections of the present disclosure can be transmitted on the outer surface alone or in a combination of multiple wave modes in whole or in part, or are described herein. It will be appreciated that it can be embedded in any one of the transmission media (eg, FIGS. 18A-18L). These electromagnetic modes can be converted into wireless signals by any antenna described in the present disclosure (eg, FIGS. 18M, 19A-19F, 20A-20F), or wireless signals received by the antennas. Therefore, it should be further noted that it can be converted again into one or more electromagnetic wave modes propagating along one of the transmission media. The methods and systems described in the present disclosure can also be applied to these electromagnetic modes for transmission, reception, or processing of these electromagnetic modes, or for adaptation or modification of these electromagnetic modes. Any waveguide transmitter (or its adaptation) transmits one or more electromagnetic waves with a target field structure or target wave mode indicating spatial alignment of the electric field to reduce propagation loss and / or signal interference. It should be further noted that it can be configured to induce or generate on the medium. The waveguide device of FIG. 25U provides a non-limiting example of the suitability of the waveguide transmitters of the present disclosure.

ここで、図25Uを参照して、本明細書において説明される種々の態様による導波路デバイス2522の一例の非限定的な実施形態の図を示す。導波路デバイス2522は、図25Cに示される導波路デバイス2522と同様であり、少数の適合を有する。図25Uの例示において、導波路デバイス2522は、図25E及び図25Kの図面に示されるもの等の絶縁導体を一緒に形成する導体2543及び絶縁層2543を含む伝送媒体2542に結合される。示されていないが、導波路デバイス2522は2つの半体で構築することができ、2つの半体は、1つ又は複数の機械的ヒンジを用いて長手方向の一端部において一緒に接続されて、導波路デバイス2522を伝送媒体2542上に配置するために、1つ又は複数のヒンジの逆端部において長手方向縁部を開けるようにすることができる。配置されると、1つ又は複数のヒンジに対向する長手方向縁部における1つ又は複数のラッチを使用して、導波路デバイス2522を伝送媒体2542に固定することができる。導波路デバイス2522を伝送媒体2542に結合する他の実施形態を使用することもでき、したがって本開示により意図される。 Here, with reference to FIG. 25U, a non-limiting embodiment of an example of a waveguide device 2522 according to the various aspects described herein is shown. The waveguide device 2522 is similar to the waveguide device 2522 shown in FIG. 25C and has a small number of fits. In the illustration of FIG. 25U, the waveguide device 2522 is coupled to a transmission medium 2542 that includes a conductor 2543 and an insulating layer 2543 that together form an insulating conductor such as that shown in the drawings of FIGS. 25E and 25K. Although not shown, the waveguide device 2522 can be constructed with two halves, the two halves connected together at one end in the longitudinal direction using one or more mechanical hinges. , The longitudinal edge can be opened at the opposite end of one or more hinges to place the waveguide device 2522 on the transmission medium 2542. Once arranged, the waveguide device 2522 can be secured to the transmission medium 2542 using one or more latches at the longitudinal edge facing the one or more hinges. Other embodiments that couple the waveguide device 2522 to the transmission medium 2542 can also be used and are therefore intended by the present disclosure.

図25Uの導波路デバイス2522のチャンバ2525は誘電体材料2544’を含む。チャンバ2525内の誘電体材料2544’は、絶縁導体の誘電層2544の誘電率と同様の誘電率を有することができる。更に、電磁波の送信又は受信のために、中心穴2525’’を有する円盤2525’を使用して、チャンバ2525を2つの半体に分割することができる。円盤2525’は、チャンバ2525の半体間を電磁波が進むことができない材料(例えば、炭素、金属、又は他の反射材料)で構築することができる。MMIC2524’は、図25Uに示されるように、チャンバ2525の誘電体材料2544’内部に配置することができる。更に、MMIC2524’は、伝送媒体2542の誘電層2543の外面近くに配置することができる。図25Uは、伝送媒体2542の誘電層2543の外面と長手方向に位置合わせされるように構成することができるアンテナ2524B’(モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、又は他のアンテナ等)を含むMMIC2524’の拡大図2524A’を示す。アンテナ2524B’は、手短に考察するように、東又は西に向けられた長手方向電場を有する信号を放射するように構成することができる。図25Uのダイポールアンテナ2524B’の代わりに、長手方向電場を有する信号を放射することができる他のアンテナ構造を使用してもよいことが理解されよう。 The chamber 2525 of the waveguide device 2522 of FIG. 25U contains a dielectric material 2544'. The dielectric material 2544'in the chamber 2525 can have a dielectric constant similar to that of the dielectric layer 2544 of the insulating conductor. Further, for transmitting or receiving electromagnetic waves, a disk 2525'with a central hole 2525' can be used to divide the chamber 2525 into two halves. The disk 2525'can be constructed of a material (eg, carbon, metal, or other reflective material) that does not allow electromagnetic waves to travel between the halves of the chamber 2525. The MMIC2524'can be placed inside the dielectric material 2544' of the chamber 2525, as shown in FIG. 25U. Further, the MMIC 2524'can be arranged near the outer surface of the dielectric layer 2543 of the transmission medium 2542. FIG. 25U shows the MMIC2524'including an antenna 2524B'(monopole antenna, dipole antenna, or other antenna, etc.) that can be configured to be longitudinally aligned with the outer surface of the dielectric layer 2543 of the transmission medium 2542. An enlarged view 2524A'is shown. Antenna 2524B'can be configured to radiate a signal with a longitudinal electric field directed east or west, as briefly discussed. It will be appreciated that instead of the dipole antenna 2524B'of FIG. 25U, another antenna structure capable of radiating a signal having a longitudinal electric field may be used.

2つのMMIC2524’が導波路デバイス2522のチャンバ2525の各半体内に示されるが、より多くのMMICを使用してもよいことが理解されよう。例えば、図18Wは、位置:北、南、東、西、北東、北西、南東、及び南西に配置された8つのMMICを有する導波路デバイスにより囲まれたケーブル(伝送媒体2542等)の横断断面図を示す。図25Uに示される2つのMMIC2524’は、例示を目的として、図18Wに示される北位置及び南位置に配置されたMMIC2524’として見ることができる。図25Uの導波路デバイス2522には、図18Wに示されるように、西位置及び東位置においてMMIC2524’を更に構成することができる。更に、図25Uの導波路デバイス2522には、図18Wに示されるように、北西、北東、南西、及び南東の位置においてMMICを更に構成することができる。したがって、導波路デバイス2522には、図25Uに示される2つのMMICを超える数のMMICを構成することができる。 Although two MMICs 2524'are shown within each half of chamber 2525 of the waveguide device 2522, it will be appreciated that more MMICs may be used. For example, FIG. 18W shows a cross section of a cable (transmission medium 2542, etc.) enclosed by a waveguide device with eight MMICs located at locations: north, south, east, west, northeast, northwest, southeast, and southwest. The figure is shown. The two MMIC 2524'shown in FIG. 25U can be viewed as the MMIC 2524' located at the north and south positions shown in FIG. 18W for illustrative purposes. The waveguide device 2522 of FIG. 25U can be further configured with the MMIC 2524'at the west and east positions, as shown in FIG. 18W. In addition, the waveguide device 2522 of FIG. 25U can be further configured with MMICs at northwest, northeast, southwest, and southeast positions, as shown in FIG. 18W. Therefore, the waveguide device 2522 can be configured with more MMICs than the two MMICs shown in FIG. 25U.

これを念頭に置いて、ここで、図25V、図25W、図25Xに注目し、これらの図は、本明細書において説明される種々の態様による、波動モード及び電磁場プロットの例の非限定的な実施形態を示す。図25VはTM01波動モードの電場を示す。電場は、外部導体シールドが絶縁体により隔てられた中心導体を有する同軸ケーブルの横断面図(上)及び縦断面図(下)で示される。図25WはTM11波動モードの電場を示す。電場はまた、外部導体シールドが絶縁体により隔てられた中心導体を有する同軸ケーブルの横断面図及び縦断面図で示される。図25XはTM21波動モードの電場を更に示す。電場は、外部導体シールドが絶縁体により隔てられた中心導体を有する同軸ケーブルの横断面図及び縦断面図で示される。 With this in mind, here we focus on FIGS. 25V, 25W, 25X, which are non-limiting examples of wave modes and electromagnetic field plots according to the various aspects described herein. Embodiment is shown. FIG. 25V shows an electric field in TM01 wave mode. The electric field is shown in a cross-sectional view (top) and a vertical cross-sectional view (bottom) of a coaxial cable having a central conductor whose outer conductor shield is separated by an insulator. FIG. 25W shows an electric field in TM11 wave mode. The electric field is also shown in a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view of a coaxial cable having a central conductor whose outer conductor shield is separated by an insulator. FIG. 25X further shows the electric field in TM21 wave mode. The electric field is shown in a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view of a coaxial cable having a central conductor whose outer conductor shield is separated by an insulator.

横断面図に示されるように、TM01波動モードは円形対称電場(すなわち、異なる方位角において同じ向き及び強度を有する電場)を有し、一方、図25W及び図25Xにそれぞれ示されるTM11及びTM21波動モードの横断面図は、非円形対称電場(すなわち、異なる方位角において異なる向き及び強度を有する電場)を有する。TM11及びTM21波動モードの横断面図は、非円形対称電場を有するが、TM01、TM11及びTM21波動モードの長手方向断面図における電場は、TM11波動モードの電場構造が、逆の長手方向を指す長手方向電場を導体の上及び導体の下に有し、一方、TM01及びTM21波動モードでの導体の上及び導体の下の長手方向電場が同じ長手方向を指すということを除き、略同様である。 As shown in the cross section, the TM01 wave mode has a circularly symmetric electric field (ie, an electric field with the same orientation and intensity at different azimuths), while the TM11 and TM21 waves shown in FIGS. 25W and 25X, respectively. The cross section of the mode has a non-circular symmetric electric field (ie, an electric field with different orientations and intensities at different azimuths). The cross-sectional views of the TM11 and TM21 wave modes have a non-circular symmetric electric field, whereas the electric fields in the longitudinal cross-sectional views of the TM01, TM11 and TM21 wave modes are such that the electric field structure of the TM11 wave mode points in the opposite longitudinal direction. It is substantially the same except that the directional electric fields are above and below the conductor, while the longitudinal electric fields above and below the conductor in TM01 and TM21 wave modes point in the same longitudinal direction.

図25V、図25W、及び図25Xの同軸ケーブルの縦断面図は、図25Uに示される領域2506’における導波路デバイス2522の縦断面図と同様の構造配置を有すると言うことができる。特に、図25V、図25W、及び図25Xにおいて、同軸ケーブルは、絶縁体で隔てられた中心導体及びシールドを有し、一方、導波路デバイス2522の領域2506’は、中心導体2543、チャンバ2525の誘電体材料2544’で覆われ、導波路デバイス2522の反射内面2523でシールドされた誘電層2544を有する。導波路デバイス2522の領域2506’における同軸構成は、導波路デバイス2522の先細り領域2506’’に続く。同様に、同軸構成は、導波路デバイス2522の領域2508及び2510に続くが、伝送媒体2542の誘電層2544以外の誘電体材料2544’はこれらの領域に存在しない。外側領域2512において、伝送媒体2542は環境(例えば、空気)に露出され、したがって同軸構成はもはや存在しない。 It can be said that the vertical cross-sectional views of the coaxial cables of FIGS. 25V, 25W, and 25X have the same structural arrangement as the vertical cross-sectional view of the waveguide device 2522 in the region 2506'shown in FIG. 25U. In particular, in FIGS. 25V, 25W, and 25X, the coaxial cable has a central conductor and shield separated by an insulator, while region 2506'of the waveguide device 2522 is the central conductor 2543, chamber 2525. It has a dielectric layer 2544 that is covered with a dielectric material 2544'and shielded by a reflective inner surface 2523 of the waveguide device 2522. The coaxial configuration in region 2506 ″ of the waveguide device 2522 follows the tapered region 2506 ″ of the waveguide device 2522. Similarly, the coaxial configuration follows regions 2508 and 2510 of the waveguide device 2522, but no dielectric material 2544'other than the dielectric layer 2544 of the transmission medium 2542 is present in these regions. In the outer region 2512, the transmission medium 2542 is exposed to the environment (eg, air) and therefore the coaxial configuration no longer exists.

上述したように、TM01波動モードの電場構造は、図25Vに示される同軸ケーブルの横断面図において円形対称である。例示のために、図25Uの導波路デバイス2522が、図18Wに示されるように、北、南、西、及び東の位置に配置された4つのMMICを有すると仮定する。この構成では、図25Vに示されるTM01波動モードの縦及び横電場構造の理解と共に、図25Uにおける導波路デバイス2522の4つのMMIC2524’は、伝送媒体2542上にTM01波動モードを共通信号源から送出するように構成することができる。これは、同じ位相(極性)を有するワイヤレス信号を送出するように北、南、東、及び西のMMIC2524’を構成することにより達成することができる。4つのMMIC2524’により生成されたワイヤレス信号は、チャンバ2525の誘電材料2544’及び誘電層2544における各電場の重なりを介して結合され(両誘電材料が同様の誘電率を有するため)、これらの誘電材料に結合された、図25Vの縦及び横の図に示される電場構造を有するTM01電磁波2502’を形成する。 As described above, the electric field structure in the TM01 wave mode is circularly symmetric in the cross-sectional view of the coaxial cable shown in FIG. 25V. For illustration purposes, it is assumed that the waveguide device 2522 of FIG. 25U has four MMICs located in the north, south, west, and east positions, as shown in FIG. 18W. In this configuration, with an understanding of the vertical and horizontal electric field structures of the TM01 wave mode shown in FIG. 25V, the four MMIC2524'of the waveguide device 2522 in FIG. 25U sends the TM01 wave mode onto the transmission medium 2542 from the common signal source. Can be configured to: This can be achieved by configuring the MMIC 2524'in the north, south, east, and west to deliver wireless signals with the same phase (polarity). The wireless signals generated by the four MMIC 2524'are coupled through the overlap of each electric field in the dielectric material 2544'and the dielectric layer 2544 of the chamber 2525 (because both dielectric materials have similar permittivity) and these dielectrics. It forms a TM01 electromagnetic wave 2502'with an electric field structure shown in the vertical and horizontal views of FIG. 25V, which is coupled to the material.

したがって、TM01波動モードを有する電磁波2502’は、導波路デバイス2522の先細り構造2522Bに向かって伝搬し、それにより、領域2508において伝送媒体2542’の誘電層2544内に埋め込まれた電磁波2504’になる。先細りホーンセクション2522Dにおいて、TM01波動モードを有する電磁波2504’は、領域2510において拡大し、最終的に、TM01波動モードを変化させずに導波路デバイス2522から出る。 Therefore, the electromagnetic wave 2502'having the TM01 wave mode propagates toward the tapered structure 2522B of the waveguide device 2522, thereby becoming the electromagnetic wave 2504'embed in the dielectric layer 2544 of the transmission medium 2542'in the region 2508. .. In the tapered horn section 2522D, the electromagnetic wave 2504'with the TM01 wave mode expands in the region 2510 and finally exits the waveguide device 2522 without changing the TM01 wave mode.

別の実施形態において、導波路デバイス2522は、領域2506’において垂直極性を有するTM11波動モードを送出するように構成することができる。これは、信号源から、南MMIC2524’により同じ信号源から放射される第2のワイヤレス信号の位相(極性)とは逆の位相(極性)を有する第1のワイヤレス信号を放射するように、北位置におけるMMIC2524’を構成することにより達成することができる。これらのワイヤレス信号は、各電場の重なりを介して結合され、誘電体材料2544’及び2544に結合された、図25Wに示される縦及び横断面図に示される電場構造を有するTM11波動モード(垂直偏波)を有する電磁波を形成する。同様に、導波路デバイス2522は、領域2506’において水平極性を有するTM11波動モードを送出するように構成することができる。これは、西MMIC2524’により放射される第2のワイヤレス信号の位相(極性)とは逆の位相(極性)を有する第1のワイヤレス信号を放射するように、東位置におけるMMIC2524’を構成することにより達成することができる。 In another embodiment, the waveguide device 2522 can be configured to deliver a TM11 wave mode with vertical polarity in region 2506'. It radiates a first wireless signal from the signal source that has a phase (polarity) opposite to the phase (polarity) of the second wireless signal radiated from the same source by the South MMIC2524'. This can be achieved by constructing the MMIC 2524'in position. These wireless signals are coupled through the overlap of each electric field and are coupled to the dielectric materials 2544'and 2544, TM11 wave mode (vertical) having the electric field structure shown in the vertical and cross-sectional views shown in FIG. 25W. Form an electromagnetic wave with (polarization). Similarly, the waveguide device 2522 can be configured to deliver a TM11 wave mode with horizontal polarity in region 2506'. This constitutes the MMIC 2524'in the eastern position to radiate a first wireless signal having a phase (polarity) opposite to the phase (polarity) of the second wireless signal radiated by the West MMIC 2524'. Can be achieved by.

これらのワイヤレス信号は、各電場の重なりを介して結合され、図25Wに示される縦及び横断面図に示される(しかし、水平偏波を有する)電場構造を有する、誘電体材料2544’及び2544に結合された、TM11波動モード(水平偏波)を有する電磁波を形成する。水平及び垂直偏波を有するTM11波動モードは直交である(すなわち、空間及び時間の各ポイントにおけるこれらの波動モードの任意の対間の対応する電場ベクトルのドット積が合算ゼロを生成する)ため、導波路デバイス2522は、干渉なしでこれらの波動モードを同時に送出し、それにより波動モード分割多重化を可能にするように構成することができる。TM01波動モードがTM11及びTM21波動モードにも直交することに更に留意されたい。 These wireless signals are coupled through the overlap of each electric field and have the electric field structure shown in the vertical and horizontal cross-sectional views shown in FIG. 25W (but with horizontal polarization), the dielectric materials 2544'and 2544. Form an electromagnetic wave having a TM11 wave mode (horizontally polarized wave) coupled to. Because the TM11 wave modes with horizontal and vertical polarization are orthogonal (ie, the dot product of the corresponding electric field vectors between any pair of these wave modes at each point in space and time produces a sum of zeros). The waveguide device 2522 can be configured to simultaneously deliver these wave modes without interference, thereby allowing wave mode split multiplexing. It should be further noted that the TM01 wave mode is also orthogonal to the TM11 and TM21 wave modes.

TM11波動モードを有する電磁波2502’又は2504’は、領域2506’、2506’’、2508、及び2510において導波路デバイス2522の内面2523の領域内を伝搬する間、TM11波動モードは変わらないままである。しかしながら、TM11波動モードを有する電磁波2504’が導波路デバイス2522の領域2512から出ると、内面2523はもはや存在せず、TM11波動モードはハイブリッド波動モード、特にEH11波動モード(垂直偏波、水平偏波、又は2つの電磁波が領域2506’において送出される場合には両方)になる。 The TM11 wave mode remains unchanged while the electromagnetic wave 2502'or 2504' with the TM11 wave mode propagates within the region of the inner surface 2523 of the waveguide device 2522 in the regions 2506', 2506', 2508, and 2510. .. However, when the electromagnetic wave 2504'with the TM11 wave mode exits the region 2512 of the waveguide device 2522, the inner surface 2523 no longer exists and the TM11 wave mode is a hybrid wave mode, especially the EH11 wave mode (vertical polarization, horizontal polarization). , Or both if two electromagnetic waves are transmitted in region 2506').

更に他の実施形態において、導波路デバイス2522は、領域2506’においてTM21波動モードを送出するように構成することもできる。これは、南MMIC2524’により信号源から生成される第2のワイヤレス信号と同じ位相(極性)の位相(極性)を有する第1のワイヤレス信号を同じ信号源から放射するように、北位置におけるMMIC2524’を構成することにより達成することができる。同時に、西位置におけるMMIC2524’は、東位置に配置されたMMIC2524’により同じ信号源から放射される第4のワイヤレス信号と同相の第3のワイヤレス信号を同じ信号源から放射するように構成される。しかしながら、北及び南MMIC2524’は、西及び東MMIC2524’により生成される第3及び第4のワイヤレス信号の極性とは逆の極性の第1及び第2のワイヤレス信号を生成する。極性が交互になった4つのワイヤレス信号は、各電場の重なりを介して結合され、図25Xに示される縦及び横断面図に示される電場構造を有する、誘電材料2544’及び2544に結合された、TM21波動モードを有する電磁波を形成する。電磁波2504’は、導波路デバイス2522を出ると、例えば、HE21波動モード、EH21波動モード、又は異なる放射モード(例えば、HE2m若しくはEH2m、但しm>1)を有するハイブリッド波動モード等のハイブリッド波動モードに変換し得る。 In yet another embodiment, the waveguide device 2522 can also be configured to deliver the TM21 wave mode in region 2506'. This is the MMIC2524 in the north position so that the first wireless signal having the same phase (polarity) as the second wireless signal generated by the south MMIC2524'is radiated from the same source. It can be achieved by constructing'. At the same time, the MMIC2524'in the west position is configured to radiate a third wireless signal in phase with the fourth wireless signal radiated from the same source by the MMIC2524' located in the east position from the same source. .. However, the north and south MMIC 2524'produces first and second wireless signals with polarities opposite to those of the third and fourth wireless signals produced by the west and east MMIC 2524'. The four alternating polar wireless signals were coupled through the overlap of each electric field and coupled to the dielectric materials 2544'and 2544 having the electric field structure shown in the vertical and cross-sectional views shown in FIG. 25X. , TM21 forms an electromagnetic wave having a wave mode. Upon exiting the waveguide device 2522, the electromagnetic wave 2504'goes into a hybrid wave mode, such as a HE21 wave mode, an EH21 wave mode, or a hybrid wave mode having a different radiation mode (eg, HE2m or EH2m, where m> 1). Can be converted.

図25U〜図25Xは、図25Uの導波路デバイス2522を利用してTM01、EH11、及び他のハイブリッド波動モードを送出する幾つかの実施形態を示す。同軸ケーブル上を伝搬する他の波動モード(例えば、TM12、TM22等)の電場構造を理解した上で、MMIC2524’は、伝送媒体2542の外面に沿って伝搬する電磁波の電場の減衰を生じさせ得る水、液滴、又は他の物質等の物質に起因した伝搬損失の軽減に有用である低強度z場成分及びファイ場成分を、伝送媒体2542の外面近くの電場構造で有する他の波動モード(例えば、EH12、HE22等)を他の方法で送出するように更に構成することができる。 25U-25X show some embodiments that utilize the waveguide device 2522 of FIG. 25U to deliver TM01, EH11, and other hybrid wave modes. With an understanding of the electric field structure of other wave modes (eg, TM12, TM22, etc.) propagating on the coaxial cable, the MMIC2524'can cause attenuation of the electric field of electromagnetic waves propagating along the outer surface of the transmission medium 2542. Other wave modes that have a low intensity z-field component and a phi-field component in an electric field structure near the outer surface of the transmission medium 2542 that are useful in reducing propagation loss due to substances such as water, droplets, or other substances. For example, EH12, HE22, etc.) can be further configured to be delivered by other methods.

図25Yは、電磁波を送信及び受信する方法2560の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。方法2560は、図25Zに示される等の略直交する波動モードを送出又は受信するために、図25A〜図25Dの導波路デバイス2522及び/又は本開示の図(例えば、図7〜図14、図18N〜図18W、図22A、図22B、及び他の図面)において説明され示される他の導波路システム又は送出器に適用することができる。図25Zは、TM00基本波動モード、水平偏波を有するHE11波動モード、及び垂直偏波を有するHE11波動モードがそれぞれ伝搬する絶縁導体の3つの断面図を示す。図25Zに示される電場構造は、経時変化することができ、したがって特定の時点又はスナップショットにおける例示表現である。図25Zに示される波動モードは互いに直交する。すなわち、空間及び時間の各ポイントにおける波動モードの任意の対間の対応する電場ベクトルのドット積は、合算ゼロを生成する。この特性により、TM00波動モード、水平偏波を有するHE11波動モード、及び垂直偏波を有するHE11波動モードは、信号干渉なしで、同じ周波数帯域で同じ伝送媒体の表面に沿って同時に伝搬することができる。 FIG. 25Y shows a flow chart of a non-limiting embodiment of an example of a method 2560 that transmits and receives electromagnetic waves. The method 2560 transmits or receives a substantially orthogonal wave mode, such as that shown in FIG. 25Z, in order to transmit or receive a wave mode of FIGS. 25A-25D and / or the drawings of the present disclosure (eg, FIGS. 7-14, 25A-25D. It can be applied to other waveguide systems or transmitters described and shown in FIGS. 18N-18W, 22A, 22B, and other drawings). FIG. 25Z shows three cross-sectional views of an insulating conductor in which the TM00 fundamental wave mode, the HE11 wave mode having horizontal polarization, and the HE11 wave mode having vertical polarization propagate. The electric field structure shown in FIG. 25Z can change over time and is therefore an exemplary representation at a particular time point or snapshot. The wave modes shown in FIG. 25Z are orthogonal to each other. That is, the dot product of the corresponding electric field vectors between any pair of wave modes at each point in space and time produces a sum of zeros. Due to this characteristic, the TM00 wave mode, the HE11 wave mode with horizontal polarization, and the HE11 wave mode with vertical polarization can simultaneously propagate along the surface of the same transmission medium in the same frequency band without signal interference. it can.

これを念頭に置いて、方法2560は、ステップ2562において開始することができ、ステップ2562において、本開示の導波路システムは、ソース(例えば、基地局、本開示において説明されるように導波路システムのアンテナにモバイル若しくは静止デバイスにより送信されるワイヤレス信号、又は別の通信源により)から通信信号を受信するように構成することができる。通信信号は、例えば、元の周波数帯域(例えば、900MHz、1.9GHz、2.4GHz、5GHz等)で動作する特定のシグナリングプロトコル(例えば、LTE、5G、DOCSIS、DSL等)に従って変調された通信信号、ベースバンド信号、アナログ信号、他の信号、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。ステップ2564において、導波路システムは、そのような通信信号を複数の電磁波の1つ又は複数の動作周波数にアップコンバート(又は幾つかの場合、ダウンコンバート)することにより、通信信号に従って複数の電磁波を伝送媒体上に生成又は送出するように構成することができる。伝送媒体は、図25AAに示されるような絶縁導体であり得、又は図25AB及び図25ACに示されるように、環境露出を受けて酸化(又は環境露出に基づく他の化学反応)する非絶縁導体であり得る。他の実施形態において、伝送媒体は、図18Aに示される誘電体コア等の誘電体材料であり得る。 With this in mind, method 2560 can be initiated in step 2562, where the waveguide system of the present disclosure is a source (eg, a base station, a waveguide system as described herein. The antenna can be configured to receive a communication signal from a wireless signal transmitted by a mobile or stationary device, or from another source. The communication signal is, for example, a communication modulated according to a specific signaling protocol (eg, LTE, 5G, DOCSIS, DSL, etc.) operating in the original frequency band (eg, 900 MHz, 1.9 GHz, 2.4 GHz, 5 GHz, etc.). It can be a signal, a baseband signal, an analog signal, another signal, or any combination thereof. In step 2564, the waveguide system up-converts (or, in some cases, down-converts) such a communication signal to one or more operating frequencies of the plurality of electromagnetic waves, thereby producing the plurality of electromagnetic waves according to the communication signal. It can be configured to be generated or transmitted on a transmission medium. The transmission medium can be an insulating conductor as shown in FIG. 25AA, or a non-insulated conductor that undergoes environmental exposure and oxidizes (or other chemical reaction based on environmental exposure), as shown in FIGS. 25AB and 25AC. Can be. In other embodiments, the transmission medium can be a dielectric material such as the dielectric core shown in FIG. 18A.

干渉を避けるために、導波路システムは、ステップ2564において、TM00波動モードを使用して第1の電磁波を、水平偏波を有するHE11波動モードを使用して第2の電磁波を、垂直偏波を有するHE11波動モードを使用して第3の電磁波を同時に送出するように構成することができる − 図25Z参照。第1、第2、及び第3の電磁波は直交する(すなわち、干渉しない)ため、干渉なしで又は小量の許容可能な干渉で、同じ周波数帯域で送出することができる。同じ周波数帯域において3つの直交電磁波モードを組み合わせて送信することは、情報帯域幅を3倍増大させる手段を提供するある形態の波動モード分割多重化に寄与する。周波数分割多重化の原理を波動モード分割多重化と組み合わせることにより、帯域幅は、第1、第2、及び第3の直交電磁波の第1の周波数帯域に重複しない第2の周波数帯域において、TM00波動モードを使用して第4の電磁波を送出し、水平偏波を有するHE11波動モードを使用して第5の電磁波を送出し、垂直偏波を有するHE11波動モードを使用して第6の電磁波を送出するように導波路システムを構成することで更に増大することができる。それに加えて又はその代わりに、実施形態例から逸脱せずに、波動モード分割多重化と他のタイプの多重化を併用し得ることが理解されよう。 To avoid interference, the waveguide system uses TM00 wave mode to generate the first electromagnetic wave and HE11 wave mode with horizontal polarization to generate the second electromagnetic wave and vertically polarized waves in step 2564. It can be configured to simultaneously emit a third electromagnetic wave using the HE11 wave mode it has-see Figure 25Z. Since the first, second, and third electromagnetic waves are orthogonal (ie, do not interfere), they can be transmitted in the same frequency band without interference or with a small amount of acceptable interference. Combining and transmitting three orthogonal electromagnetic wave modes in the same frequency band contributes to some form of wave mode division multiplexing that provides a means of increasing the information bandwidth by a factor of three. By combining the principle of frequency split multiplexing with wave mode split multiplexing, the bandwidth will be TM00 in the second frequency band which does not overlap the first frequency band of the first, second and third orthogonal electromagnetic waves. Wave mode is used to send a fourth electromagnetic wave, HE11 wave mode with horizontal polarization is used to send a fifth electromagnetic wave, and HE11 wave mode with vertical polarization is used to send a sixth electromagnetic wave. It can be further increased by configuring the waveguide system to send out. It will be appreciated that wave mode division multiplexing and other types of multiplexing can be used in combination, in addition to or instead, without departing from the embodiments.

このポイントを示すために、第1の周波数帯域における3つの直交電磁波のそれぞれが1GHzの送信帯域幅をサポートすると考える。また、第2の周波数帯域における3つの直交電磁波のそれぞれも1GHzの送信帯域幅をサポートすると更に考える。2つの周波数帯域において動作する3つの波動モードを用いて、これらの波動モードを利用する電磁表面波により、通信信号の伝達に6GHzの情報帯域幅が可能である。より多くの周波数帯域を用いる場合、帯域幅を更に増大させることができる。 To indicate this point, it is considered that each of the three orthogonal electromagnetic waves in the first frequency band supports a transmission bandwidth of 1 GHz. It is further considered that each of the three orthogonal electromagnetic waves in the second frequency band also supports a transmission bandwidth of 1 GHz. With three wave modes operating in two frequency bands, electromagnetic surface waves utilizing these wave modes allow an information bandwidth of 6 GHz for the transmission of communication signals. If more frequency bands are used, the bandwidth can be further increased.

ここで、絶縁導体(図25A参照)の形態の伝送媒体が表面波伝送に使用されると考える。伝送媒体が、導体半径に比例した厚さを有する誘電層(例えば、半径4mmを有する導体及び厚さ4mmを有する絶縁層)を有すると更に考える。このタイプの伝送媒体を用いて、導波路システムは、電磁波を送信する幾つかの選択肢から選択するように構成することができる。例えば、導波路システムは、ステップ2564において、第1の周波数帯域(例えば、1GHz)における波動モード分割多重化を使用して第1〜第3の電磁波を送信し、第2の周波数帯域(例えば、2.1GHz)において波動モード分割多重化を使用して第3及び第4の電磁波を送信し、第3の周波数帯域(例えば、3.2GHz)において波動モード分割多重化を使用して第7〜第9の電磁波を送信し、以下同様であるように構成することができる。各電磁波が1GHzの帯域幅をサポートすると仮定すると、第1〜第9の電磁波は、まとめて9GHzの帯域幅をサポートすることができる。 Here, it is considered that a transmission medium in the form of an insulating conductor (see FIG. 25A) is used for surface wave transmission. It is further considered that the transmission medium has a dielectric layer having a thickness proportional to the radius of the conductor (for example, a conductor having a radius of 4 mm and an insulating layer having a thickness of 4 mm). With this type of transmission medium, the waveguide system can be configured to choose from several options for transmitting electromagnetic waves. For example, in step 2564, the waveguide system uses wave mode split multiplexing in the first frequency band (eg, 1 GHz) to transmit the first to third electromagnetic waves and the second frequency band (eg, 1 GHz). 2.1 GHz) using wave mode split multiplexing to transmit the third and fourth electromagnetic waves, and using wave mode split multiplexing in the third frequency band (eg 3.2 GHz) from seventh to seventh. A ninth electromagnetic wave can be transmitted and configured to be similar below. Assuming that each electromagnetic wave supports a bandwidth of 1 GHz, the first to ninth electromagnetic waves can collectively support a bandwidth of 9 GHz.

ステップ2564において直交波動モードを有する電磁波を送信する代わりに又はそれと同時に、導波路システムは、ステップ2564において、絶縁導体上で1つ又は複数の高周波電磁波(例えば、ミリメートル波)を送信するように構成することができる。1つの実施形態において、1つ又は複数の高周波電磁波は、上述したように、TM0m波動モード及びEH1m波動モード(ここで、m>0)又はHE2m波動モード(ここで、m>1)等の、水膜の影響を受けにくい1つ又は複数の対応する波動モードに従って、重複しない周波数帯域に構成することができる。他の実施形態において、導波路システムは、代わりに、水の影響を受けやすい可能性があるが、それにも関わらず、伝送媒体が乾いているとき、低伝搬損失を示す長手方向及び/又は方位角場を伝送媒体の表面近くに有する1つ又は複数の対応する波動モードに従って、重複しない周波数帯域に1つ又は複数の高周波電磁波を送信するように構成することができる。したがって、導波路システムは、絶縁導体が乾いているとき、絶縁導体(及び誘電体コア等の誘電体のみの伝送媒体)上で波動モードの幾つかの組み合わせを送信するように構成することができる。 Instead of or at the same time transmitting an electromagnetic wave having an orthogonal wave mode in step 2564, the waveguide system is configured to transmit one or more high frequency electromagnetic waves (eg, millimeter waves) on an insulating conductor in step 2564. can do. In one embodiment, the one or more high frequency electromagnetic waves are, as described above, such as TM0m wave mode and EH1m wave mode (here m> 0) or HE2m wave mode (here m> 1). It can be configured in non-overlapping frequency bands according to one or more corresponding wave modes that are less susceptible to the water film. In other embodiments, the waveguide system may instead be susceptible to water, but nevertheless longitudinal and / or azimuth exhibiting low propagation loss when the transmission medium is dry. It can be configured to transmit one or more high frequency electromagnetic waves in non-overlapping frequency bands according to one or more corresponding wave modes having an angular field near the surface of the transmission medium. Thus, the waveguide system can be configured to transmit several combinations of wave modes on the insulating conductor (and a dielectric-only transmission medium such as a dielectric core) when the insulating conductor is dry. ..

ここで、非絶縁導体(図25AB及び図25AC参照)の形態の伝送媒体が表面波送信に使用されると考える。非絶縁導体又は裸の導体が、種々のレベルの湿気及び/又は雨(及び空気及び酸素のような大気ガス)を受ける環境に露出されると更に考える。架空送電線及び他の非絶縁電線等の非絶縁導体は、多くの場合、ときに鋼で補強されるアルミニウムで作られる。アルミニウムは、水及び/又は空気と自然に反応して酸化アルミニウムを形成することができる。酸化アルミニウム層は薄い層(例えば、ナノ〜マイクロメートルの厚さ)であり得る。酸化アルミニウム層は、誘電特性を有し、したがって誘電層として機能することができる。したがって、非絶縁導体は、TM00波動モードのみならず、少なくとも部分的に酸化物層の厚さに基づいて、高周波数において水平偏波を有するHE11波動モード及び垂直偏波を有するHE11波動モード等の他の波動モードも伝搬することができる。したがって、酸化物層等の環境で形成される誘電層を有する非絶縁導体が、波動モード分割多重化及び周波数分割多重化を使用した電磁波の送信に使用することができる。酸化物層上を伝搬することができる波動モード(遮断周波数あり又はなし)を有する他の電磁波も本開示により意図され、本開示において説明される実施形態に適用することができる。 Here, it is considered that a transmission medium in the form of a non-insulated conductor (see FIGS. 25AB and 25AC) is used for surface wave transmission. It is further believed that non-insulated or bare conductors are exposed to environments subject to varying levels of humidity and / or rain (and atmospheric gases such as air and oxygen). Non-insulated conductors, such as overhead power lines and other non-insulated wires, are often made of aluminum, sometimes reinforced with steel. Aluminum can react naturally with water and / or air to form aluminum oxide. The aluminum oxide layer can be a thin layer (eg, nano-micrometer thick). The aluminum oxide layer has dielectric properties and can therefore function as a dielectric layer. Therefore, the non-insulated conductor can be used not only in TM00 wave mode, but also in HE11 wave mode having horizontally polarized waves and HE11 wave mode having vertically polarized waves at high frequencies, at least partially based on the thickness of the oxide layer. Other wave modes can also propagate. Therefore, a non-insulating conductor having a dielectric layer formed in an environment such as an oxide layer can be used for transmission of electromagnetic waves using wave mode division multiplexing and frequency division multiplexing. Other electromagnetic waves having a wave mode (with or without cutoff frequency) capable of propagating over the oxide layer are also intended by the present disclosure and can be applied to the embodiments described herein.

1つの実施形態において、「環境で形成される誘電層」という用語は、研究所又は他の制御された設定で人工的に作製されない環境に露出された非絶縁導体(例えば、電柱上又は他の露出した環境において空気、湿気、雨等に露出された裸の導体)を表すことができる。他の実施形態において、環境で形成される誘電層は、非絶縁導体の外面上に誘電層を形成する、制御された環境(例えば、制御された湿度又は他のガス物質)に非絶縁導体を露出させる製造施設等の制御された設定で形成することができる。更に別の代替の実施形態において、非絶縁導体には、自然環境又は人工的に作られた研究所若しくは制御された設定で利用可能な他の物質/化合物との化学反応を促進し、それにより、環境で形成される誘電層を生成させる特定の物質/化合物(例えば、反応物質)を「ドープ」することもできる。 In one embodiment, the term "environmentally formed dielectric layer" refers to non-insulated conductors exposed to the environment that are not artificially created in the laboratory or other controlled settings (eg, on electrical columns or other). It can represent a bare conductor exposed to air, moisture, rain, etc. in an exposed environment). In other embodiments, the dielectric layer formed in the environment provides a non-insulating conductor in a controlled environment (eg, controlled humidity or other gaseous material) that forms a dielectric layer on the outer surface of the non-insulating conductor. It can be formed in a controlled setting such as a manufacturing facility to be exposed. In yet another alternative embodiment, the non-insulated conductor facilitates a chemical reaction with other substances / compounds available in the natural environment or in an artificially created laboratory or controlled setting, thereby facilitating a chemical reaction. It is also possible to "dope" certain substances / compounds (eg, reactants) that form a dielectric layer formed in the environment.

波動モード分割多重化及び周波数分割多重化は、伝送媒体の外面上の水の蓄積等の障害物の軽減において有用であることを証明することができる。障害物の軽減が必要であるか否かを判断するために、導波路システムは、ステップ2566において、障害物が伝送媒体上に存在するか否かを判断するように構成することができる。降雨、凝縮、及び/又は過度の湿気に起因して伝送媒体の外面上に集まる水の膜(又は水滴)は、軽減されない場合、電磁波の伝搬損失を生じさせ得る障害物の一形態であり得る。伝送媒体の接合部又は伝送媒体の外面に結合される他の物体も障害物として機能し得る。 Wave mode division multiplexing and frequency division multiplexing can prove to be useful in reducing obstacles such as water accumulation on the outer surface of a transmission medium. To determine if obstacle mitigation is needed, the waveguide system can be configured in step 2566 to determine if an obstacle is present on the transmission medium. A film of water (or water droplets) that collects on the outer surface of a transmission medium due to rainfall, condensation, and / or excessive moisture can be a form of obstacle that, if not mitigated, can cause transmission loss of electromagnetic waves. .. Other objects coupled to the junction of the transmission medium or the outer surface of the transmission medium can also function as obstacles.

障害物は、電磁波を伝送媒体上で送信し、これらの送信に基づいて反射電磁波を測定するソース導波路システムにより検出することができる。この代わりに又はこれと組み合わせて、ソース導波路システムは、ソース導波路システムにより送信される電磁波を受信し、電磁波に対して品質測定を実行する受信導波路システムから通信信号(ワイヤレス又は電磁波)を受信することにより、障害物を検出することができる。ステップ2566において、障害物が検出される場合、導波路システムは、送信中の電磁波を更新、修正、又は他の方法で変更する選択肢を識別するように構成することができる。 Obstacles can be detected by a source waveguide system that transmits electromagnetic waves over a transmission medium and measures reflected electromagnetic waves based on these transmissions. Alternatively or in combination thereof, the source waveguide system receives the electromagnetic waves transmitted by the source waveguide system and receives a communication signal (wireless or electromagnetic waves) from the received waveguide system that performs quality measurements on the electromagnetic waves. By receiving, obstacles can be detected. In step 2566, if an obstacle is detected, the waveguide system can be configured to identify options for updating, modifying, or otherwise modifying the electromagnetic wave being transmitted.

例えば、絶縁導体の場合、導波路システムが、ステップ2564において、図25Nに示される等の絶縁導体が乾いているとき、大きい帯域幅(例えば、10GHz)を有する30GHzで開始される周波数帯域を有するTM01波動モード等の高次波動モードを送出したと考える。図25Nの図は、特定の絶縁導体の可能な全ての環境状況又は特性を考慮に入れたわけではないシミュレーションに基づく。したがって、TM01波動モードは、示されるよりも低い帯域幅を有し得る。しかしながら、例示のために、10GHz帯域幅が、TM01波動モードを有する電磁波に仮定される。 For example, in the case of an insulated conductor, the waveguide system has a frequency band starting at 30 GHz with a large bandwidth (eg, 10 GHz) when the insulated conductor, such as shown in FIG. 25N, is dry in step 2564. It is considered that a higher-order wave mode such as TM01 wave mode is transmitted. The figure in FIG. 25N is based on a simulation that does not take into account all possible environmental conditions or properties of a particular insulating conductor. Therefore, the TM01 wave mode may have a lower bandwidth than shown. However, for illustration purposes, a 10 GHz bandwidth is assumed for electromagnetic waves with TM01 wave mode.

本開示において、TM01波動モードは、外面に長手方向及び方位角において近くない望ましい電場位置合わせを有することは上述したが、それにも関わらず、水膜(又は水滴)が絶縁導体上に蓄積した場合、いくらかの信号減衰を受け得、それにより動作帯域幅が低減する。この減衰は図25Nに示され、図25Nは、乾いた絶縁導体上で約10GHz(30GHz〜40GHz)の帯域幅を有するTM01波動モードを有する電磁波が、絶縁導体が湿っている場合に約1GHz(30GHz〜31GHz)の帯域幅に降下することを示す。帯域幅の損失を軽減するために、導波路システムは、波動モード分割多重化及び周波数分割多重化を使用してはるかに低い周波数(例えば、6GHz未満)で電磁波を送出するように構成することができる。 In the present disclosure, it has been mentioned above that the TM01 wave mode has a desirable electric field alignment that is not close to the outer surface in the longitudinal direction and the azimuth, but nevertheless, when a water film (or water droplet) accumulates on the insulating conductor. , Can undergo some signal attenuation, thereby reducing the operating bandwidth. This attenuation is shown in FIG. 25N, where an electromagnetic wave with a TM01 wave mode having a bandwidth of about 10 GHz (30 GHz to 40 GHz) on a dry insulating conductor is about 1 GHz (when the insulating conductor is moist). It is shown that the bandwidth is reduced to 30 GHz to 31 GHz). To reduce bandwidth loss, waveguide systems can be configured to emit electromagnetic waves at much lower frequencies (eg, less than 6 GHz) using wave mode division multiplexing and frequency division multiplexing. it can.

例えば、導波路システムは、第1の組の電磁波、特にそれぞれの電磁波が中心周波数1GHzを有する、TM00波動モードを有する第1の電磁波、水平偏波を有するHE11波動モードを有する第2の電磁波、及び垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第3の電磁波を送信するように構成することができる。通信信号の伝達に500MHz〜1.5GHzの周波数帯域が使用可能であると仮定すると、各電磁波は1GHzの帯域幅を提供することができ、まとめて3GHzのシステム帯域幅を提供することができる。 For example, a waveguide system includes a first set of electromagnetic waves, particularly a first electromagnetic wave having a TM00 wave mode in which each electromagnetic wave has a central frequency of 1 GHz, and a second electromagnetic wave having a HE11 wave mode having horizontal polarization. And can be configured to transmit a third electromagnetic wave having a HE11 wave mode with vertical polarization. Assuming that a frequency band of 500 MHz to 1.5 GHz can be used for the transmission of communication signals, each electromagnetic wave can provide a bandwidth of 1 GHz, and can collectively provide a system bandwidth of 3 GHz.

導波路システムが、第2の組の電磁波、特にそれぞれの電磁波が中心周波数2.1GHzを有する、TM00波動モードを有する第4の電磁波、水平偏波を有するHE11波動モードを有する第5の電磁波、及び垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第6の電磁波を送信するようにも構成されると考える。1.6GHz〜2.6GHzの周波数帯域、第1の組の電磁波と第2の組の電磁波との間に100MHzの保護帯域を仮定すると、各電磁波は、1GHzの帯域幅を提供することができ、まとめて3GHzの追加の帯域幅を提供することができ、それにより、ここで、最高で6GHzのシステム帯域幅を提供することができる。 The waveguide system includes a second set of electromagnetic waves, in particular a fourth electromagnetic wave having a TM00 wave mode, each electromagnetic wave having a central frequency of 2.1 GHz, a fifth electromagnetic wave having a HE11 wave mode having horizontal polarization, And it is also considered to be configured to transmit a sixth electromagnetic wave having a HE11 wave mode with vertical polarization. Assuming a frequency band of 1.6 GHz to 2.6 GHz, a protected band of 100 MHz between the first set of electromagnetic waves and the second set of electromagnetic waves, each electromagnetic wave can provide a bandwidth of 1 GHz. Together, an additional bandwidth of 3 GHz can be provided, thereby providing a system bandwidth of up to 6 GHz.

導波路システムが、第3の組の電磁波、特にそれぞれの電磁波が中心周波数3.2GHzを有する、TM00波動モードを有する第7の電磁波、水平偏波を有するHE11波動モードを有する第8の電磁波、及び垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第9の電磁波を送信するようにも構成されると更に考える。2.7GHz〜3.7GHzの周波数帯域、第2の組の電磁波と第3の組の電磁波との間に100MHzの保護帯域を仮定すると、各電磁波は、1GHzの帯域幅を提供することができ、まとめて3GHzの追加の帯域幅を提供することができ、それにより、ここで、最高で9GHzのシステム帯域幅を提供することができる。 The waveguide system includes a third set of electromagnetic waves, particularly a seventh electromagnetic wave having a TM00 wave mode, each electromagnetic wave having a central frequency of 3.2 GHz, and an eighth electromagnetic wave having a HE11 wave mode having horizontal polarization. And it is further considered to be configured to transmit a ninth electromagnetic wave having a HE11 wave mode with vertical polarization. Assuming a frequency band of 2.7 GHz to 3.7 GHz, a protected band of 100 MHz between the second set of electromagnetic waves and the third set of electromagnetic waves, each electromagnetic wave can provide a bandwidth of 1 GHz. Together, an additional bandwidth of 3 GHz can be provided, thereby providing a system bandwidth of up to 9 GHz.

TM01波動モードと、波動モード分割多重化及び周波数分割多重化用に構成された3組の電磁波との組み合わせは、10GHzの合計システム帯域幅を提供し、それにより、TM01波動モードを有する高周波電磁波が乾いた絶縁導体上を伝搬していた場合に前に利用可能であった10GHzの帯域幅を回復する。図25ADは、ステップ2566において検出された水膜等の障害物を受けるTM01波動モードの軽減を実行するプロセスを示す。図25ADは、高帯域幅TM01波動モードをサポートする乾燥した絶縁導体から、波動モード分割多重化(WMDM)及び周波数分割多重化(FDM)方式に従って構成される低周波数TM00及びHE11波動モードと組み合わせられて、システム帯域幅の損失を回復する低帯域幅TM01波動モードをサポートする湿った絶縁導体への遷移を示す。 The combination of the TM01 wave mode and the three sets of electromagnetic waves configured for wave mode split multiplexing and frequency division multiplexing provides a total system bandwidth of 10 GHz, which allows the high frequency electromagnetic waves having the TM01 wave mode. Restores the previously available 10 GHz bandwidth when propagating over dry insulating conductors. FIG. 25AD shows the process of performing the mitigation of TM01 wave mode receiving obstacles such as water film detected in step 2566. FIG. 25AD is combined with low frequency TM00 and HE11 wave modes configured according to Wave Mode Division Multiplexing (WMDM) and Frequency Division Multiplexing (FDM) schemes from dry insulated conductors supporting high bandwidth TM01 wave mode. The transition to a damp insulating conductor that supports the low bandwidth TM01 wave mode to recover the system bandwidth loss is shown.

ここで、導波路システムが、ステップ2564において、大きい帯域幅(例えば、10GHz)を有する10GHzにおいて開始する周波数帯域を有するTM00波動モードを送出した非絶縁導体を考える。ここで、10GHz TM00波動モードを伝搬中の伝送媒体が水等の障害物に露出されると考える。上述したように、絶縁導体上の高周波数TM00波動モードは、水膜(又は水滴)が絶縁導体の外面上に蓄積する場合、相当量の信号減衰を受ける(例えば、10GHzにおいて45dB/M − 図25J参照)。同様の減衰が、「非絶縁」導体上を伝搬する10GHz(又はそれよりも高い)TM00波動モードでも存在する。しかしながら、環境に露出される非絶縁導体(例えば、アルミニウム)は、外面上に形成された酸化物層を有することができ、酸化物層は、TM00以外の波動モード(例えば、HE11波動モード)をサポートする誘電層として機能することができる。低周波数において、絶縁導体上を伝搬するTM00波動モードがはるかに低い減衰(例えば、4GHzにおいて0.62dB/M − 図25J参照)を示すことに更に留意されたい。6GHz未満で動作するTM00波動モードも同様に非絶縁導体上で低い伝搬損失を示す。したがって、帯域幅の損失を軽減するために、導波路システムは、低周波数(例えば、6GHz以下)でTM00波動モードを有する電磁波並びに高周波数においてWMDM及びFDM用に構成されたHE11波動モードを有する電磁波を送出するように構成することができる。 Now consider a non-insulated conductor in which the waveguide system has delivered a TM00 wave mode with a frequency band starting at 10 GHz with a large bandwidth (eg, 10 GHz) in step 2564. Here, it is considered that the transmission medium propagating in the 10 GHz TM00 wave mode is exposed to obstacles such as water. As mentioned above, the high frequency TM00 wave mode on the insulating conductor undergoes a considerable amount of signal attenuation when a water film (or water droplet) accumulates on the outer surface of the insulating conductor (eg, 45 dB / M at 10 GHz-Figure. See 25J). Similar attenuation exists in the 10 GHz (or higher) TM00 wave mode propagating over "non-insulated" conductors. However, a non-insulated conductor (eg, aluminum) exposed to the environment can have an oxide layer formed on the outer surface, and the oxide layer is in a wave mode other than TM00 (eg, HE11 wave mode). It can function as a supporting dielectric layer. It should be further noted that at low frequencies, the TM00 wave mode propagating on the insulating conductor exhibits much lower attenuation (eg, 0.62 dB / M at 4 GHz-see Figure 25J). TM00 wave mode operating below 6 GHz also also exhibits low propagation loss on non-insulated conductors. Therefore, in order to reduce bandwidth loss, the waveguide system is an electromagnetic wave having a TM00 wave mode at low frequencies (eg, 6 GHz or less) and an electromagnetic wave having a HE11 wave mode configured for WMDM and FDM at high frequencies. Can be configured to send.

再び図25Yを参照して、導波路システムが、ステップ2566において、環境で露出される非絶縁状態上に水等の障害物を検出すると考える。導波路システムは、中心周波数2.75GHzを有するTM00波動モードを用いて構成された第1の電磁波を送信することにより、障害を軽減するように構成することができる。通信信号の伝達に500MHz〜5.5GHzの周波数帯域が利用可能であると仮定すると、電磁波は5GHzのシステム帯域幅を提供することができる。 With reference to FIG. 25Y again, it is considered that the waveguide system detects obstacles such as water on the non-insulated state exposed in the environment in step 2566. The waveguide system can be configured to reduce interference by transmitting a first electromagnetic wave configured using the TM00 wave mode with a center frequency of 2.75 GHz. Assuming that a frequency band of 500 MHz to 5.5 GHz is available for the transmission of communication signals, electromagnetic waves can provide a system bandwidth of 5 GHz.

図25AFは、薄い酸化アルミニウム層(4μm)を有する裸の導体上の200GHzにおけるHE11波動モードの電場プロットの図を提供する。プロットは、裸の導体の中心から離れる半径方向距離の関数としての、ピークである時点でのロー場成分、ファイ場成分、及びz場成分の場強度の大きさを示す。場強度は、水が存在しない条件に基づいて計算されたが、電場のz場成分及びファイ場成分は、図25AFに示されるように、酸化物層の外面から始まり、水膜により占められるであろう位置を通して、放射状ロー場の大きさと相対して極めて小さい場強度を有することができる。 FIG. 25AF provides a diagram of an electric field plot of HE11 wave mode at 200 GHz on a bare conductor with a thin aluminum oxide layer (4 μm). The plot shows the magnitude of the field intensities of the low, phi, and z field components at the peak, as a function of the radial distance away from the center of the bare conductor. The field intensities were calculated based on the absence of water, but the z-field and phi-field components of the electric field start from the outer surface of the oxide layer and are occupied by the water film, as shown in FIG. 25AF. Through the possible positions, it can have a very small field strength relative to the size of the radial row field.

図25AFのプロットにおけるサイズに匹敵する酸化物層又は他の誘電層を仮定すると、導波路システムは、それぞれの電磁波が中心周波数200GHz(他のより低い又は高い中心周波数を使用することもできる)を有する、水平偏波を有するHE11波動モードを有する第2の電磁波及び垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第3の電磁波を送信するように構成することができる。各電磁波が、2.5GHz帯域幅を有するHE垂直偏波波動モード及びHE水平偏波波動モードに従ってそれぞれ構成されると更に仮定すると、これらの波動はまとめて5GHzの追加の帯域幅を提供する。低周波数TM00波動モードを高周波数HE波動モードと組み合わせることにより、システム帯域幅を10GHzに回復することができる。酸化物層の厚さ、非絶縁導体の特性、及び/又は他の環境要因に応じて、他の中心周波数及び帯域幅におけるHE波動モードも可能であり得ることが理解されよう。 Assuming an oxide layer or other dielectric layer comparable in size in the plot of FIG. 25AF, the waveguide system has each electromagnetic wave with a center frequency of 200 GHz (other lower or higher center frequencies can also be used). It can be configured to transmit a second electromagnetic wave having a horizontally polarized HE11 wave mode and a third electromagnetic wave having a vertically polarized HE11 wave mode. Assuming that each electromagnetic wave is configured according to the HE vertically polarized wave mode and the HE horizontally polarized wave mode having a 2.5 GHz bandwidth, these waves together provide an additional bandwidth of 5 GHz. By combining the low frequency TM00 wave mode with the high frequency HE wave mode, the system bandwidth can be restored to 10 GHz. It will be appreciated that depending on the thickness of the oxide layer, the properties of the non-insulated conductor, and / or other environmental factors, HE wave modes at other center frequencies and bandwidths may also be possible.

図25AEは、ステップ2566において検出された水膜等の障害物を受ける高周波数TM00波動モードの軽減を実行するプロセスを示す。図25ADは、高帯域幅TM00波動モードをサポートする乾いた非絶縁導体から、低周波数TM00波動モードと、WMDM及びFDM方式に従って構成された高周波数HE11波動モードとを組み合わせて、システム帯域幅の損失を回復する湿った非絶縁導体への遷移を示す。 FIG. 25AE shows the process of performing mitigation of the high frequency TM00 wave mode subject to obstacles such as water film detected in step 2566. FIG. 25AD shows a system bandwidth loss by combining a low frequency TM00 wave mode with a high frequency HE11 wave mode configured according to the WMDM and FDM schemes from a dry non-insulated conductor supporting the high bandwidth TM00 wave mode. Shows a transition to a damp, non-insulated conductor that recovers.

上記軽減技法が非限定的であることが理解されよう。例えば、上述した中心周波数はシステム間で異なることができる。更に、障害物が検出される前に使用されていた元の波動モードは、上記例示と異なることができる。例えば、絶縁導体の場合、EH11波動モードを単独で又はTM01波動モードと組み合わせて使用することができる。ステップ2566において障害物が検出される場合だけではなく、随時、WMDM及びFDM技法を使用して電磁波を送信し得ることも理解される。WMDM及び/又はFDM技法をサポートすることができる他の波動モードが、本開示において説明される実施形態に適用及び/又は組み合わせることが可能であり、したがって本開示により意図されることが更に理解される。 It will be understood that the above mitigation techniques are non-limiting. For example, the center frequencies mentioned above can vary from system to system. Moreover, the original wave mode used before the obstacle was detected can be different from the above illustration. For example, in the case of an insulated conductor, the EH11 wave mode can be used alone or in combination with the TM01 wave mode. It is also understood that electromagnetic waves can be transmitted using WMDM and FDM techniques at any time, not just when obstacles are detected in step 2566. It is further understood that other wave modes capable of supporting WMDM and / or FDM techniques can be applied and / or combined with the embodiments described in this disclosure and are therefore intended by this disclosure. To.

再び図25Yを参照して、WMDM及び/又はFDMを使用する軽減方式が上記例示に従って決定されると、導波路システムは、ステップ2570において更新が実行される前に、ステップ2568において、1つ又は複数の電磁波の更新に使用されることが意図される軽減方式を1つ又は複数の他の導波路システムに通知するように構成することができる。通知は、電磁波における信号低下があまりに深刻である場合、アンテナを利用して1つ又は複数の他の導波路システムに無線で送信することができる。信号減衰が許容可能な場合、通知は、影響を受けた電磁波を介して送信することができる。他の実施形態において、導波路システムは、ステップ2568をスキップし、ステップ2570において、通知なしでWMDM及び/又はFDMを使用して軽減方式を実行するように構成することができる。この実施形態は、例えば、他の受信導波路システムが、いずれの種類の軽減方式が使用されるかを事前に知っている場合に適用することができ、又は受信導波路システムは、信号検出技法を使用して軽減方式を発見するように構成される。ステップ2570において、WMDM及び/又はFDMを使用する軽減方式が開始されると、導波路システムは、更新された構成の電磁波を使用して、上述したようにステップ2562及び2564において受信通信信号を引き続き処理することができる。 With reference to FIG. 25Y again, if the mitigation scheme using WMDM and / or FDM is determined according to the above example, the waveguide system is one or more in step 2568 before the update is performed in step 2570. It can be configured to notify one or more other waveguide systems of mitigation schemes intended to be used to update multiple electromagnetic waves. Notifications can be transmitted wirelessly to one or more other waveguide systems using an antenna if the signal degradation in the electromagnetic waves is too severe. If signal attenuation is acceptable, the notification can be transmitted via the affected electromagnetic wave. In another embodiment, the waveguide system can be configured to skip step 2568 and in step 2570 perform mitigation schemes using WMDM and / or FDM without notice. This embodiment can be applied, for example, if other receiving waveguide systems know in advance which type of mitigation scheme will be used, or the receiving waveguide system is a signal detection technique. Is configured to use to discover mitigation schemes. When the mitigation scheme using WMDM and / or FDM is initiated in step 2570, the waveguide system continues to deliver the received communication signal in steps 2562 and 2564 as described above using the electromagnetic waves of the updated configuration. Can be processed.

ステップ2566において、導波路システムは、障害物が依然として存在するか否かを監視することができる。この判断は、テスト信号(例えば、元の波動モードの電磁表面波)を他の導波路システムに送信し、状況が改善した場合、導波路システムからのテスト結果を待つことにより、及び/又は送信されたテスト信号に基づく信号反射テスト等の他の障害物検出技法を使用することにより実行することができる。障害物が取り除かれた(例えば、伝送媒体が乾いた)と判断されると、導波路システムはステップ2572に進み、WMDM及び/又はFDMを軽減技法として使用して、ステップ2568において信号更新が実行されたと判断することができる。次に、導波路システムは、ステップ2568において、元の波動モードへの送信を回復する意図を受信導波路システムに通知するか、又はこのステップを迂回して、ステップ2570に進むように構成することができ、ステップ2570において、元の波動モードへの送信を回復し、受信導波路システムが元の波動モード及び対応する送信パラメータを知っていると仮定するか、又は他の方法でこの変更を検出することができる。 At step 2566, the waveguide system can monitor whether obstacles are still present. This determination is made by transmitting a test signal (eg, an electromagnetic surface wave in the original wave mode) to another waveguide system and, if the situation improves, waiting for the test result from the waveguide system and / or transmitting. It can be performed by using other obstacle detection techniques such as a signal reflection test based on the tested signal. If it is determined that the obstacle has been removed (eg, the transmission medium has dried), the waveguide system proceeds to step 2572, where WMDM and / or FDM is used as a mitigation technique to perform signal updates at step 2568. It can be judged that it was done. The waveguide system is then configured in step 2568 to notify the receiving waveguide system of its intention to restore transmission to the original wave mode, or to bypass this step and proceed to step 2570. And in step 2570, recover transmission to the original wave mode and assume that the receiving waveguide system knows the original wave mode and the corresponding transmission parameters, or otherwise detect this change. can do.

導波路システムは、WMDM及び/又はFDM用に構成された電磁波を受信するように構成することもできる。例えば、高帯域幅(例えば、10GHz)TM01波動モードを有する電磁波が、図25ADに示されるように、絶縁導体上を伝搬しており、電磁波がソース導波路システムにより生成されると考える。ステップ2582において、受信導波路システムは、通常状況下でTM01波動モードを有する単一の電磁波を処理するように構成することができる。しかしながら、ソース導波路システムが、図25ADにおいて上述したように、絶縁導体上で低帯域幅を用いるTM01波動モードと共にWMDM及びFDMを使用して電磁波を送信することに遷移すると考える。この場合、受信導波路システムは、異なる波動モードの複数の電磁波を処理する必要がある。特に、受信導波路システムは、ステップ2582において、WMDM及びFDMを使用して1〜9番目の電磁波のそれぞれを処理し、図25ADに示されるように、TM01波動モードを使用して電磁波を選択的に処理するように構成される。 The waveguide system can also be configured to receive electromagnetic waves configured for WMDM and / or FDM. For example, it is considered that an electromagnetic wave having a high bandwidth (for example, 10 GHz) TM01 wave mode is propagating on an insulating conductor as shown in FIG. 25AD, and the electromagnetic wave is generated by the source waveguide system. In step 2582, the receiving waveguide system can be configured to process a single electromagnetic wave with TM01 wave mode under normal circumstances. However, it is believed that the source waveguide system transitions to transmitting electromagnetic waves using WMDM and FDM with a TM01 wave mode that uses a low bandwidth on the insulating conductor, as described above in FIG. 25AD. In this case, the receiving waveguide system needs to process multiple electromagnetic waves in different wave modes. In particular, the receiving waveguide system uses WMDM and FDM to process each of the 1st to 9th electromagnetic waves in step 2582 and selectively selects the electromagnetic waves using TM01 wave mode, as shown in FIG. 25AD. It is configured to process.

ステップ2582において1つ又は複数の電磁波が受信されると、受信導波路は、信号処理技法を使用して、ステップ2564(及び/又は更新が行われた場合、ステップ2570)においてソース導波路システムにより生成された電磁波により伝達された通信信号を取得するように構成することができる。ステップ2586において、受信導波路システムは、ソース導波路システムが送信方式を更新したか否かを判断することもできる。更新は、ソース導波路システムにより送信される電磁波において提供されるデータから又はソース導波路システムにより送信されるワイヤレス信号から検出することができる。更新がない場合、受信導波路システムは、上述したように、ステップ2582及び2584において引き続き電磁波を受信し処理することができる。しかしながら、ステップ2586において更新が検出される場合、受信導波路システムはステップ2588に進み、ソース導波路システムと更新を調整し、その後、上述したように、ステップ2582及び2584において、更新された電磁波を受信し処理することができる。 When one or more electromagnetic waves are received in step 2582, the received waveguide is used by the source waveguide system in step 2564 (and / or, if updated, step 2570) using signal processing techniques. It can be configured to acquire the communication signal transmitted by the generated electromagnetic wave. At step 2586, the receiving waveguide system can also determine if the source waveguide system has updated the transmission scheme. Updates can be detected from the data provided in the electromagnetic waves transmitted by the source waveguide system or from the wireless signals transmitted by the source waveguide system. In the absence of updates, the receiving waveguide system can continue to receive and process electromagnetic waves in steps 2582 and 2584, as described above. However, if an update is detected in step 2586, the receiving waveguide system proceeds to step 2588 to coordinate the update with the source waveguide system and then, as described above, in steps 2582 and 2584, the updated electromagnetic wave. Can be received and processed.

方法2560が、導波路システム間の単信通信及び二重通信を含む任意の通信方式で使用可能であることが理解されよう。したがって、他の波動モードに従って電磁波を送信するために更新を実行するソース導波路システムは、次に、電磁波送信を返す同様のステップを受信導波路システムに実行させる。図25Yの方法2560に関連する上記実施形態及び図25Z〜図25AEに示される実施形態が、伝送媒体(例えば、絶縁導体、非絶縁導体、又は誘電体外層を有する任意の伝送媒体)の外面において又はその近傍における障害物により生じる伝搬損失を軽減するために、本開示の他の実施形態と全体的又は部分的に組み合わせ得ることも理解されよう。障害物は、液体(例えば、水)、伝送媒体の外面上に配置される固体物体(例えば、氷、雪、接合部、木の枝等)、又は伝送媒体の外面に又はその近傍に配置される任意の他の物体であり得る。 It will be appreciated that Method 2560 can be used in any communication scheme, including simple and dual communication between waveguide systems. Therefore, a source waveguide system that performs an update to transmit an electromagnetic wave according to another wave mode then causes the receiving waveguide system to perform a similar step of returning the electromagnetic wave transmission. The above embodiment related to the method 2560 of FIG. 25Y and the embodiment shown in FIGS. 25Z to 25AE are on the outer surface of a transmission medium (for example, an insulated conductor, a non-insulated conductor, or any transmission medium having a dielectric outer layer). It will also be appreciated that it may be combined in whole or in part with other embodiments of the present disclosure to reduce the propagation loss caused by obstacles in or near it. Obstacles are placed on or near liquids (eg, water), solid objects placed on the outer surface of the transmission medium (eg, ice, snow, joints, tree branches, etc.), or on the outer surface of the transmission medium. Can be any other object.

説明を簡潔にするために、各プロセスは、図25Yにおいて一連のブロックとして示され説明されるが、請求項に記載される趣旨がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは本明細書に示され説明される順序と異なる順序で及び/又は他のブロックと同時に実行し得ることを理解及びされ認識されたい。更に、本明細書において説明される方法を実施するために、示されているブロックの全てが必要であるわけではない。 For brevity, each process is shown and described as a series of blocks in FIG. 25Y, but the claims are not limited by the order of the blocks and some blocks are described herein. It should be understood and recognized that it can be performed in a different order than shown and described in and / or at the same time as other blocks. Moreover, not all of the blocks shown are required to carry out the methods described herein.

ここで、図25AG及び図25AHを参照して、図25Yの方法2560による直交波動モードを送信する例の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。図25AGは、図25Zにおいてある時点で示されるように、TM00波動モード、垂直偏波を有するHE11波動モード、及び水平偏波を有するHE11波動モードを同時に送信する一実施形態を示す。1つの実施形態において、これらの直交波動モードは、対称位置(例えば、北、北東、東、南東、南、南西、西、及び北西)に配置された図18に示される8つのMMICを有する導波路送出器を用いて送信することができる。図18R(又は図18T)の導波路送出器にこれらの8つのMMICを構成することができる。更に、導波路送出器には、円筒形スリーブ2523A及び伝送媒体(例えば、絶縁導体、非絶縁導体、又は誘電体コア等の誘電層を有する他のケーブル)に巻かれた先細り誘電体を構成することができる。導波路送出器の筐体組立体(図示せず)は、導波路送出器の長手方向開口部を伝送媒体の周囲に配置しラッチできるようにする機構(例えば、ヒンジ)を含むように構成することができる。 Here, with reference to FIGS. 25AG and 25AH, a block diagram showing a non-limiting embodiment of an example of transmitting an orthogonal wave mode by the method 2560 of FIG. 25Y is shown. FIG. 25AG shows an embodiment of simultaneously transmitting a TM00 wave mode, a HE11 wave mode having vertical polarization, and a HE11 wave mode having horizontal polarization, as shown at some point in FIG. 25Z. In one embodiment, these orthogonal wave modes have eight MMICs shown in FIG. 18 arranged in symmetrical positions (eg, north, northeast, east, southeast, south, southwest, west, and northwest). It can be transmitted using a waveguide transmitter. These eight MMICs can be configured in the waveguide transmitter of FIG. 18R (or FIG. 18T). Further, the waveguide transmitter comprises a cylindrical sleeve 2523A and a tapered dielectric wound around a transmission medium (eg, an insulated conductor, a non-insulated conductor, or another cable having a dielectric layer such as a dielectric core). be able to. The housing assembly of the waveguide transmitter (not shown) is configured to include a mechanism (eg, a hinge) that allows the longitudinal opening of the waveguide transmitter to be placed around the transmission medium and latched. be able to.

これらの構成を念頭に置いて、導波路送出器は、種々の座標位置を有するMMICに結合された3つの送信機(TX1、TX2、及びTX3)を含むことができる(図25AG及び図18W参照)。送信機(TX1、TX2、及びTX3)とMMICとの相互接続は、共通のプリント回路基板又は他の適する相互接続技術を用いて実施することができる。第1の送信機(TX1)は、TM00波動モードを送出するように構成することができ、第2の送信機(TX2)は、HE11垂直偏波波動モードを送出するように構成することができ、第3の送信機(TX3)は、HE11水平偏波波動モードを送出するように構成することができる。 With these configurations in mind, the waveguide transmitter can include three transmitters (TX1, TX2, and TX3) coupled to MMICs with different coordinate positions (see FIGS. 25AG and 18W). ). Interconnects between transmitters (TX1, TX2, and TX3) and MMICs can be performed using common printed circuit boards or other suitable interconnect techniques. The first transmitter (TX1) can be configured to transmit the TM00 wave mode and the second transmitter (TX2) can be configured to transmit the HE11 vertically polarized wave mode. , The third transmitter (TX3) can be configured to transmit the HE11 horizontally polarized wave mode.

第1の送信機(TX1)の第1の信号ポート(「SP1」として示される)は、8つのMMICのそれぞれに平行に結合することができる。第1の送信機(TX1)の第2の信号ポート(「SP2」として示される)は、上述したように導波路送出器により伝送媒体上に配置される導電スリーブ2523Aに結合することができる。第1の送信機(TX1)は、図25Yのステップ2562において説明された通信信号の第1のグループを受信するように構成することができる。通信信号の第1のグループは、TM00波動モードに従って構成された第1の電磁波のチャネルに通信信号を順序通りに配置するために、第1の送信機(TX1)により元の周波数から周波数シフトすることができる(必要な場合)。第1の送信機(TX1)に結合された8つのMMICは、通信信号の第1のグループを同じ中心周波数(例えば、図25ADに関連して説明したように、第1の電磁波の場合、1GHz)にアップコンバート(又はダウンコンバート)するように構成することができる。8つ全てのMMICは、種々の同期技法を使用して位相ロックすることができる同期基準発振器を有する。 The first signal port (denoted as "SP1") of the first transmitter (TX1) can be coupled parallel to each of the eight MMICs. The second signal port (denoted as "SP2") of the first transmitter (TX1) can be coupled to the conductive sleeve 2523A disposed on the transmission medium by the waveguide transmitter as described above. The first transmitter (TX1) can be configured to receive the first group of communication signals described in step 2562 of FIG. 25Y. The first group of communication signals is frequency-shifted from the original frequency by the first transmitter (TX1) in order to place the communication signals in order on the first electromagnetic channel configured according to the TM00 wave mode. Can (if needed). Eight MMICs coupled to a first transmitter (TX1) group a first group of communication signals at the same center frequency (eg, 1 GHz for a first electromagnetic wave, as described in connection with FIG. 25AD). ) Can be configured to be up-converted (or down-converted). All eight MMICs have a synchronous reference oscillator that can be phase-locked using various synchronization techniques.

8つのMMICは、第2の信号ポートにより提供される基準に基づいて、第1の送信機(TX1)の第1の信号ポートから信号を受信するため、8つのMMICは、それにより同じ極性の信号を受信する。したがって、これらの信号が8つのMMICによる送信のためにアップコンバート(又はダウンコンバート)され処理されると、8つのMMICのそれぞれの1つ又は複数のアンテナは、同じ極性の電場を有する信号を同時に放射する。集合的に、互いに逆の位置にあるMMIC(例えば、北MMIC及び南MMIC)は、伝送媒体に向かうか、又は離れて位置合わせされた電場構造を有することになり、それにより、特定の時点において、図25Zに示されるTM00波動モードのような外向きの場構造を生成する。8つのMMICにより放射される信号の一定振動性に起因して、他の時点において、図25Zに示される場構造が内側に放射することが理解されよう。同じ極性を有する電場を対称に放射することにより、対向するMMICの集まりは、誘電層を有する伝送媒体上を伝搬し、通信信号の第1のグループを受信導波路システムに伝達することができるTM00波動モードを有する第1の電磁波の誘導に寄与する。 Since the eight MMICs receive signals from the first signal port of the first transmitter (TX1) based on the criteria provided by the second signal port, the eight MMICs are thereby of the same polarity. Receive a signal. Thus, when these signals are up-converted (or down-converted) and processed for transmission by the eight MMICs, each one or more antennas of the eight MMICs simultaneously emit signals with the same polarity of electric field. Radiate. Collectively, MMICs that are in opposite positions (eg, north MMICs and south MMICs) will have an electric field structure that is aligned towards or away from the transmission medium, thereby at a particular point in time. , Generates an outward field structure such as the TM00 wave mode shown in FIG. 25Z. It will be appreciated that at other times, the field structure shown in FIG. 25Z radiates inward due to the constant vibration of the signals emitted by the eight MMICs. By radiating electric fields of the same polarity symmetrically, a collection of opposing MMICs can propagate over a transmission medium with a dielectric layer and transmit a first group of communication signals to a receiving waveguide system. It contributes to the induction of the first electromagnetic wave having a wave mode.

ここで、図25AGにおける第2の送信機(TX2)を参照すると、この送信機は、北、北東、及び北西の位置に配置されたMMICに結合された第1の信号ポート(SP1)を有し、一方、第2の送信機(TX2)の第2の信号ポート(SP2)は、南、南東、及び南西の位置に配置されたMMICに結合される(図18W参照)。第2の送信機(TX2)は、第1の送信機(TX1)により受信される通信信号の第1のグループと異なる、図25Yのステップ2562において説明された通信信号の第2のグループを受信するように構成することができる。通信信号の第2のグループは、垂直偏波を有するHE11波動モードに従って構成された第2の電磁波のチャネルに通信信号を順序通りに配置するために、第2の送信機(TX2)により元の周波数から周波数シフトすることができる(必要な場合)。第2の送信機(TX2)に結合された6つのMMICは、TM00波動モードに使用されるものと同じ中心周波数(すなわち、図25ADに関連して説明したように1GHz)に通信信号の第2のグループをアップコンバート(又はダウンコンバート)するように構成することができる。TM00波動モードは、垂直偏波を有するHE11波動モードに直交するため、干渉なしで、重複する周波数帯域内の同じ中心周波数を共有することができる。 Here, referring to the second transmitter (TX2) in FIG. 25AG, this transmitter has a first signal port (SP1) coupled to MMICs located at north, northeast, and northwest positions. On the other hand, the second signal port (SP2) of the second transmitter (TX2) is coupled to MMICs located in the south, southeast, and southwest positions (see FIG. 18W). The second transmitter (TX2) receives a second group of communication signals described in step 2562 of FIG. 25Y, which is different from the first group of communication signals received by the first transmitter (TX1). Can be configured to: A second group of communication signals is originally by a second transmitter (TX2) to place the communication signals in order on a second electromagnetic channel configured according to the HE11 wave mode with vertically polarized waves. Frequency can be shifted from frequency (if required). The six MMICs coupled to the second transmitter (TX2) have a second communication signal at the same center frequency as that used for the TM00 wave mode (ie, 1 GHz as described in connection with FIG. 25AD). Groups can be configured to be up-converted (or down-converted). Since the TM00 wave mode is orthogonal to the HE11 wave mode having vertically polarized waves, it is possible to share the same center frequency within the overlapping frequency bands without interference.

図25AGを再び参照すると、第2の送信機(TX2)の第1の信号ポート(SP1)は、第2の信号ポート(SP2)の信号とは逆の極性の信号を生成する。その結果、北のMMICの1つ又は複数のアンテナにより生成される信号の電場位置合わせは、南のMMICの1つ又は複数のアンテナにより生成される信号の電場位置合わせとは逆の極性のものになる。したがって、北MMIC及び南MMICの電場は、同じ方向において垂直に位置合わせされた電場構造を有し、それにより、特定の時点において、図25Zに示される垂直極性を有するHE11波動モードのような北場構造を生成する。北MMIC及び南MMICにより放射される信号の一定振動性に起因して、他の時点において、HE11波動モードが南場構造を有することが理解されよう。同様に、第1及び第2の信号ポートにより北東MMIC及び南東MMICにそれぞれ供給される信号の逆の極性に基づいて、これらのMMICは、特定の時点において、図25Zに示される垂直極性を有するHE11波動モードの東側に示される湾曲電場構造を生成する。また、北西MMIC及び南西MMICに供給される信号の逆の極性に基づいて、これらのMMICは、特定の時点において、図25Zに示される垂直極性を有するHE11波動モードの西側に示される湾曲場構造を生成する。 With reference to FIG. 25AG again, the first signal port (SP1) of the second transmitter (TX2) produces a signal having the opposite polarity to the signal of the second signal port (SP2). As a result, the electric field alignment of the signal generated by one or more antennas of the north MMIC has the opposite polarity to the electric field alignment of the signal generated by one or more antennas of the south MMIC. become. Thus, the north and south MMIC electric fields have a vertically aligned electric field structure in the same direction, thereby north, such as the HE11 wave mode with vertical polarity shown in FIG. 25Z, at a particular time point. Generate a field structure. It will be appreciated that HE11 wave modes have a south field structure at other times due to the constant oscillatory nature of the signals emitted by the north and south MMICs. Similarly, based on the opposite polarities of the signals supplied by the first and second signal ports to the northeast and southeast MMICs, respectively, these MMICs have the vertical polarity shown in FIG. 25Z at a particular time point. Generates a curved electric field structure shown on the east side of the HE11 wave mode. Also, based on the opposite polarities of the signals supplied to the northwest MMIC and the southwest MMIC, these MMICs have a curved field structure shown to the west of the HE11 wave mode with the vertical polarity shown in FIG. 25Z at a particular time point. To generate.

逆のMMIC(北、北東、及び北西と南、南東、及び南西)により逆の極性の電場を放射することにより、方向的に位置合わせされた場構造を有する信号の集まりは、図25Zに示される垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第2の電磁波の誘導に寄与する。第2の電磁波は、第1の送信機(TX1)について上述したものと「同じ」伝送媒体に沿って伝搬する。TM00波動モード及び垂直極性を有するHE11波動モードの直交性を所与として、理想的には、第1の電磁波と第2の電磁波との間に干渉はない。したがって、同じ伝送媒体に沿って伝搬する、重複する周波数帯域を有する第1及び第2の電磁波は、通信信号の第1及び第2のグループを同じ(又は他の)受信導波路システムに問題なく伝達することができる。 A collection of signals with a directionally aligned field structure by radiating electric fields of opposite polarity with opposite MMICs (north, northeast, and northwest and south, southeast, and southwest) is shown in FIG. 25Z. Contributes to the induction of a second electromagnetic wave having a HE11 wave mode with vertically polarized waves. The second electromagnetic wave propagates along the "same" transmission medium as described above for the first transmitter (TX1). Given the orthogonality of the TM00 wave mode and the HE11 wave mode with vertical polarity, ideally there is no interference between the first and second electromagnetic waves. Therefore, the first and second electromagnetic waves with overlapping frequency bands propagating along the same transmission medium can bring the first and second groups of communication signals to the same (or other) receive waveguide system without problems. Can be communicated.

ここで、図25AGにおける第3の送信機(TX3)を参照すると、この送信機は、東、北東、及び南東の位置に配置されたMMICに結合された第1の信号ポート(SP1)を有し、一方、第3の送信機(TX3)の第2の信号ポート(SP2)は、西、北西、及び南西の位置に配置されたMMICに結合される(図18W参照)。第3の送信機(TX3)は、第1の送信機(TX1)及び第2の送信機(TX2)によりそれぞれ受信される通信信号の第1及び第2のグループと異なる、図25Yのステップ2562において説明された通信信号の第3のグループを受信するように構成することができる。通信信号の第3のグループは、水平偏波を有するHE11波動モードに従って構成された第2の電磁波のチャネルに通信信号を順序通りに配置するために、第3の送信機(TX3)により元の周波数から周波数シフトすることができる(必要な場合)。第3の送信機(TX3)に結合された6つのMMICは、TM00波動モード及び垂直偏波を有するHE11波動モードで使用されるものと同じ中心周波数(すなわち、図25ADに関連して説明したように1GHz)に通信信号の第3のグループをアップコンバート(又はダウンコンバート)するように構成することができる。TM00波動モード、垂直偏波を有するHE11波動モード、及び水平偏波を有するHE11波動モードは直交であるため、干渉なしで、重複する周波数帯域内の同じ中心周波数を共有することができる。 Here, referring to the third transmitter (TX3) in FIG. 25AG, this transmitter has a first signal port (SP1) coupled to MMICs located at east, northeast, and southeast positions. On the other hand, the second signal port (SP2) of the third transmitter (TX3) is coupled to MMICs located in the west, northwest, and southwest positions (see FIG. 18W). The third transmitter (TX3) is different from the first and second groups of communication signals received by the first transmitter (TX1) and the second transmitter (TX2), respectively, in step 2562 of FIG. 25Y. It can be configured to receive a third group of communication signals as described in. A third group of communication signals is originally by a third transmitter (TX3) to place the communication signals in order on a second electromagnetic channel configured according to the horizontally polarized HE11 wave mode. Frequency can be shifted from frequency (if needed). The six MMICs coupled to the third transmitter (TX3) have the same center frequencies as those used in TM00 wave mode and HE11 wave mode with vertically polarized waves (ie, as described in connection with FIG. 25AD). A third group of communication signals can be configured to be up-converted (or down-converted) to 1 GHz). Since the TM00 wave mode, the HE11 wave mode with vertically polarized waves, and the HE11 wave mode with horizontally polarized waves are orthogonal, they can share the same center frequency within the overlapping frequency bands without interference.

図25AGを再び参照すると、第3の送信機(TX3)の第1の信号ポート(SP1)は、第2の信号ポート(SP2)の信号とは逆の極性の信号を生成する。その結果、東MMICの1つ又は複数のアンテナにより生成される信号の電場位置合わせは、西MMICの1つ又は複数のアンテナにより生成される信号の電場位置合わせとは逆の極性になる。したがって、東MMIC及び西MMICの電場は、同じ方向において水平に位置合わせされた電場構造を有することになり、それにより、特定の時点において、図25Zに示される水平偏波を有するHE11波動モードのような西場構造を生成する。東MMIC及び西MMICにより放射される信号の一定振動性に起因して、他の時点において、HE11波動モードが東場構造を有することが理解されよう。同様に、第1及び第2の信号ポートにより北東MMIC及び北西MMICにそれぞれ供給される信号の逆の極性に基づいて、これらのMMICは、特定の時点において、図25Zに示される水平偏波を有するHE11波動モードの北側に示される湾曲電場構造を生成する。また、南東MMIC及び南西MMICに供給される信号の逆の極性に基づいて、これらのMMICは、特定の時点において、図25Zに示される水平偏波を有するHE11波動モードの南側に示される湾曲電場構造を生成する。 With reference to FIG. 25AG again, the first signal port (SP1) of the third transmitter (TX3) produces a signal having the opposite polarity to the signal of the second signal port (SP2). As a result, the electric field alignment of the signal generated by one or more antennas of the east MMIC has the opposite polarity to the electric field alignment of the signal generated by the one or more antennas of the west MMIC. Therefore, the electric fields of the East MMIC and the West MMIC will have an electric field structure that is horizontally aligned in the same direction, thereby in the HE11 wave mode with horizontal polarization shown in FIG. 25Z at a particular time point. To generate a western structure like this. It will be appreciated that HE11 wave modes have an eastern field structure at other times due to the constant oscillations of the signals emitted by the east and west MMICs. Similarly, based on the opposite polarities of the signals supplied by the first and second signal ports to the northeast MMIC and northwest MMIC, respectively, these MMICs at a particular point in time have the horizontally polarized waves shown in FIG. 25Z. Generates a curved electric field structure shown on the north side of the HE11 wave mode having. Also, based on the opposite polarities of the signals supplied to the southeast and southwest MMICs, these MMICs at a particular time point have a curved electric field shown on the south side of the HE11 wave mode with horizontal polarization shown in FIG. 25Z. Generate a structure.

対向するMMIC(東、北東、及び南東と西、北西、及び南西)により極性が逆の電場を放射することにより、方向的に位置合わせされた場構造を有する信号の集まりは、図25Zに示される水平偏波を有するHE11波動モードを有する第3の電磁波の誘導に寄与する。第3の電磁波は、第1の送信機(TX1)及び第2の送信機(TX2)について上述したものと「同じ」伝送媒体に沿って伝搬する。TM00波動モード、垂直偏波を有するHE11波動モード、及び水平偏波を有するHE11波動モードの直交性を所与として、理想的には、第1の電磁波、第2の電磁波、及び第3の電磁波間に干渉はない。したがって、同じ伝送媒体に沿って伝搬する重複する周波数帯域を有する第1、第2、及び第3の電磁波は、通信信号の第1、第2、及び第3のグループを同じ(又は他の)受信導波路システムに問題なく伝達することができる。 A collection of signals with a directionally aligned field structure by radiating electric fields of opposite polarities from opposing MMICs (east, northeast, and southeast and west, northwest, and southwest) is shown in FIG. 25Z. It contributes to the induction of a third electromagnetic wave having a HE11 wave mode having horizontally polarized waves. The third electromagnetic wave propagates along the "same" transmission medium as described above for the first transmitter (TX1) and the second transmitter (TX2). Ideally, given the orthogonality of TM00 wave mode, HE11 wave mode with vertically polarized waves, and HE11 wave mode with horizontally polarized waves, a first electromagnetic wave, a second electromagnetic wave, and a third electromagnetic wave. There is no interference in between. Thus, the first, second, and third electromagnetic waves with overlapping frequency bands propagating along the same transmission medium share the same (or other) first, second, and third groups of communication signals. It can be transmitted to the receiving waveguide system without any problem.

上述した電磁波の直交性により、受信導波路システムは、TM00波動モードを有する第1の電磁波、垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第2の電磁波、及び水平偏波を有するHE11波動モードを有する第3の電磁波を選択的に取り出すように構成することができる。これらの電磁波のそれぞれを処理した後、受信導波路システムは、これらの波動により伝達される通信信号の第1、第2、及び第3のグループを取得するように更に構成することができる。図25AHは、第1、第2、及び第3の電磁波のそれぞれを選択的に受信するブロック図を示す。 Due to the orthogonality of the electromagnetic waves described above, the receiving waveguide system has a first electromagnetic wave having a TM00 wave mode, a second electromagnetic wave having a HE11 wave mode having vertically polarized waves, and a HE11 wave mode having horizontally polarized waves. It can be configured to selectively extract a third electromagnetic wave. After processing each of these electromagnetic waves, the receiving waveguide system can be further configured to acquire first, second, and third groups of communication signals transmitted by these waves. FIG. 25AH shows a block diagram that selectively receives each of the first, second, and third electromagnetic waves.

特に、TM00波動モードを有する第1の電磁波は、図25AIにおけるブロック図において示されるように、8つ全てのMMICにより受信される信号と、金属スリーブ2523Aにより提供される信号基準との差をとることにより、図25AHに示される第1の受信機(RX1)により選択的に受信することができる。垂直偏波を有するHE11波動モードを有する第2の電磁波は、図25AJにおけるブロック図において示されるように、北、北東、及び北西の位置に配置されたMMICにより受信される信号と、南、南東、及び南西の位置に配置されたMMICにより受信される信号との差をとることにより、図25AHにおいて示される第2の受信機(RX2)により選択的に受信することができる。水平偏波を有するHE11波動モードを有する第3の電磁波は、図25AKにおけるブロック図に示されるように、東、北東、及び南東の位置に配置されたMMICにより受信される信号と、西、北西、及び南西の位置に配置されたMMICにより受信される信号との差をとることにより、図25AHに示される第3の受信機(RX3)により選択的に受信することができる。 In particular, the first electromagnetic wave having the TM00 wave mode takes the difference between the signal received by all eight MMICs and the signal reference provided by the metal sleeve 2523A, as shown in the block diagram in FIG. 25AI. As a result, it can be selectively received by the first receiver (RX1) shown in FIG. 25AH. The second electromagnetic wave having the HE11 wave mode with vertically polarized waves is the signal received by the MMICs located at the north, northeast, and northwest positions, and the south, southeast, as shown in the block diagram in FIG. 25AJ. , And by taking the difference from the signal received by the MMIC located at the southwest position, it can be selectively received by the second receiver (RX2) shown in FIG. 25AH. The third electromagnetic wave with the HE11 wave mode with horizontal polarization is the signal received by the MMICs located in the east, northeast, and southeast positions, and the west, northwest, as shown in the block diagram in FIG. 25AK. , And by taking the difference from the signal received by the MMIC located at the southwest position, it can be selectively received by the third receiver (RX3) shown in FIG. 25AH.

図25ALは、MMICの簡易化機能ブロック図を示す。MMICは、例えば、図25AGに示される構成に従って、送信機(TX1、TX2、又はTX3)の1つの信号ポート(SP1又はSP2)の1つにより供給される通信信号の1つを所望の中心周波数にシフトする基準(TX)発振器に結合された混合器を利用することができる。例えば、TX1の場合、SP1からの通信信号は、MMICのそれぞれ(すなわち、NE、NW、SE、SW、N、S、E、及びW)の送信経路に供給される。TX2の場合、SP1からの通信信号は、3つのMMIC(すなわち、N、E、及びNW)の別の送信経路に供給される。なお、TX2のSP1により供給される通信信号のためにMMIC N、E、及びWにより使用される送信経路は、TX1のSP1により供給される通信信号のためにMMICにより使用される送信経路と異なる。同様に、TX2のSP2からの通信信号は、他の3つのMMIC(すなわち、S、SE、及びSW)の別の送信経路に供給される。ここでも、TX2のSP2により供給される通信信号のためにMMIC S、SE、及びSWにより使用される送信経路は、TX1のSP1及びTX2のSP1からの通信信号のためにMMICにより使用される送信経路と異なる。最後に、TX3の場合、SP1からの通信信号は、3つのMMIC(すなわち、E、NE、及びSE)の更に別の送信経路に供給される。なお、TX3のSP1からの通信信号のためにMMIC E、NE、及びSEに使用される送信経路は、TX1のSP1、TX2のSP1、及びTX2のSP2により供給される通信信号のためにMMICにより使用される送信経路と異なる。同様に、TX3のSP2からの通信信号は、他の3つのMMIC(すなわち、W、NW、及びSW)の別の送信経路に供給される。ここでも、TX3のSP2により供給される通信信号のためにMMIC W、NW、及びSWにより使用される送信経路は、TX1のSP1、TX2のSP1、TX2のSP2、及びTX3のSP1からの通信信号のためにMMICにより使用される送信経路と異なる。 FIG. 25AL shows a simplified function block diagram of a MMIC. The MMIC may, for example, set one of the communication signals supplied by one of the signal ports (SP1 or SP2) of the transmitter (TX1, TX2, or TX3) to the desired center frequency according to the configuration shown in FIG. 25AG. A mixer coupled to a reference (TX) oscillator that shifts to is available. For example, in the case of TX1, the communication signal from SP1 is supplied to each transmission path of the MMIC (that is, NE, NW, SE, SW, N, S, E, and W). In the case of TX2, the communication signal from SP1 is supplied to another transmission path of three MMICs (that is, N, E, and NW). The transmission path used by MMICs N, E, and W for the communication signal supplied by SP1 of TX2 is different from the transmission path used by MMIC for the communication signal supplied by SP1 of TX1. .. Similarly, the communication signal from SP2 of TX2 is supplied to another transmission path of the other three MMICs (that is, S, SE, and SW). Again, the transmission path used by the MMIC S, SE, and SW for the communication signal supplied by the SP2 of the TX2 is the transmission used by the MMIC for the communication signal from the SP1 of the TX1 and the SP1 of the TX2. Different from the route. Finally, in the case of TX3, the communication signal from SP1 is supplied to yet another transmission path of the three MMICs (ie, E, NE, and SE). The transmission path used for MMIC E, NE, and SE for the communication signal from SP1 of TX3 is by MMIC for the communication signal supplied by SP1 of TX1, SP1 of TX2, and SP2 of TX2. Different from the transmission route used. Similarly, the communication signal from SP2 of TX3 is supplied to another transmission path of the other three MMICs (that is, W, NW, and SW). Again, the transmission paths used by the MMICs W, NW, and SW for the communication signals supplied by the TX3 SP2 are the communication signals from the TX1 SP1, TX2 SP1, TX2 SP2, and TX3 SP1. Different from the transmission path used by MMICs for.

通信信号が、送信経路に示される混合器により周波数シフトされると、混合器により生成された周波数シフト信号は、スプリアス信号を除去するバンド経路フィルタによりフィルタリングすることができる。したがって、バンド経路フィルタの出力は、上述したように信号を放射するデュプレクサによりアンテナに結合する電力増幅器に提供することができる。デュプレクサを使用して、送信経路を受信経路から分離することができる。図25ALの図は、例示を容易にすることができるように意図的に過度に簡易化されている。 When the communication signal is frequency-shifted by the mixer shown in the transmission path, the frequency-shifted signal generated by the mixer can be filtered by a band path filter that removes the spurious signal. Therefore, the output of the band path filter can be provided to the power amplifier coupled to the antenna by a duplexer that radiates the signal as described above. A duplexer can be used to separate the transmit path from the receive path. The figure in FIG. 25AL is deliberately oversimplified to facilitate illustration.

インピーダンス整合回路、位相ロックループ、又は送信経路(及び受信経路)の精度及び効率を改善する他の適する構成要素等の他の構成要素(図示せず)が本開示により意図されることが理解されよう。更に、各MMICにより単一のアンテナを実施することができるが、複数のアンテナを有する他の設計も同様に利用することができる。重複する周波数帯域を有する2つ以上の直交波動モード(例えば、上述したTM00波動モード、HE11垂直波動モード、及びHE11水平波動モード)を達成するために、同じ基準発振器を使用して送信経路をN回繰り返し得ることが更に理解されよう。Nは、各波動モードの生成に使用されるMMICの回数に関連する整数を表し得る。例えば、図25AGにおいて、MMIC NEは3回使用され、したがってMMIC NEは3つの送信経路を有し(N=3)、MMIC NWは3回使用され、したがってMMIC NWは3つの送信経路を有し(N=3)、MMIC Nは2回使用され、したがってMMIC Nは2つの送信経路を有し(N=2)、以下同様である。周波数分割多重化が他の周波数帯域において同じ波動モードを生成するのに利用される場合(図25AD及び図25AE参照)、送信経路は、他の周波数帯域を中心とした異なる基準発振器を使用して更に繰り返すことができる。 It is understood by the present disclosure that other components (not shown) such as impedance matching circuits, phase-locked loops, or other suitable components that improve the accuracy and efficiency of transmit (and receive) paths are intended. Yeah. Further, while each MMIC can implement a single antenna, other designs with multiple antennas can be utilized as well. In order to achieve two or more orthogonal wave modes with overlapping frequency bands (eg, TM00 wave mode, HE11 vertical wave mode, and HE11 horizontal wave mode described above), the same reference oscillator is used to N the transmission path. It will be further understood that it can be repeated times. N may represent an integer associated with the number of MMICs used to generate each wave mode. For example, in FIG. 25AG, the MMIC NE is used 3 times, thus the MMIC NE has 3 transmission paths (N = 3), the MMIC NW is used 3 times, and therefore the MMIC NW has 3 transmission paths. (N = 3), the MMIC N is used twice, so the MMIC N has two transmission paths (N = 2) and so on. When frequency division multiplexing is used to generate the same wave mode in other frequency bands (see FIGS. 25AD and 25AE), the transmission path uses different reference oscillators centered around the other frequency bands. It can be repeated further.

図25ALに示される受信経路において、MMICにおける各送信経路のデュプレクサを介してN個のアンテナにより供給されるN個の信号は、対応するN個のバンド経路フィルタによりフィルタリングすることができ、バンド経路フィルタは出力をN個の低雑音増幅器に供給する。したがって、N個の低雑音増幅器は、信号をN個の混合器に供給して、N個の中間周波数受信信号を生成する。前と同様に、Nは、異なる波動モードでワイヤレス信号を受信するのにMMICが使用される回数を表す。例えば、図25AHにおいて、MMIC NEは3回使用され、したがってMMIC NEは3つの受信経路を有し(N=3)、MMIC Nは2回使用され、したがってMMIC Nは2つの受信経路を有し(N=2)、以下同様である。 In the reception path shown in FIG. 25AL, the N signals supplied by the N antennas via the duplexer of each transmission path in the MMIC can be filtered by the corresponding N band path filters, and the band path can be filtered. The filter supplies the output to N low noise amplifiers. Therefore, the N low noise amplifiers supply the signals to the N mixers to generate N intermediate frequency received signals. As before, N represents the number of times an MMIC is used to receive a wireless signal in different wave modes. For example, in FIG. 25AH, the MMIC NE is used 3 times, thus the MMIC NE has 3 receive paths (N = 3), the MMIC N is used twice, and therefore the MMIC N has 2 receive paths. (N = 2), and so on.

図25ALを再び参照すると、波動モード信号を再構築するために、特定のMMICの受信経路により供給されるY個の受信信号(又は図25Dの金属スリーブ2523Aからの基準)は、図25AI〜図25AKに示される構成に基づいて他のMMICにより供給されるX個の受信信号から減算される。例えば、TM00信号は、全てのMMIC(NE、NW、SE、SW、N、S、E、W)の受信信号を合算器のプラスポートに供給することにより再構築され(すなわち、X信号)、一方、図25Dの金属スリーブ2523Aからの基準信号は、合算器のマイナスポートに供給される(すなわち、Y信号) − 図25AI参照。X信号とY信号との差がTM00信号になる。HE11垂直信号を再構築するために、MMIC N、NE、及びNWの受信信号は、合算器のプラスポートに供給され(すなわち、X信号)、一方、MMIC S、SE、及びSWの受信信号は、合算器のマイナスポートに供給される(すなわち、Y信号) − 図25AJ参照。X信号とY信号との差がHE11垂直信号になる。最後に、HE11水平信号を再構築するために、MMIC E、NE、及びSEの受信信号は、合算器のプラスポートに供給され(すなわち、X信号)、一方、MMIC W、NW、及びSWの受信信号は、合算器のマイナスポートに供給される(すなわち、Y信号) − 図25AK参照。X信号とY信号との差がHE11水平信号になる。再構築される3つの波動モード信号があるため、X信号及びY信号を有する合算器のブロック図は3回繰り返される。 Referring again to FIG. 25AL, the Y receive signals (or reference from the metal sleeve 2523A of FIG. 25D) supplied by the receive path of a particular MMIC to reconstruct the wave mode signal are from FIGS. 25AI to FIG. It is subtracted from the X received signals supplied by the other MMICs based on the configuration shown in 25AK. For example, the TM00 signal is reconstructed by supplying the received signals of all MMICs (NE, NW, SE, SW, N, S, E, W) to the plus port of the summarizer (ie, the X signal). On the other hand, the reference signal from the metal sleeve 2523A of FIG. 25D is supplied to the minus port of the summer (ie, Y signal) -see FIG. 25AI. The difference between the X signal and the Y signal becomes the TM00 signal. To reconstruct the HE11 vertical signal, the received signals of MMIC N, NE, and NW are fed to the plus port of the summer (ie, the X signal), while the received signals of MMIC S, SE, and SW are , Supplied to the minus port of the summer (ie, Y signal) -see Figure 25AJ. The difference between the X signal and the Y signal becomes the HE11 vertical signal. Finally, in order to reconstruct the HE11 horizontal signal, the received signals of MMIC E, NE, and SE are supplied to the plus port of the summer (ie, the X signal), while the MMIC W, NW, and SW The received signal is supplied to the minus port of the summer (ie, the Y signal) -see Figure 25AK. The difference between the X signal and the Y signal becomes the HE11 horizontal signal. Since there are three wave mode signals to be reconstructed, the block diagram of the summarizer with the X and Y signals is repeated three times.

これらの再構築された各信号は中間周波数にある。これらの中間周波数信号は、処理してそこから通信信号を選択的に取得する回路(例えば、DSP、A/Dコンバータ等)を含む受信機(RX1、RX2、及びRX3)に提供される。送信経路と同様に、3つの受信経路の基準発振器は、位相ロックループ技法又は他の適する同期技法を用いて同期されるように構成することができる。周波数分割多重化が他の周波数帯域において同じ波動モードに利用される場合(図25AD及び図25AE参照)、受信経路は、他の周波数帯域を中心とした異なる基準発振器を使用して更に繰り返すことができる。 Each of these reconstructed signals is at an intermediate frequency. These intermediate frequency signals are provided to receivers (RX1, RX2, and RX3) that include circuits (eg, DSPs, A / D converters, etc.) that process and selectively acquire communication signals from them. Similar to the transmit path, the reference oscillators of the three receive paths can be configured to be synchronized using a phase-locked loop technique or other suitable synchronization technique. If frequency division multiplexing is used for the same wave mode in other frequency bands (see FIGS. 25AD and 25AE), the receive path may be repeated using different reference oscillators centered on the other frequency bands. it can.

図25AG〜図25ALに示される実施形態に対する代替の実施形態として機能することができる他の適する設計が直交波動モードの送信及び受信に使用可能であることが理解されよう。例えば、上述よりも少数又は多数のMMICが存在することができる。MMICの代わりに又はMMICと組み合わせて、図18N〜図18O、図18Q、図18S、図18U、及び図18Vに示されるようなスロット付き送出器を使用することができる。直交波動モードの送信又は受信により多数又はより少数の高機能構成要素が使用可能であることが更に理解される。したがって、直交波動モードの送信及び受信のための他の適する設計及び/又は機能構成要素が本開示により意図される。 It will be appreciated that other suitable designs that can serve as alternative embodiments to the embodiments shown in FIGS. 25AG-25AL can be used for transmission and reception of orthogonal wave modes. For example, there may be fewer or more MMICs than described above. Slotted transmitters as shown in FIGS. 18N-18O, 18Q, 18S, 18U, and 18V can be used in place of or in combination with MMICs. It is further understood that more or fewer sophisticated components can be used by transmitting or receiving in orthogonal wave mode. Therefore, other suitable design and / or functional components for transmission and reception of orthogonal wave modes are contemplated by the present disclosure.

ここで、図26を参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、コンピューティング環境のブロック図が示されている。本明細書において説明される種々の実施形態に関して更なる状況を与えるために、図26及び以下の検討は、本開示の実施形態の種々の実施形態を実施することができる適切なコンピューティング環境2600の簡潔で全般的な説明を提供することを意図している。実施形態が1つ又は複数のコンピューター上で実行することができるコンピューター実行可能命令の一般的状況においてこれまで説明されてきたが、それらの実施形態を他のプログラムモジュールと組み合わせて、及び/又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとして実施し得ることが当業者に認識されよう。 Here, with reference to FIG. 26, a block diagram of a computing environment according to various aspects described herein is shown. To provide further context with respect to the various embodiments described herein, FIG. 26 and the following studies are suitable computing environments 2600 capable of implementing the various embodiments of the embodiments of the present disclosure. It is intended to provide a concise and general description of. Although embodiments have been described in the general context of computer executable instructions that can be executed on one or more computers, those embodiments can be combined with other program modules and / or hardware. Those skilled in the art will recognize that it can be implemented as a combination of hardware and software.

一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか、又は特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。更に、本発明の方法をそれぞれ1つ又は複数の関連するデバイスに動作可能に結合することができる、シングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、ミニコンピューター、メインフレームコンピューター及びパーソナルコンピューター、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、マイクロプロセッサに基づくか、若しくはプログラム可能な家庭用電化製品等を含む、他のコンピューターシステム構成と共に実施できることが当業者に理解されよう。 In general, a program module includes routines, programs, components, data structures, etc. that perform a particular task or perform a particular abstract data type. In addition, single-processor or multiprocessor computer systems, mini-computers, mainframe computers and personal computers, handheld computing devices, micros, which can operably combine the methods of the invention into one or more related devices, respectively. It will be appreciated by those skilled in the art that it can be implemented with other computer system configurations, including processor-based or programmable household appliances.

本明細書において用いられるとき、処理回路は、プロセッサ並びに特定用途向け集積回路、デジタル論理回路、状態機械、プログラマブルゲートアレイ等の他の特定用途向け回路又は入力信号若しくはデータを処理し、それに応答して出力信号若しくはデータを生成する他の回路を含む。プロセッサの動作に関連して本明細書において説明されるいかなる機能及び特徴も、処理回路により同様に実行可能であることに留意されたい。 As used herein, a processing circuit processes and responds to processors and other application-specific circuits such as application-specific integrated circuits, digital logic circuits, state machines, programmable gate arrays, or input signals or data. Includes other circuits that generate output signals or data. It should be noted that any function and feature described herein in relation to the operation of the processor can also be performed by the processing circuit.

「第1の」、「第2の」、「第3の」等の用語は、特許請求の範囲において用いられるとき、文脈によって他に明記される場合を除いて、明確にすることのみを目的としており、他の点では時間に関するいかなる順序も示さず、暗示もしない。例えば、「第1の判断」、「第2の判断」及び「第3の判断」は、第1の判断が第2の判断の前に行われることを示すものでも暗示するものでもなく、その逆も同様である。 Terms such as "first", "second", "third", etc., when used in the claims, are for the purpose of clarification only, unless otherwise specified by the context. In other respects, it does not indicate or imply any order in terms of time. For example, the "first judgment", "second judgment" and "third judgment" neither indicate nor imply that the first judgment is made before the second judgment. The reverse is also true.

本明細書における実施形態の例示される実施形態は、特定のタスクが通信ネットワークを通してリンクされる遠隔処理デバイスによって実行される分散コンピューティング環境において実施することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールをローカルメモリ記憶デバイス及びリモートメモリ記憶デバイス内の両方に配置することができる。 Illustrative embodiments of embodiments herein can also be performed in a distributed computing environment in which specific tasks are performed by remote processing devices linked through a communication network. In a distributed computing environment, program modules can be located in both local and remote memory storage devices.

コンピューティングデバイスは、通常、種々の媒体を含み、それらの媒体はコンピューター可読記憶媒体及び/又は通信媒体を含むことができ、その2つの用語は、以下のように本明細書において互いに異なるように使用される。コンピューター可読記憶媒体は、コンピューターによってアクセスすることができる任意の入手可能な記憶媒体であり得、揮発性及び不揮発性媒体、リムーバブル及び非リムーバブル媒体の両方を含む。例であって限定はしないが、コンピューター可読記憶媒体は、コンピューター可読命令、プログラムモジュール、構造化データ又は非構造化データ等の情報を記憶するための任意の方法又は技術に関連して実現することができる。 Computing devices typically include a variety of media, which can include computer-readable storage media and / or communication media, the two terms of which are different from each other herein as follows: used. Computer-readable storage media can be any available storage medium that can be accessed by a computer, including both volatile and non-volatile media, removable and non-removable media. By way of example, but not limited to, computer readable storage media shall be implemented in connection with any method or technique for storing information such as computer readable instructions, program modules, structured or unstructured data. Can be done.

コンピューター可読記憶媒体は、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、コンパクトディスクリードオンリーメモリ(CD−ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報を記憶するために用いることができる他の有形及び/又は非一時的媒体を含むことができる。この関連で、記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に適用されるような、本明細書における「有形」又は「非一時的」という用語は、修飾語として、一時的な伝搬信号自体のみを除外するものと理解されるべきであり、一時的な伝搬信号自体のみでない全ての標準的な記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に対する権利を放棄しない。 Computer-readable storage media include, but are not limited to, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), flash memory or other memory technology, and compact disk read-only memory. (CD-ROM), digital versatile disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device or other magnetic storage device, or can be used to store desired information. Other tangible and / or non-temporary media can be included. In this regard, the term "tangible" or "non-temporary" as applied herein to a storage device, memory or computer-readable medium excludes only the temporary propagating signal itself as a modifier. It should be understood that it does not waive any rights to any standard storage, memory or computer readable medium, not just the temporary propagating signal itself.

コンピューター可読記憶媒体は、媒体によって記憶される情報に関する種々の動作のために、例えば、アクセス要求、問い合わせ又は他のデータ検索プロトコルを介して1つ又は複数のローカル若しくはリモートコンピューティングデバイスによってアクセスすることができる。 Computer-readable storage media shall be accessed by one or more local or remote computing devices, for example, via access requests, queries or other data retrieval protocols, for various actions relating to the information stored by the media. Can be done.

通信媒体は、通常、被変調データ信号、例えば、搬送波又は他の搬送機構等のデータ信号において、コンピューター可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は他の構造化若しくは非構造化データを具現し、任意の情報送達又は搬送媒体を含む。「被変調データ信号」又は信号という用語は、1つ又は複数の信号内に情報を符号化するように設定又は変更される特性のうちの1つ又は複数を有する信号を指している。例であって限定はしないが、通信媒体は、有線ネットワーク又は直結される接続等の有線媒体、及び音響、RF、赤外線及び他のワイヤレス媒体等のワイヤレス媒体を含む。 The communication medium usually embodies computer-readable instructions, data structures, program modules or other structured or unstructured data in data signals to be modulated, such as carrier waves or other transport mechanisms, and is arbitrary. Includes information delivery or transport media. The term "modulated data signal" or signal refers to a signal having one or more of the characteristics set or modified to encode information within one or more signals. By way of example, but not limited to, communication media include wired media such as wired networks or directly connected connections, and wireless media such as acoustic, RF, infrared and other wireless media.

図26を再び参照すると、基地局(例えば、基地局デバイス1504、マクロセルサイト1502、若しくは基地局1614)若しくは中央オフィス(例えば、中央オフィス1501若しくは1611)の少なくとも一部を介して信号を送受信するか、又は基地局若しくは中央オフィスの少なくとも一部をなす環境例2600である。環境例2600の少なくとも一部は、送信デバイス101又は102に用いることもできる。環境例は、コンピューター2602を含むことができ、コンピューター2602は、処理ユニット2604、システムメモリ2606、及びシステムバス2608を含む。システムバス2608は、システムメモリ2606を含むが、これに限定されないシステムコンポーネントを処理ユニット2604に結合する。処理ユニット2604は、任意の種々の市販のプロセッサであり得る。デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサアーキテクチャも処理ユニット2604として利用することができる。 Referring again to FIG. 26, whether signals are transmitted or received via at least a portion of a base station (eg, base station device 1504, macrocell site 1502, or base station 1614) or a central office (eg, central office 1501 or 1611). Or an environment example 2600 that forms at least a part of a base station or a central office. At least a part of the environment example 2600 can also be used for the transmission device 101 or 102. An example environment can include computer 2602, which includes processing unit 2604, system memory 2606, and system bus 2608. System bus 2608 combines system components including, but not limited to, system memory 2606 into processing unit 2604. The processing unit 2604 can be any of a variety of commercially available processors. Dual microprocessors and other multiprocessor architectures are also available as processing units 2604.

システムバス2608は、種々の市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて、メモリバス(メモリコントローラーを含むか又は含まない)、周辺機器用バス及びローカルバスに更に相互接続することができる幾つかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。システムメモリ2606は、ROM2610及びRAM2612を含む。ROM、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EPROM)、EEPROM等の不揮発性メモリ内に基本入出力システム(BIOS)を記憶することができ、BIOSは、起動中等にコンピューター2602内の要素間で情報を転送することを促進する基本ルーチンを含む。RAM2612は、データをキャッシュするためのスタティックRAM等の高速RAMも含むことができる。 The system bus 2608 is of several types that can be further interconnected to a memory bus (with or without a memory controller), a peripheral bus and a local bus using any of a variety of commercially available bus architectures. Can be one of the bus structures of. The system memory 2606 includes a ROM 2610 and a RAM 2612. The basic input / output system (BIOS) can be stored in non-volatile memory such as ROM, erasable programmable read-only memory (EPROM), EEPROM, etc., and the BIOS transfers information between elements in the computer 2602 during startup, etc. Includes basic routines that facilitate doing. The RAM 2612 can also include a high speed RAM such as a static RAM for caching data.

コンピューター2602は、適切なシャーシ(図示せず)において外部で使用するように構成することもできる内部ハードディスクドライブ(HDD)2614(例えば、EIDE、SATA)と、磁気フロッピーディスクドライブ(FDD)2616(例えば、リムーバブルディスケット2618に対する読出し又は書込み用)と、光ディスクドライブ2620(例えば、CD−ROMディスク2622の読出し、又はDVDのような他の大容量光学媒体に対する読出し若しくは書込み用)とを更に含む。ハードディスクドライブ2614、磁気ディスクドライブ2616及び光ディスクドライブ2620は、それぞれハードディスクドライブインターフェース2624、磁気ディスクドライブインターフェース2626及び光ドライブインターフェース2628により、システムバス2608に接続することができる。外部ドライブを実現するためのインターフェース2624は、ユニバーサルシリアルバス(USB)及び米国電気技術者協会(IEEE)1394インターフェース技術のうちの少なくとも一方又は両方を含む。他の外部ドライブ接続技術も本明細書において説明される実施形態の考慮の範囲内にある。 The computer 2602 can also be configured for external use in a suitable chassis (not shown) with an internal hard disk drive (HDD) 2614 (eg EIDE, SATA) and a magnetic floppy disk drive (FDD) 2616 (eg). , For reading or writing to a removable diskette 2618) and an optical disk drive 2620 (for example, reading or writing a CD-ROM disc 2622, or for reading or writing to another high capacity optical medium such as a DVD). The hard disk drive 2614, the magnetic disk drive 2616, and the optical disk drive 2620 can be connected to the system bus 2608 by the hard disk drive interface 2624, the magnetic disk drive interface 2626, and the optical drive interface 2628, respectively. The interface 2624 for implementing an external drive includes at least one or both of the Universal Serial Bus (USB) and the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 1394 interface technology. Other external drive connection techniques are also within the scope of the considerations of the embodiments described herein.

ドライブ及びその関連するコンピューター可読記憶媒体は、データ、データ構造、コンピューター実行可能命令等の不揮発性記憶を提供する。コンピューター2602の場合、ドライブ及び記憶媒体は、適切なデジタルフォーマットにおいて任意のデータの記憶に対応する。上記のコンピューター可読記憶媒体の説明はハードディスクドライブ(HDD)、リムーバブル磁気ディスケット、及びCD又はDVD等のリムーバブル光媒体を参照するが、ジップドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ等、コンピューターによって読出し可能である他のタイプの記憶媒体も例示的な動作環境において使用できること、更に任意のそのような記憶媒体が、本明細書において説明される方法を実行するためのコンピューター実行可能命令を含み得ることが当業者に理解されよう。 The drive and its associated computer-readable storage medium provide non-volatile storage of data, data structures, computer-executable instructions, and the like. In the case of computer 2602, the drive and storage medium correspond to the storage of arbitrary data in a suitable digital format. The above description of computer-readable storage media refers to hard disk drives (HDDs), removable magnetic disks, and removable optical media such as CDs or DVDs, but can be read by computers such as zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, cartridges, etc. Other types of storage media can also be used in exemplary operating environments, and any such storage medium can include computer-executable instructions for performing the methods described herein. It will be understood by those in the art.

ドライブ及びRAM2612内に、オペレーティングシステム2630、1つ又は複数のアプリケーションプログラム2632、他のプログラムモジュール2634及びプログラムデータ2636を含む複数のプログラムモジュールを記憶することができる。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール及び/又はデータの全て又は一部をRAM2612にキャッシュすることもできる。本明細書において説明されるシステム及び方法は、種々の市販のオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせを利用して実施することができる。処理ユニット2604によって実施することができるか、又は他に実行することができるアプリケーションプログラム2632の例は、送信デバイス101又は102によって実行されるダイバーシティ選択決定を含む。 A plurality of program modules including the operating system 2630, one or more application programs 2632, other program modules 2634 and program data 2636 can be stored in the drive and RAM 2612. All or part of the operating system, applications, modules and / or data can also be cached in RAM 2612. The systems and methods described herein can be implemented utilizing various commercially available operating systems or combinations of operating systems. An example of an application program 2632 that can be implemented by processing unit 2604 or otherwise executed includes a diversity selection decision performed by transmitting device 101 or 102.

ユーザは、1つ又は複数の有線/ワイヤレス入力デバイス、例えば、キーボード2638及びマウス2640等のポインティングデバイスを通してコンピューター2602にコマンド及び情報を入力することができる。他の入力デバイス(図示せず)は、マイクロフォン、赤外線(IR)遠隔制御、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチスクリーン等を含むことができる。これらの入力デバイス及び他の入力デバイスは、多くの場合、システムバス2608に結合することができる入力デバイスインターフェース2642を通して処理ユニット2604に接続されるが、パラレルポート、IEEE1394シリアルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、IRインターフェース等の他のインターフェースによって接続することもできる。 The user can enter commands and information into the computer 2602 through one or more wired / wireless input devices, such as a pointing device such as a keyboard 2638 and a mouse 2640. Other input devices (not shown) can include microphones, infrared (IR) remote controls, joysticks, gamepads, stylus pens, touch screens, and the like. These input devices and other input devices are often connected to the processing unit 2604 through an input device interface 2642 that can be coupled to the system bus 2608, but with a parallel port, an IEEE1394 serial port, a game port, and a universal serial. It can also be connected by other interfaces such as a bus (USB) port and IR interface.

モニター2644又は他のタイプのディスプレイデバイスもビデオアダプター2646等のインターフェースを介してシステムバス2608に接続することができる。また、代替の実施形態において、モニター2644は、インターネット及びクラウドベースネットワーク経由を含む、任意の通信手段を経由してコンピューター2602に関連付けられる表示情報を受信するための任意のディスプレイデバイス(例えば、ディスプレイを有する別のコンピューター、スマートフォン、タブレットコンピューター等)であり得ることは理解されよう。モニター2644に加えて、コンピューターは、通常、スピーカー、プリンター等の他の周辺出力デバイス(図示せず)を含む。 A monitor 2644 or other type of display device can also be connected to the system bus 2608 via an interface such as a video adapter 2646. Also, in an alternative embodiment, the monitor 2644 presents any display device (eg, a display) for receiving display information associated with computer 2602 via any means of communication, including via the Internet and cloud-based networks. It will be understood that it can be another computer, a smartphone, a tablet computer, etc.). In addition to the monitor 2644, the computer typically includes other peripheral output devices (not shown) such as speakers and printers.

コンピューター2602は、リモートコンピューター2648等の1つ又は複数のリモートコンピューターとの有線及び/又はワイヤレス通信を介しての論理接続を用いてネットワーク化された環境において動作することができる。リモートコンピューター2648は、ワークステーション、サーバーコンピューター、ルーター、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューター、マイクロプロセッサ内蔵娯楽機器、ピアデバイス又は他の共通ネットワークノードであり得、通常、コンピューター2602に関して説明される要素の多く又は全てを含むが、簡潔にするために1つのメモリ/記憶デバイス2650のみが示される。図示される論理接続は、ローカルエリアネットワーク(LAN)2652及び/又はより大きいネットワーク、例えば、ワイドエリアネットワーク(WAN)2654への有線/ワイヤレス接続を含む。そのようなLAN及びWANネットワーク化環境はオフィス及び企業では一般的であり、その全てがグローバル通信ネットワーク、例えば、インターネットに接続することができるイントラネット等の企業規模のコンピューターネットワークを容易にする。 The computer 2602 can operate in a networked environment using a logical connection via wired and / or wireless communication with one or more remote computers such as the remote computer 2648. The remote computer 2648 can be a workstation, server computer, router, personal computer, portable computer, entertainment equipment with built-in microprocessor, peer device or other common network node, and usually many or all of the elements described for computer 2602. However, for brevity, only one memory / storage device 2650 is shown. The logical connections shown include wired / wireless connections to local area networks (LAN) 2652 and / or larger networks, such as wide area networks (WAN) 2654. Such LAN and WAN networking environments are common in offices and enterprises, all of which facilitate global communication networks, such as enterprise-scale computer networks such as intranets that can connect to the Internet.

LANネットワーク化環境において用いられるとき、コンピューター2602は、有線及び/又はワイヤレス通信ネットワークインターフェース又はアダプタ2656を通して、ローカルネットワーク2652に接続することができる。アダプタ2656は、LAN2652との有線又はワイヤレス通信を容易にすることができ、LANは、そこに配置され、無線アダプタ2656と通信するためのワイヤレスAPも含むことができる。 When used in a LAN networked environment, the computer 2602 can connect to the local network 2652 through a wired and / or wireless communication network interface or adapter 2656. The adapter 2656 can facilitate wired or wireless communication with the LAN 2652, where the LAN can also include a wireless AP for communicating with the wireless adapter 2656.

WANネットワーク化環境において用いられるとき、コンピューター2602は、モデム2658を含むことができるか、WAN2654上の通信サーバーに接続することができるか、又は例えばインターネットにより、WAN2654を介して通信を確立するための他の手段を有する。モデム2658は、内部又は外部、及び有線又はワイヤレスデバイスであり得、入力デバイスインターフェース2642を介して、システムバス2608に接続することができる。ネットワーク化された環境では、コンピューター2602に関して図示されるプログラムモジュール又はその一部は、リモートメモリ/記憶デバイス2650に記憶することができる。図示されるネットワーク接続は例であり、コンピューター間に通信リンクを確立する他の手段を用い得ることは理解されよう。 When used in a WAN networked environment, the computer 2602 can include a modem 2658, can connect to a communication server on WAN 2654, or for establishing communication over WAN 2654, for example via the Internet. Have other means. The modem 2658 can be an internal or external and wired or wireless device and can be connected to the system bus 2608 via the input device interface 2642. In a networked environment, the program module illustrated for computer 2602 or a portion thereof can be stored in remote memory / storage device 2650. It will be appreciated that the network connection shown is an example and other means of establishing communication links between computers may be used.

コンピューター2602は、ワイヤレス通信において動作可能に配置される任意のワイヤレスデバイス又はエンティティ、例えば、プリンター、スキャナー、デスクトップ及び/又はポータブルコンピューター、ポータブルデータアシスタント、通信衛星、ワイヤレスで検出可能なタグに関連付けられる機器又は場所(例えば、キオスク、ニューススタンド、化粧室)の任意の部分、及び電話と通信するように動作可能にすることができる。これは、ワイヤレスフィデリティ(Wi−Fi)及びBLUETOOTH(登録商標)ワイヤレス技術を含むことができる。このようにして、通信は、従来のネットワーク、又は単に少なくとも2つのデバイス間のアドホック通信の場合のような規定された構造であり得る。 The computer 2602 is associated with any wireless device or entity that is operationally arranged in wireless communication, such as a printer, scanner, desktop and / or portable computer, portable data assistant, communications satellite, wirelessly detectable tag. Alternatively, it can be made operational to communicate with any part of the location (eg, a kiosk, newsstand, dressing room), and a telephone. It can include wireless fidelity (Wi-Fi) and BLUETOOTH® wireless technology. In this way, communication can be a defined structure, as in the case of conventional networks, or simply ad hoc communication between at least two devices.

Wi−Fiにより、自宅の長椅子から、ホテルの部屋のベッドから、又は仕事中に会議室からワイヤレスでインターネットに接続できるようになる。Wi−Fiは携帯電話において使用されるのに類似のワイヤレス技術であり、それにより、そのようなデバイス、例えば、コンピューターが基地局の範囲内の屋内外いずれの場所にもデータを送信及び受信できるようになる。Wi−Fiネットワークは、安全で、信頼性があり、高速のワイヤレス接続性を提供するために、IEEE802.11(a、b、g、n、ac、ag等)と呼ばれる無線技術を使用する。Wi−Fiネットワークを用いて、コンピューターを互いに、インターネットに、且つ有線ネットワーク(IEEE802.3又はイーサネット(登録商標)を使用することができる)に接続することができる。Wi−Fiネットワークは、例えば、免許不要2.4GHz及び5GHz無線帯域において動作するか、又は両方の帯域(デュアルバンド)を含む製品を用いて動作するため、ネットワークは、多くのオフィスにおいて使用される基本10BaseT有線イーサネットネットワークに類似の実世界性能を提供することができる。 Wi-Fi allows you to connect to the Internet wirelessly from your chaise lounge at home, from your bed in your hotel room, or from your meeting room while you work. Wi-Fi is a wireless technology similar to that used in mobile phones, which allows such devices, such as computers, to send and receive data both indoors and outdoors within the range of a base station. Will be. Wi-Fi networks use a wireless technology called 802.11 (a, b, g, n, ac, ag, etc.) to provide secure, reliable, and fast wireless connectivity. Wi-Fi networks can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (IEEE802.3 or Ethernet® can be used). Wi-Fi networks are used in many offices because they operate, for example, in unlicensed 2.4 GHz and 5 GHz radio bands, or with products that include both bands (dual bands). It can provide real-world performance similar to a basic 10BaseT wired Ethernet network.

図27は、本明細書において説明される開示される主題の1つ又は複数の態様を実施し、利用することができるモバイルネットワークプラットフォーム2710の例示的な実施形態2700を提示する。1つ又は複数の実施形態において、モバイルネットワークプラットフォーム2710は、基地局(例えば、基地局デバイス1504、マクロセルサイト1502、若しくは基地局1614)、中央オフィス(例えば、中央オフィス1501若しくは1611)、又は開示される主題に関連付けられた送信デバイス101若しくは102により送受信される信号を生成し、受信することができる。一般に、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710は、パケット交換(PS)トラフィック(例えば、インターネットプロトコル(IP)、フレームリレー、非同期転送モード(ATM))及び回線交換(CS)トラフィック(例えば、音声及びデータ)の両方、並びにネットワーク化されたワイヤレス電気通信のための制御生成を容易にするコンポーネント、例えば、ノード、ゲートウェイ、インターフェース、サーバー又は異種プラットフォームを含むことができる。非限定的な例として、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710は、電気通信キャリアネットワーク内に含めることが可能であり、本明細書の他の場所で論じられたように、キャリア側コンポーネントと見なすことができる。モバイルネットワークプラットフォーム2710は、電話網2740(例えば、公衆交換電話網(PSTN)、又は公衆陸上移動ネットワーク(PLMN))、又はシグナリングシステム#7(SS7)ネットワーク2770のような、レガシーネットワークから受信されるCSトラフィックとのインターフェースを有することができるCSゲートウェイノード2722を含む。回線交換ゲートウェイノード2722は、そのようなネットワークから生じるトラフィック(例えば、音声)を許可し、認証することができる。更に、CSゲートウェイノード2722は、SS7ネットワーク2770を通して生成されるモビリティデータ又はローミングデータ、例えば、メモリ2730内に存在することができるビジターロケーションレジスタ(VLR)に記憶されるモビリティデータにアクセスすることができる。更に、CSゲートウェイノード2722は、CSベーストラフィック及びシグナリング並びにPSゲートウェイノード2718とのインターフェースを有する。一例として、3GPP UMTSネットワークにおいて、CSゲートウェイノード2722は、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)において少なくとも部分的に実現することができる。CSゲートウェイノード2722、PSゲートウェイノード2718及びサービングノード2716の機能及び特定の動作は、電気通信のためにモバイルネットワークプラットフォーム2710によって利用される無線技術によって提供され、決定されることは理解されたい。 FIG. 27 presents an exemplary embodiment 2700 of a mobile network platform 2710 that can implement and utilize one or more aspects of the disclosed subject matter described herein. In one or more embodiments, the mobile network platform 2710 is disclosed as a base station (eg, base station device 1504, macrocell site 1502, or base station 1614), central office (eg, central office 1501 or 1611), or disclosed. Signals transmitted and received by the transmitting device 101 or 102 associated with the subject can be generated and received. In general, wireless network platforms 2710 include both packet-switched (PS) traffic (eg, Internet Protocol (IP), Frame Relay, asynchronous transport mode (ATM)) and circuit-switched (CS) traffic (eg, voice and data). It can also include components that facilitate control generation for networked wireless telecommunications, such as nodes, gateways, interfaces, servers or heterogeneous platforms. As a non-limiting example, the wireless network platform 2710 can be included within a telecommunications carrier network and can be considered a carrier-side component, as discussed elsewhere herein. The mobile network platform 2710 is received from a legacy network such as the telephone network 2740 (eg, the public switched telephone network (PSTN), or the public land mobile network (PLMN)), or the signaling system # 7 (SS7) network 2770. Includes a CS gateway node 2722 that can have an interface with CS traffic. Circuit-switched gateway node 2722 can allow and authenticate traffic (eg, voice) originating from such networks. Further, the CS gateway node 2722 can access mobility data or roaming data generated through SS7 network 2770, eg, mobility data stored in a visitor location register (VLR) that can reside in memory 2730. .. In addition, CS gateway node 2722 has CS-based traffic and signaling as well as an interface with PS gateway node 2718. As an example, in a 3GPP UMTS network, CS gateway node 2722 can be implemented at least partially in gateway GPRS support node (GGSN). It should be understood that the functions and specific operations of CS gateway node 2722, PS gateway node 2718 and serving node 2716 are provided and determined by the wireless technology utilized by the mobile network platform 2710 for telecommunications.

CS交換トラフィック及びシグナリングを受信及び処理することに加えて、PSゲートウェイノード2718は、サービングされるモバイルデバイスとのPSベースデータセッションを許可し、認証することができる。データセッションは、ワイドエリアネットワーク(WAN)2750、企業ネットワーク2770及びサービスネットワーク2780のようなワイヤレスネットワークプラットフォーム2710の外部にあるネットワークと交換されるトラフィック又はコンテンツを含むことができ、それらはローカルエリアネットワーク(LAN)において具現することができ、PSゲートウェイノード2718を通してモバイルネットワークプラットフォーム2710とインターフェース接続することもできる。WAN2750及び企業ネットワーク2760は、IPマルチメディアサブシステム(IMS)のようなサービスネットワークを少なくとも部分的に具現できることに留意されたい。技術リソース2717において利用可能な無線技術レイヤに基づいて、パケット交換ゲートウェイノード2718は、データセッションが確立されるときにパケットデータプロトコルコンテキストを生成することができ、パケット化されたデータをルーティングするのを容易にする他のデータ構造も生成することができる。そのために、一態様において、PSゲートウェイノード2718は、Wi−Fiネットワークのような異種ワイヤレスネットワークとのパケット化された通信を容易にすることができるトンネルインターフェース(例えば、3GPP UMTSネットワーク(図示せず)におけるトンネル終端ゲートウェイ(TTG))を含むことができる。 In addition to receiving and processing CS exchange traffic and signaling, PS Gateway Node 2718 can allow and authenticate PS-based data sessions with served mobile devices. Data sessions can include traffic or content that is exchanged with networks outside the wireless network platform 2710, such as Wide Area Network (WAN) 2750, Corporate Network 2770 and Service Network 2780, which are local area networks ( It can be embodied in LAN) and can be interface-connected with the mobile network platform 2710 through the PS gateway node 2718. It should be noted that WAN2750 and corporate network 2760 can at least partially embody service networks such as IP Multimedia Subsystem (IMS). Based on the wireless technology layer available in technical resource 2717, the packet-switched gateway node 2718 can generate a packet data protocol context when a data session is established and routes the packetized data. Other data structures that facilitate can also be generated. To that end, in one aspect, the PS gateway node 2718 can facilitate packetized communication with heterogeneous wireless networks such as Wi-Fi networks (eg, 3GPP UMTS networks (not shown)). Can include a tunnel termination gateway (TTG) in.

実施形態2700において、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710は、サービングノード2716も含み、サービングノードは、技術リソース2717内の利用可能な無線技術レイヤに基づいて、PSゲートウェイノード2718を通して受信されたデータストリームの種々のパケット化されたフローを搬送する。主にCS通信に依存する技術リソース2717の場合、サーバーノードが、PSゲートウェイノード2718に依存することなく、トラフィックを送達できることに留意されたい。例えば、サーバーノードは、モバイル交換センターを少なくとも部分的に具現することができる。一例として、3GPP UMTSネットワークにおいて、サービングノード2716は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)において具現することができる。 In embodiment 2700, the wireless network platform 2710 also includes a serving node 2716, which serves various packets of data streams received through the PS gateway node 2718 based on the available wireless technology layer within the technical resource 2717. Transport the converted flow. Note that in the case of the technical resource 2717, which relies primarily on CS communication, the server node can deliver traffic independently of the PS gateway node 2718. For example, a server node can at least partially embody a mobile exchange center. As an example, in a 3GPP UMTS network, the serving node 2716 can be embodied in a serving GPRS support node (SGSN).

パケット化された通信を利用する無線技術の場合、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710内のサーバー2714が、複数の異種のパケット化されたデータストリーム又はフローを生成し、そのようなフローを管理する(例えば、スケジューリングする、待ち行列に入れる、フォーマットする...)ことができる多くのアプリケーションを実行することができる。そのようなアプリケーションは、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710によって提供される標準的なサービス(例えば、プロビジョニング、課金、顧客サポート...)に対するアドオン機構を含むことができる。データストリーム(例えば、音声通話又はデータセッションの一部であるコンテンツ)をデータセッションの許可/認証及び開始のためにPSゲートウェイノード2718に搬送することができ、その後、通信のためにサービングノード2716に搬送することができる。アプリケーションサーバーに加えて、サーバー2714は、ユーティリティサーバーを含むことができ、ユーティリティサーバーは、プロビジョニングサーバー、運用及びメンテナンスサーバー、認証局及びファイヤウォール並びに他のセキュリティ機構を少なくとも部分的に実現することができるセキュリティサーバー等を含むことができる。一態様において、セキュリティサーバーは、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710を通してサービングされる通信を保護し、CSゲートウェイノード2722及びPSゲートウェイノード2718が規定することができる許可及び認証手順に加えて、ネットワークの運用及びデータインテグリティを確保する。更に、プロビジョニングサーバーが、異種サービスプロバイダによって運用されるネットワークのような外部ネットワークからのサービス、例えば、WAN2750又はグローバルポジショニングシステム(GPS)ネットワーク(図示せず)からのサービスをプロビジョニングすることができる。また、プロビジョニングサーバーは、更なるネットワークカバレッジを提供することによりワイヤレスサービスカバレッジを向上させる、図1に示す分散アンテナネットワーク等のワイヤレスネットワークプラットフォーム2710に関連付けられる(例えば、同じサービスプロバイダによって展開され、運用される)ネットワークを通して、カバレッジをプロビジョニングすることもできる。図7、図8及び図9に示されるようなリピーターデバイスも、UE2775による加入者サービス体感を向上させるためにネットワークカバレッジを改善する。 For wireless technologies that utilize packetized communications, server 2714 within the wireless network platform 2710 creates multiple heterogeneous packetized data streams or flows and manages such flows (eg, scheduling). You can run many applications that can do, queue, format ...). Such applications can include add-on mechanisms for standard services provided by the wireless network platform 2710 (eg, provisioning, billing, customer support ...). A data stream (eg, content that is part of a voice call or data session) can be transported to the PS gateway node 2718 for authorization / authentication and initiation of the data session and then to the serving node 2716 for communication. Can be transported. In addition to the application server, the server 2714 can include a utility server, which can at least partially implement provisioning servers, operations and maintenance servers, certification authorities and firewalls, and other security mechanisms. It can include a security server, etc. In one aspect, the security server protects the communications served through the wireless network platform 2710, and in addition to the authorization and authentication procedures that CS gateway node 2722 and PS gateway node 2718 can specify, network operation and data integrity. To secure. In addition, the provisioning server can provision services from external networks, such as networks operated by heterogeneous service providers, such as WAN2750 or Global Positioning System (GPS) networks (not shown). The provisioning server is also associated with a wireless network platform 2710, such as the distributed antenna network shown in FIG. 1, which improves wireless service coverage by providing additional network coverage (eg, deployed and operated by the same service provider). Coverage can also be provisioned through the network. Repeater devices such as those shown in FIGS. 7, 8 and 9 also improve network coverage in order to improve the subscriber service experience with UE2775.

サーバー2714は、マクロネットワークプラットフォーム2710の機能を少なくとも部分的に与えるように構成される1つ又は複数のプロセッサを含み得ることに留意されたい。そのために、1つ又は複数のプロセッサは、例えば、メモリ2730に記憶されたコード命令を実行することができる。サーバー2714は、上記で説明されたのと実質的に同様に動作する、コンテンツマネージャ2715を含み得ることは理解されたい。 Note that server 2714 may include one or more processors configured to at least partially provide the functionality of macro network platform 2710. To that end, one or more processors can, for example, execute code instructions stored in memory 2730. It should be understood that server 2714 may include content manager 2715, which behaves substantially as described above.

例示的な実施形態2700において、メモリ2730は、ワイヤレスネットワークプラットフォーム2710の運用に関連する情報を記憶することができる。他の運用情報は、ワイヤレスプラットフォームネットワーク2710を通してサービングされるモバイルデバイスのプロビジョニング情報、加入者データベース;アプリケーションインテリジェンス、プライシングスキーム、例えば、販売促進料、定額プログラム、クーポン配布キャンペーン;異種無線、又はワイヤレス、技術レイヤの運用のための電気通信プロトコルと一致する技術仕様等を含むことができる。また、メモリ2730は、電話網2740、WAN2750、企業ネットワーク2770又はSS7ネットワーク2760のうちの少なくとも1つからの情報を記憶することができる。一態様において、例えば、データストアコンポーネントの一部として、又は遠隔接続されるメモリストアとして、メモリ2730にアクセスすることができる。 In an exemplary embodiment 2700, the memory 2730 can store information related to the operation of the wireless network platform 2710. Other operational information includes provisioning information for mobile devices served through the wireless platform network 2710, subscriber databases; application intelligence, pricing schemes such as promotional fees, flat-rate programs, coupon distribution campaigns; heterogeneous wireless or wireless, technology. It can include technical specifications and the like that match the telecommunications protocol for layer operation. The memory 2730 can also store information from at least one of the telephone network 2740, WAN2750, corporate network 2770 or SS7 network 2760. In one aspect, the memory 2730 can be accessed, for example, as part of a datastore component or as a remotely connected memory store.

開示される主題の種々の態様に関する状況を提供するために、図27及び以下の検討は、開示される主題の種々の態様を実現することができる適切な環境の簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。主題は、単数及び/又は複数のコンピューター上で実行されるコンピュータープログラムのコンピューター実行可能命令の一般的な状況においてこれまで説明されてきたが、開示される主題を他のプログラムモジュールとの組み合わせにおいて実現し得ることが当業者に認識されよう。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、及び/又は特定の抽象データ型を実現するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。 To provide a situation regarding the various aspects of the disclosed subject, FIG. 27 and the following studies provide a concise and general description of the appropriate environment in which the various aspects of the disclosed subject can be realized. Intended to do. The subject matter has been described in the general context of computer-executable instructions for computer programs running on one and / or multiple computers, but the disclosed subject matter is realized in combination with other program modules. It will be recognized by those skilled in the art. In general, a program module includes routines, programs, components, data structures, etc. that perform a particular task and / or realize a particular abstract data type.

図28は、通信デバイス2800の例示的な実施形態を示す。通信デバイス2800は、本開示により参照される(例えば、図15、図16A、及び図16Bにおいて)モバイルデバイス及び建物内デバイス等のデバイスの例示的な実施形態として機能することができる。 FIG. 28 shows an exemplary embodiment of the communication device 2800. The communication device 2800 can serve as an exemplary embodiment of devices such as mobile devices and in-building devices referenced in the present disclosure (eg, in FIGS. 15, 16A, and 16B).

通信デバイス2800は、有線及び/又は無線送受信機2802(本明細書では送受信機2802)、ユーザインターフェース(UI)2804、電源2814、ロケーション受信機2816、運動センサー2818、向きセンサー2820、及びその動作を管理するコントローラ2806を含むことができる。送受信機2802は、少数を挙げれば、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、WiFi、DECT、又はセルラー通信技術等の近距離又は長距離ワイヤレスアクセス技術をサポートすることができる(Bluetooth(登録商標)及びZigBee(登録商標)は、Bluetooth(登録商標)Special Interest Group及びZigBee(登録商標)Allianceによりそれぞれ登録された商標である)。セルラー技術は、例えば、CDMA−1X、UMTS/HSDPA、GSM/GPRS、TDMA/EDGE、EV/DO、WiMAX、SDR、LTE、及び開発される他の次世代ワイヤレス通信技術を含むことができる。送受信機2802は、回線交換有線アクセス技術(PSTN等)、パケット交換有線アクセス技術(TCP/IP、VoIP等)、及びそれらの組み合わせをサポートするように構成することもできる。 The communication device 2800 includes a wired and / or wireless transmitter / receiver 2802 (transmission / receiver 2802 in the present specification), a user interface (UI) 2804, a power supply 2814, a location receiver 2816, a motion sensor 2818, an orientation sensor 2820, and their operation. A controller 2806 to manage can be included. The transmitter / receiver 2802 can support short-range or long-range wireless access technologies such as Bluetooth®, ZigBee®, WiFi, DECT, or cellular communication technology, to name a few (Bluetooth (registered)). Trademarks) and ZigBee® are trademarks registered by Bluetooth® Special Interest Group and ZigBee® Alliance, respectively). Cellular technology can include, for example, CDMA-1X, UMTS / HSDPA, GSM / GPRS, TDMA / EDGE, EV / DO, WiMAX, SDR, LTE, and other next-generation wireless communication technologies being developed. The transmitter / receiver 2802 can also be configured to support circuit-switched wired access technology (PSTN, etc.), packet-switched wired access technology (TCP / IP, VoIP, etc.), and combinations thereof.

UI2804は、通信デバイス2800の動作を操作するローラーボール、ジョイスティック、マウス、又はナビゲーションディスク等のナビゲーション機構を有する押下可能又はタッチセンシティブキーパッド2808を含むことができる。キーパッド2808は、通信デバイス2800の筐体組立体の一体部分であってもよく、又は繋がれた有線インターフェース(USBケーブル等)若しくは例えばBluetooth(登録商標)をサポートするワイヤレスインターフェースによりそれに動作可能に結合される独立デバイスであってもよい。キーパッド2808は、電話で一般に用いられる数字キーパッド及び/又は英数字キーを有するQWERTYキーパッドを表すことができる。UI2804は、モノクロ若しくはカラーLCD(液晶ディスプレイ)、OLED(有機発光ダイオード)、又は通信デバイス2800のエンドユーザに画像を伝達する他の適するディスプレイ技術等のディスプレイ2810を更に含むことができる。ディスプレイ2810がタッチセンシティブである一実施形態において、キーパッド2808の一部又は全ては、ナビゲーション機能を有するディスプレイ2810により提示することができる。 The UI2804 can include a pressable or touch-sensitive keypad 2808 having a navigation mechanism such as a rollerball, joystick, mouse, or navigation disc that controls the operation of the communication device 2800. The keypad 2808 may be an integral part of the housing assembly of the communication device 2800, or can be operated by a connected wired interface (such as a USB cable) or a wireless interface that supports, for example, Bluetooth®. It may be an independent device to be combined. The keypad 2808 can represent a QWERTY keypad with a numeric keypad and / or alphanumeric keys commonly used on telephones. The UI2804 can further include a display 2810 such as a monochrome or color LCD (liquid crystal display), an OLED (organic light emitting diode), or other suitable display technology that transmits an image to the end user of the communication device 2800. In one embodiment where the display 2810 is touch sensitive, some or all of the keypad 2808 can be presented by the display 2810 having a navigation function.

ディスプレイ2810は、タッチスクリーン技術を用いてユーザ入力を検出するユーザインターフェースとして機能することもできる。タッチスクリーンディスプレイとして、通信デバイス2800は、指のタッチでユーザにより選択することができるグラフィカルユーザインターフェース(GUI)要素を有するユーザインターフェースを提示するように構成することができる。タッチスクリーンディスプレイ2810は、ユーザの指がタッチスクリーンディスプレイの一部に配置された表面積の大きさを検出する容量性、抵抗性、又は他の形態の検知技術を備えることができる。この検知情報を用いて、ユーザインターフェースのGUI要素又は他の機能の操作を制御することができる。ディスプレイ2810は、通信デバイス2800の筐体組立体の一体部分であってもよく、又は繋がれた有線インターフェース(ケーブル等)若しくはワイヤレスインターフェースによりそれに通信可能に結合される独立デバイスであってもよい。 The display 2810 can also serve as a user interface for detecting user input using touch screen technology. As a touch screen display, the communication device 2800 can be configured to present a user interface with a graphical user interface (GUI) element that can be selected by the user with the touch of a finger. The touch screen display 2810 can include capacitive, resistance, or other form of detection technology in which the user's finger detects the amount of surface area placed on a portion of the touch screen display. This detection information can be used to control the operation of GUI elements or other functions of the user interface. The display 2810 may be an integral part of the housing assembly of the communication device 2800, or it may be an independent device communicatively coupled to it by a connected wired interface (cable or the like) or a wireless interface.

UI2804は、オーディオ技術を利用して、低音量オーディオ(人間の耳の近くで聞こえるオーディオ等)及び高音量オーディオ(ハンズフリー操作でのスピーカーフォン等)を伝達するオーディオシステム2812を含むこともできる。オーディオシステム2812は、エンドユーザの可聴信号を受信するマイクロフォンを更に含むことができる。オーディオシステム2812は、音声認識用途に用いることもできる。UI2804は、静止画像又は動画を捕捉する電荷結合素子(CCD)カメラ等のイメージセンサー2813を更に含むことができる。 The UI2804 can also include an audio system 2812 that utilizes audio technology to transmit low volume audio (such as audio heard near the human ear) and high volume audio (such as a hands-free speakerphone). The audio system 2812 may further include a microphone that receives the end user's audible signal. The audio system 2812 can also be used for voice recognition applications. The UI2804 can further include an image sensor 2813 such as a charge-coupled device (CCD) camera that captures a still image or moving image.

電源2814は、交換式電池及び充電式電池、供給規制技法、及び/又は充電システム技術等の一般的な電力管理技法を利用して、通信デバイス2800のコンポーネントにエネルギーを供給し、長距離又は近距離ポータブル通信を容易にすることができる。代替的に又は組み合わせにおいて、充電システムは、USBポート等の物理的インターフェース又は他の適するテザリング技術を介して供給されるDC電力等の外部電源を利用することができる。 The power supply 2814 uses common power management techniques such as replaceable and rechargeable batteries, supply control techniques, and / or charging system technology to power the components of the communication device 2800 over long distances or near. Distance portable communication can be facilitated. Alternatively or in combination, the charging system can utilize an external power source such as DC power supplied via a physical interface such as a USB port or other suitable tethering technology.

ロケーション受信機2816は、補助GPS対応の全地球測位システム(GPS)受信機等の位置特定技術を利用し、GPS衛星の群により生成される信号に基づいて通信デバイス2800のロケーションを識別することができ、ロケーションは、ナビゲーション等のロケーションサービスの促進に用いることができる。運動センサー2818は、加速度計、ジャイロスコープ、又は他の適する運動検知技術等の運動検知技術を利用して三次元空間内で通信デバイス2800の運動を検出することができる。向きセンサー2820は、磁力計等の向き検知技術を利用して、通信デバイス2800の向き(北、南、西、及び東、並びに度、分、若しくは他の適する向き尺度を組み合わせた向き)を検出することができる。 The location receiver 2816 can identify the location of the communication device 2800 based on a signal generated by a group of GPS satellites by using a positioning technology such as an assisted GPS compatible Global Positioning System (GPS) receiver. The location can be used to promote location services such as navigation. The motion sensor 2818 can detect motion of the communication device 2800 in three-dimensional space using motion detection techniques such as accelerometers, gyroscopes, or other suitable motion detection techniques. The orientation sensor 2820 uses orientation detection technology such as a magnetometer to detect the orientation of the communication device 2800 (north, south, west, and east, as well as orientation combined with degrees, minutes, or other suitable orientation scale). can do.

通信デバイス2800は、送受信機2802を用いて、受信信号強度インジケータ(RSSI)及び/又は信号到着時間(TOA)又は飛行時間(TOF)測定の利用等の検知技法により、セルラー、WiFi、Bluetooth(登録商標)、又は他のワイヤレスアクセスポイントへの近接性を特定することもできる。コントローラ2806は、フラッシュ、ROM、RAM、SRAM、DRAM、又は他の記憶技術等の関連する記憶メモリと共に、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、及び/又はビデオプロセッサ等の計算技法を利用して、コンピューター命令を実行し、通信デバイス2800の上記コンポーネントを制御し、通信デバイス2800の上記コンポーネントにより供給されるデータを処理することができる。 The communication device 2800 uses a transmitter / receiver 2802 to perform cellular, WiFi, Bluetooth (registration) by means of detection techniques such as the use of received signal strength indicator (RSSI) and / or signal arrival time (TOA) or flight time (TOF) measurements. It can also identify proximity to a trademark) or other wireless access point. Controller 2806, along with related storage memory such as flash, ROM, RAM, SRAM, DRAM, or other storage technology, is a microprocessor, digital signal processor (DSP), programmable gate array, application-specific integrated circuit, and / or A computing technique such as a video processor can be used to execute computer instructions, control the components of the communication device 2800, and process the data supplied by the components of the communication device 2800.

本開示の1つ又は複数の実施形態において、図28に示されていない他のコンポーネントを用いることができる。例えば、通信デバイス2800は、加入者識別モジュール(SIM)カード又は汎用集積回路カード(UICC)等の識別モジュールを追加又は削除するためのスロットを含むことができる。SIM又はUICCカードは、加入者サービスの識別、プログラムの実行、加入者データの記憶等に用いることができる。 In one or more embodiments of the present disclosure, other components not shown in FIG. 28 can be used. For example, the communication device 2800 may include a slot for adding or removing identification modules such as a subscriber identification module (SIM) card or a general purpose integrated circuit card (UICC). The SIM or UICC card can be used for identifying subscriber services, executing programs, storing subscriber data, and the like.

本明細書において、「ストア」、「ストレージ」、「データストア」、「データ記憶装置」、「データベース」という用語、並びにコンポーネントの動作及び機能に関連する任意の他の情報記憶コンポーネントは、「メモリコンポーネント」、「メモリ」において具現されるエンティティ又はメモリを含むコンポーネントを指している。本明細書において説明されるメモリコンポーネントは、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかであり得るか、又は揮発性及び不揮発性両方のメモリを含むことができ、例示であって限定はしないが、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ディスクストレージ及びメモリストレージを含み得ることは理解されよう。更に、リードオンリーメモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能ROM(EEPROM)又はフラッシュメモリにおいて不揮発性メモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとしての役割を果たすランダムアクセスメモリ(RAM)を含めることができる。例示であって限定はしないが、RAMは、同期RAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期DRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンストSDRAM(ESDRAM)、SynchlinkDRAM(SLDRAM)及びdirect RambusRAM(DRRAM)等の多くの形態で入手することができる。更に、本明細書におけるシステム又は方法の開示されるメモリコンポーネントは、限定されないが、これら及び任意の他の適切なタイプのメモリを含むことを意図している。 In the present specification, the terms "store", "storage", "data store", "data storage device", "database", and any other information storage component related to the operation and function of the component are referred to as "memory". Refers to an entity or a component containing memory embodied in "component" and "memory". The memory components described herein can be either volatile or non-volatile memory, or can include both volatile and non-volatile memory, by way of example but not limited to. It will be appreciated that it may include volatile memory, non-volatile memory, disk storage and memory storage. Further, a read-only memory (ROM), a programmable ROM (PROM), an electrically programmable ROM (EPROM), an electrically erasable ROM (EEPROM), or a flash memory may include a non-volatile memory. Volatile memory can include random access memory (RAM) that acts as external cache memory. By way of example, but not limited to, RAMs include synchronous RAM (SRAM), dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESRAM), Synclink DRAM (SLRAM) and It is available in many forms such as direct RambusRAM (DRRAM). Furthermore, the memory components disclosed in the systems or methods herein are intended to include, but are not limited to, these and any other suitable type of memory.

更に、開示される主題は、シングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、ミニコンピューティングデバイス、メインフレームコンピューター、並びにパーソナルコンピューター、ハンドヘルドコンピューティングデバイス(例えば、PDA、電話、スマートフォン、腕時計、タブレットコンピューター、ネットブックコンピューター等)、マイクロプロセッサベース又はプログラマブル家電製品又は産業用電子機器等を含む他のコンピューターシステム構成で実践できることに留意されたい。例示される態様は、通信ネットワークを通してリンクされる遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境において実践することもできる。しかし、本開示の、全てではないが幾つかの態様は、スタンドアローンコンピューター上で実践することができる。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶装置及びリモートメモリ記憶装置の双方の中に位置することができる。 Further disclosed subjects are single-processor or multi-processor computer systems, mini-computing devices, main-frame computers, as well as personal computers, handheld computing devices (eg, PDA, telephones, smartphones, watches, tablet computers, netbook computers). Etc.), it should be noted that it can be practiced in other computer system configurations including microprocessor-based or programmable home appliances or industrial electronic devices. The illustrated embodiment can also be practiced in a distributed computing environment in which tasks are performed by remote processing devices linked through a communication network. However, some, but not all, aspects of this disclosure can be practiced on a stand-alone computer. In a distributed computing environment, program modules can be located within both local and remote memory storage devices.

本明細書において説明される実施形態の幾つかは、本明細書において説明される1つ又は複数の特徴を自動化するのを容易にするために人工知能(AI)を利用することもできる。例えば、任意選択的なトレーニングコントローラ230に人工知能を用いて、転送効率を最大化するように候補周波数、変調方式、MIMOモード、及び/又は導波モードを評価し選択ことができる。複数の実施形態(例えば、既存の通信ネットワークに追加した後に最大の価値/利益を提供する取得セルサイトを自動的に識別することに関連する)は、種々の実施形態を実行するために、AIに基づく種々の方式を利用することができる。更に、分類器を用いて、取得ネットワークの各セルサイトのランク付け又は優先順位を決定することができる。分類器は、入力属性ベクトルx=(x1,x2,x3,x4,...,xn)を、入力が1つのクラスに属する信頼度にマッピングする関数であり、すなわち、f(x)=信頼度(クラス)である。そのような分類は、ユーザが自動的に実施されることを望む動作を予測又は推論するために、(例えば、分析の有用性及びコストを計算に入れる)確率的解析及び/又は統計に基づく解析を利用することができる。サポートベクトルマシン(SVM)は、利用できる分類器の一例である。SVMは、取り得る入力の空間内で超曲面を見つけることによって動作し、超曲面は非トリガーイベントからトリガー基準を分離しようとする。直観的には、これは、トレーニングデータに近いが、同一ではないデータをテストするために分類を正確にする。他の有向及び無向モデル分類手法は、例えば、ナイーブベイズ、ベイジアンネットワーク、決定木、ニューラルネットワーク、ファジー論理モデルを含み、独立した異なるパターンを提供する確率的分類モデルを利用することができる。本明細書において用いられるとき、分類は、優先順位のモデルを開発するために利用される統計的回帰も包含する。 Some of the embodiments described herein can also utilize artificial intelligence (AI) to facilitate the automation of one or more features described herein. For example, artificial intelligence can be used in the optional training controller 230 to evaluate and select candidate frequencies, modulation schemes, MIMO modes, and / or waveguide modes to maximize transfer efficiency. Multiple embodiments (eg, related to automatically identifying the acquired cell site that offers the greatest value / benefit after being added to an existing communication network) have AI to perform the various embodiments. Various methods based on can be used. In addition, classifiers can be used to determine the ranking or prioritization of each cell site in the acquisition network. The classifier is a function that maps the input attribute vector x = (x1, x2, x3, x4, ..., xn) to the confidence that the input belongs to one class, that is, f (x) = confidence. Degree (class). Such classification is a probabilistic analysis and / or a statistical analysis (eg, taking into account the usefulness and cost of the analysis) to predict or infer the behavior that the user wants to be performed automatically. Can be used. A support vector machine (SVM) is an example of a classifier available. The SVM works by finding a hypersurface in the space of possible inputs, which attempts to separate the trigger criteria from non-trigger events. Intuitively, this makes the classification accurate to test data that is close to training data, but not identical. Other directed and undirected model classification techniques include, for example, naive Bayesian networks, Bayesian networks, decision trees, neural networks, fuzzy logic models, and stochastic classification models that provide different independent patterns are available. As used herein, classification also includes statistical regression used to develop models of priority.

容易に理解されるように、実施形態のうちの1つ又は複数は、暗黙的にトレーニングされる(例えば、UE挙動を観察すること、運用者の好み、履歴情報、外部情報を受信することによる)だけでなく、明確にトレーニングされる(例えば、汎用トレーニングデータによる)分類器を利用することができる。例えば、SVMは、分類器コンストラクター及び特徴選択モジュール内の学習又はトレーニング段階を介して構成することができる。したがって、分類器を用いて、限定はしないが、所定の基準に従って、取得セルサイトのうちのいずれの取得セルサイトが最大数の加入者に利益を与えることになり、及び/又は取得セルサイトのうちのいずれの取得セルサイトが既存の通信ネットワークカバレッジに最小値を追加することになるか等を判断することを含む、複数の機能を自動的に学習し、実行することができる。 As will be readily appreciated, one or more of the embodiments will be implicitly trained (eg, by observing UE behavior, receiving operator preferences, historical information, external information). ), As well as a classifier that is clearly trained (eg, with general training data) is available. For example, the SVM can be configured via a learning or training stage within the classifier constructor and feature selection module. Therefore, using a classifier, but not limited to, any of the acquired cell sites will benefit the maximum number of subscribers, and / or of the acquired cell sites, according to predetermined criteria. Multiple functions can be automatically learned and executed, including determining which of the acquired cell sites will add a minimum value to the existing communication network coverage.

本出願における幾つかの状況において使用されるように、幾つかの実施形態において、「コンポーネント」、「システム」等の用語は、コンピューター関連エンティティ、又は1つ若しくは複数の特定の機能を有する使用可能な装置に関連するエンティティを指すか、又は含むことを意図しており、そのエンティティは、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア又は実行中ソフトウェアのいずれかであり得る。一例として、コンポーネントは、限定はしないが、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、コンピューター実行可能命令、プログラム及び/又はコンピューターであり得る。例示であって限定はしないが、サーバー上で実行されるアプリケーション及びサーバーの両方をコンポーネントであり得る。1つ又は複数のコンポーネントは、プロセス及び/又は実行のスレッド内に存在する場合があり、コンポーネントは、1つのコンピューター上に局在し、及び/又は2つ以上のコンピューター間に分散される場合がある。更に、これらのコンポーネントは、それに記憶された種々のデータ構造を有する種々のコンピューター可読媒体から実行することができる。コンポーネントは、例えば、1つ又は複数のデータパケット(ローカルシステム内、分散システム内の別のコンポーネントとインタラクトするコンポーネントからのデータ、及び/又はインターネット等のネットワークにわたって、信号を介して他のシステムとインタラクトするコンポーネントからのデータ)を有する信号に従って、ローカル及び/又はリモートプロセスを介して通信することができる。別の例として、コンポーネントは、プロセッサによって実行されるソフトウェア又はファームウェアアプリケーションによって運用される電気回路又は電子回路によって操作される機械部品によって提供される特定の機能を有する装置であり得、プロセッサはその装置の内部又は外部に存在することができ、ソフトウェア又はファームウェアアプリケーションの少なくとも一部を実行する。更に別の例として、コンポーネントは、機械部品を用いることなく、電子コンポーネントを通して特定の機能を提供する装置であり得、電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能を少なくとも部分的に与えるソフトウェア又はファームウェアを実行するために、その中にプロセッサを含むことができる。種々のコンポーネントが別々のコンポーネントとして例示されてきたが、例示的な実施形態から逸脱することなく、複数のコンポーネントを単一のコンポーネントとして実現できるか、単一のコンポーネントを複数のコンポーネントとして実現できることは理解されよう。 As used in some contexts in this application, in some embodiments, terms such as "component", "system", etc. can be used with a computer-related entity, or one or more specific functions. It is intended to refer to or include an entity associated with a device, which entity can be either hardware, a combination of hardware and software, software or running software. As an example, components can be, but are not limited to, processes, processors, objects, executables, threads of execution, computer executable instructions, programs and / or computers running on the processor. By way of example, but not limited to, both an application running on a server and a server can be components. One or more components may reside within a thread of process and / or execution, and the components may be localized on one computer and / or distributed among two or more computers. is there. In addition, these components can be run from different computer-readable media with different data structures stored in it. A component interacts with another system over a signal, for example, over one or more data packets (data from a component that interacts with another component in a local system, a distributed system, and / or a network such as the Internet. It is possible to communicate via local and / or remote processes according to the signal having the data). As another example, a component can be a device having a particular function provided by a mechanical component operated by an electrical or electronic circuit operated by a software or firmware application performed by the processor, the processor being the device. It can be inside or outside of and runs at least part of a software or firmware application. As yet another example, a component can be a device that provides a particular function through an electronic component without the use of mechanical parts, and the electronic component runs software or firmware that at least partially provides the functionality of the electronic component. Therefore, the processor can be included in it. Although various components have been exemplified as separate components, it is possible to realize multiple components as a single component or a single component as multiple components without departing from the exemplary embodiment. Will be understood.

更に、種々の実施形態は、開示される主題を実現するために、コンピューターを制御するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又は任意のその組み合わせを作製するための標準的なプログラミング及び/又はエンジニアリング技法を用いて、方法、装置又は製品として実現することができる。本明細書において使用されるとき、「製品」という用語は、任意のコンピューター可読デバイス、又はコンピューター可読記憶/通信媒体からアクセス可能なコンピュータープログラムを含むことを意図している。例えば、コンピューター可読記憶媒体は、限定はしないが、磁気記憶デバイス(例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(例えば、コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード及びフラッシュメモリデバイス(例えば、カード、スティック、キードライブ)を含むことができる。当然のことながら、種々の実施形態の範囲又は趣旨から逸脱することなく、この構成に対する多くの変更形態がなされ得ることが当業者に認識されよう。 In addition, various embodiments use standard programming and / or engineering techniques to create software, firmware, hardware, or any combination thereof that controls a computer to achieve the disclosed subject matter. , Method, device or product. As used herein, the term "product" is intended to include any computer-readable device, or computer program accessible from a computer-readable storage / communication medium. For example, computer-readable storage media include, but are not limited to, magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips), optical disks (eg, compact discs (CDs), digital versatile discs (DVDs)), smart cards and It can include flash memory devices (eg, cards, sticks, key drives). It will be appreciated by those skilled in the art that, of course, many modifications to this configuration can be made without departing from the scope or intent of the various embodiments.

更に、「例」及び「例示的」という言葉は、事例又は例示としての役割を果たすことを意味するために本明細書において使用される。本明細書において「例」又は「例示的」として説明されたいかなる実施形態又は設計も、必ずしも他の実施形態又は設計より好ましいか、又は有利であると解釈されるべきではない。むしろ、例又は例示的という言葉を使用することは、概念を具体的に提示することを意図している。本出願において使用されるとき、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく、包含的な「又は」を意味することを意図している。すなわち、別段の指示がない限り、又は文脈において明らかでない限り、「XがA又はBを利用する」は、自然な包含的置換のいずれかを意味することを意図している。すなわち、XがAを利用する、XがBを利用する、又はXがA及びBの両方を利用する場合、上記の事例のうちのいずれのもとにおいても、「XがA又はBを利用する」が満たされる。更に、本出願及び添付の特許請求の範囲において用いられる冠詞「1つの(a)」及び「1つの(an)」は、一般に、別段の指示がない限り又は単数形を対象とすることが文脈から明らかでない限り、「1つ又は複数」を意味すると解釈されるべきである。 In addition, the terms "example" and "exemplary" are used herein to mean serve as an example or example. Any embodiment or design described herein as "example" or "exemplary" should not necessarily be construed as preferred or advantageous over other embodiments or designs. Rather, the use of the word example or exemplary is intended to present the concept concretely. As used in this application, the term "or" is intended to mean an inclusive "or" rather than an exclusive "or". That is, unless otherwise indicated, or unless otherwise apparent in the context, "X utilizes A or B" is intended to mean any of the natural inclusive permutations. That is, when X uses A, X uses B, or X uses both A and B, "X uses A or B" under any of the above cases. To do "is satisfied. Furthermore, the articles "one (a)" and "one (an)" used in the present application and the appended claims are generally intended to be in the singular or unless otherwise indicated. It should be construed to mean "one or more" unless it is clear from.

更に、「ユーザ機器」、「移動局」、「モバイル加入者局」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、「モバイルデバイス」のような用語(及び/又は類似の専門用語を表す用語)は、データ、制御、音声、ビデオ、サウンド、ゲーム又は実質的に任意のデータストリーム若しくはシグナリングストリームを受信又は搬送するために、ワイヤレス通信サービスの加入者又はユーザによって利用されるワイヤレスデバイスを指すことができる。上記の用語は、本明細書において、及び関連する図面を参照しながら、交換可能に利用される。 In addition, it represents terms (and / or similar terminology) such as "user device", "mobile station", "mobile subscriber station", "access terminal", "terminal", "handset", "mobile device". Terminology) refers to a wireless device used by a subscriber or user of a wireless communication service to receive or carry data, control, voice, video, sound, games or virtually any data or signaling stream. be able to. The above terms are used interchangeably herein and with reference to the relevant drawings.

更に、「ユーザ」、「加入者」、「顧客」、「消費者」等の用語は、その用語間の特定の差異が文脈において正当化されない限り、全体を通して交換可能に利用される。そのような用語は、実在する人間、又はシミュレートされた視覚、音声認識等を提供することができる、人工知能(例えば、複雑な数学的な形式に少なくとも基づいて推論する能力)を通してサポートされる自動化されたコンポーネントを指し得ることは理解されたい。 Moreover, terms such as "user," "subscriber," "customer," and "consumer" are used interchangeably throughout, unless certain differences between the terms are justified in the context. Such terms are supported through real human beings, or artificial intelligence (eg, the ability to reason at least based on complex mathematical forms) that can provide simulated visual, speech recognition, etc. It should be understood that it can refer to automated components.

本明細書において用いられるとき、「プロセッサ」という用語は、限定はしないが、シングルコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するシングルプロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアマルチスレッド技術を用いるマルチコアプロセッサ、並列プラットフォーム、分散共有メモリを有する並列プラットフォームを含む、実質的に任意のコンピューティング処理ユニット又はデバイスを指すことができる。更に、プロセッサは、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス(CPLD)、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又は本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを指すことができる。プロセッサは、ユーザ機器の空間利用を最適化するか、又は性能を向上させるために、限定はしないが、分子又は量子ドットに基づくトランジスタ、スイッチ及びゲート等のナノスケールアーキテクチャを利用することができる。また、プロセッサは、コンピューティング処理ユニットの組み合わせとして実現することもできる。 As used herein, the term "processor" is used, but is not limited to, a single core processor, a single processor capable of software multithread execution, a multicore processor, a multicore processor capable of software multithread execution, and a hardware multi. It can refer to virtually any computing unit or device, including multi-core processors using threading technology, parallel platforms, and parallel platforms with distributed shared memory. In addition, the processors include integrated circuits, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic controllers (PLCs), complex programmable logic devices (CPLDs), discrete gates or It can refer to transistor logic, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform the functions described herein. Processors can utilize nanoscale architectures such as transistors, switches and gates based on molecules or quantum dots to optimize the spatial utilization of user equipment or improve performance. The processor can also be realized as a combination of computing processing units.

本明細書において用いられるとき、「データ記憶装置」、データ記憶装置」、「データベース」、並びにコンポーネントの動作及び機能に関連する実質的に任意の他の情報記憶コンポーネントのような用語は、「メモリコンポーネント」、又は「メモリ」において具現されるエンティティ、又はメモリを含むコンポーネントを指している。本明細書において説明される、メモリコンポーネント又はコンピューター可読記憶媒体は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかであり得るか、又は揮発性及び不揮発性両方のメモリを含み得ることは理解されよう。 As used herein, terms such as "data storage", "data storage", "database", and virtually any other information storage component related to the operation and function of the component are "memory". Refers to an entity embodied in "component" or "memory", or a component containing memory. It will be appreciated that the memory components or computer-readable storage media described herein can be either volatile or non-volatile memory, or can include both volatile and non-volatile memory.

これまでに説明されてきたことは、種々の実施形態の単なる例を含む。当然のことながら、これらの例を説明するために、コンポーネント又は方法の考えられるあらゆる組み合わせを説明することはできず、当業者は、本実施形態の多くの更なる組み合わせ及び置換形態が可能であることを認識することができる。したがって、本明細書において開示され、及び/又は特許請求される実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に入る全てのそのような改変形態、変更形態及び変形形態を含むことを意図している。更に、「包含する」という用語が詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかにおいて使用される限りにおいて、そのような用語は、「含む」という用語が特許請求の範囲において移行語として利用されるときに解釈されるのと同様に包括的であることを意図している。 What has been described so far includes mere examples of various embodiments. Of course, no possible combination of components or methods can be described to illustrate these examples, and one of ordinary skill in the art will be able to make many further combinations and substitutions of this embodiment. You can recognize that. Accordingly, the embodiments disclosed and / or claimed herein are intended to include all such modifications, modifications and variants that fall within the spirit and scope of the appended claims. doing. Moreover, as long as the term "includes" is used either in the detailed description or in the claims, such term is used as a transitional term in the claims. It is intended to be as comprehensive as it is sometimes interpreted.

更に、流れ図が、「開始」及び/又は「継続」表示を含む場合がある。「開始」及び「継続」表示は、提示されたステップを任意選択で他のルーチンに組み込むことができるか、又は他に他のルーチンと共に使用できることを表す。この関連において、「開始」は、提示される最初のステップの先頭を示し、具体的に図示されない他の活動が先行する場合がある。更に、「継続」表示は、提示されたステップが複数回実行される場合があり、及び/又は具体的に図示されない活動によって引き継がれる場合があることを表す。更に、流れ図がステップの特定の順序を示すが、因果関係の原則が維持される場合、他の順序も同様に可能である。 In addition, the flow chart may include a "start" and / or "continue" indication. The "start" and "continue" indications indicate that the presented steps can be optionally incorporated into other routines or used in conjunction with other routines. In this regard, "start" indicates the beginning of the first step presented and may be preceded by other activities not specifically illustrated. In addition, the "continuation" indication indicates that the presented step may be performed multiple times and / or may be taken over by an activity not specifically shown. Moreover, although the flow diagram shows a particular order of steps, other orders are possible as long as the principle of causality is maintained.

また、本明細書において使用される場合があるとき、「〜に動作可能に結合される」、「〜に結合される」、及び/又は「結合する」という用語は、アイテム間の直接の結合、及び/又は1つ又は複数の介在するアイテムを介してのアイテム間の間接的な結合を含む。そのようなアイテム及び介在するアイテムは、限定はしないが、接合部、通信パス、構成要素、回路要素、回路、機能ブロック及び/又はデバイスを含む。間接的な結合の一例として、第1のアイテムから第2のアイテムに搬送されるデータは、1つ又は複数の介在するアイテムにより、信号内の情報の形態、性質又はフォーマットを変更することによって変更される場合があるが、それにもかかわらず、信号内の1つ又は複数の情報要素は、第2のアイテムが認識することができるように搬送される。間接的な結合の更なる例において、1つ又は複数の介在するアイテム内の作用及び/又は反応の結果として、第1のアイテムにおける作用が第2のアイテムにおける反応を引き起こす可能性がある。 Also, as used herein, the terms "operably combined to", "combined to", and / or "combined" are direct combinations between items. And / or includes indirect binding between items via one or more intervening items. Such items and intervening items include, but are not limited to, junctions, communication paths, components, circuit elements, circuits, functional blocks and / or devices. As an example of indirect coupling, the data carried from the first item to the second item is modified by one or more intervening items by changing the form, nature or format of the information in the signal. However, nevertheless, one or more information elements in the signal are carried so that the second item can recognize them. In a further example of indirect binding, the action on the first item can cause a reaction on the second item as a result of the action and / or reaction within one or more intervening items.

特定の実施形態が本明細書において示され説明されたが、同じ又は同様の目的を達成する任意の構成が、本開示により説明又は示される実施形態に取って代わり得ることを理解されたい。本開示は、種々の実施形態のあらゆる適合形態又は変形形態の包含を意図する。上記実施形態の組み合わせ及び本明細書において特に説明されない他の実施形態が本開示において使用可能である。例えば、1つ又は複数の実施形態からの1つ又は複数の特徴は、1つ又は複数の他の実施形態の1つ又は複数の特徴と組み合わせることができる。1つ又は複数の実施形態において肯定的に記載される特徴は、別の構造的特徴及び/又は機能的特徴での置換の有無にかかわらず、実施形態において否定的に記載され、実施形態から除外されることもある。本開示の実施形態に関して説明されたステップ又は機能は、任意の順序で実行することができる。本開示の実施形態に関して説明されたステップ又は機能は、単独で実行されてもよく又は本開示の他のステップ若しくは機能と組み合わせて実行されてもよく、また本開示に説明されなかった他の実施形態若しくは他のステップから実行してもよい。更に、一実施形態に関して説明された特徴の全てよりも多数又は少数を利用することもできる。 Although specific embodiments have been shown and described herein, it should be understood that any configuration that achieves the same or similar objectives may replace the embodiments described or shown herein. The present disclosure is intended to include any conforming or modified form of various embodiments. A combination of the above embodiments and other embodiments not specifically described herein can be used in the present disclosure. For example, one or more features from one or more embodiments can be combined with one or more features of one or more other embodiments. Features that are positively described in one or more embodiments are negatively described in the embodiments and excluded from the embodiments, with or without substitutions in other structural and / or functional features. It may be done. The steps or functions described with respect to the embodiments of the present disclosure can be performed in any order. The steps or functions described with respect to embodiments of the present disclosure may be performed alone or in combination with other steps or functions of the present disclosure, and other practices not described in the present disclosure. It may be performed from the form or other steps. Moreover, more or less than all of the features described for one embodiment may be utilized.

Claims (10)

複数の通信信号を受信することと、
送信デバイスにより、前記複数の通信信号に従って、非絶縁導体上に環境的に形成される誘電層に少なくとも部分的に結合された複数の電磁波を誘導する複数のワイヤレス信号を生成することと
を含み、
前記誘電層は、酸化アルミニウム層を含み、前記複数の電磁波は、電気帰還路を必要とせずに前記非絶縁導体の前記誘電層に沿って伝搬し、
前記複数の電磁波の各電磁波は、前記複数の通信信号の少なくとも部分を伝達し、
前記複数の電磁波は、第1のハイブリッド波動モード及び第2のハイブリッド波動モードを含む複数の波動モードを有し、
前記複数の電磁波の第1の電磁波は、第1の標的極性を含む前記第1のハイブリッド波動モードを有し、
前記複数の電磁波の第2の電磁波は、第2の標的極性を含む前記第2のハイブリッド波動モードを有し、
前記第1の標的極性は、前記第2の標的極性に対して略直交し、
前記第1の標的極性及び第2の標的極性は、少なくとも前記複数の電磁波間の干渉を低減し、且つ受信デバイスが前記複数の通信信号の少なくとも前記部分を前記複数の電磁波の各電磁波から取り出すことを可能にする、方法。
Receiving multiple communication signals and
The transmitting device comprises generating a plurality of wireless signals according to the plurality of communication signals to induce a plurality of electromagnetic waves at least partially coupled to a dielectric layer environmentally formed on a non-insulated conductor.
The dielectric layer includes an aluminum oxide layer, and the plurality of electromagnetic waves propagate along the dielectric layer of the non-insulating conductor without the need for an electrical feedback path.
Each electromagnetic wave of the plurality of electromagnetic waves transmits at least a part of the plurality of communication signals.
The plurality of electromagnetic waves have a plurality of wave modes including a first hybrid wave mode and a second hybrid wave mode.
The first electromagnetic wave of the plurality of electromagnetic waves has the first hybrid wave mode including the first target polarity.
The second electromagnetic wave of the plurality of electromagnetic waves has the second hybrid wave mode including the second target polarity.
The first target polarity is substantially orthogonal to the second target polarity.
The first target polarity and the second target polarity reduce interference between at least the plurality of electromagnetic waves, and the receiving device extracts at least the portion of the plurality of communication signals from each electromagnetic wave of the plurality of electromagnetic waves. The way to enable.
前記複数の波動モードの1つは、基本波動モードを含み、及び前記複数の波動モードの別のモードは、非基本波動モードを含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein one of the plurality of wave modes comprises a fundamental wave mode, and another mode of the plurality of wave modes comprises a non-basic wave mode. 前記第1のハイブリッド波動モードは、HE11波動モードを含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the first hybrid wave mode includes a HE11 wave mode. 前記複数の波動モードは、基本波動モードを更に含む、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the plurality of wave modes further include a fundamental wave mode. 前記基本波動モード、前記第1のハイブリッド波動モード、及び前記第2のハイブリッド波動モードは、互いに実質的に直交する、請求項4に記載の方法。 The method of claim 4, wherein the fundamental wave mode, the first hybrid wave mode, and the second hybrid wave mode are substantially orthogonal to each other. 前記複数の電磁波の第1の部分は、第1の周波数帯域で動作し、前記複数の電磁波の第2の部分は、第2の周波数帯域で動作し、前記第1の周波数帯域は、前記第2の周波数帯域と異なる、請求項1に記載の方法。 The first portion of the plurality of electromagnetic waves operates in the first frequency band, the second portion of the plurality of electromagnetic waves operates in the second frequency band, and the first frequency band operates in the first frequency band. The method according to claim 1, which is different from the frequency band of 2. 前記複数の波動モードは、互いに実質的に直交し、且つそれにより波動モード分割多重化を促進する、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the plurality of wave modes are substantially orthogonal to each other, thereby promoting wave mode division multiplexing. 前記複数の電磁波は、周波数分割多重化のために構成される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the plurality of electromagnetic waves are configured for frequency division multiplexing. 前記複数の電磁波の少なくとも1つに影響する伝搬損失を生じさせる障害物を検出することと、
前記伝搬損失を少なくとも低減するために前記複数の電磁波の前記少なくとも1つを調整することと
を更に含む、請求項1に記載の方法。
Detecting obstacles that cause propagation loss affecting at least one of the plurality of electromagnetic waves.
The method of claim 1, further comprising adjusting at least one of the plurality of electromagnetic waves to at least reduce the propagation loss.
前記障害物は、水を含む、請求項9に記載の方法。 The method of claim 9, wherein the obstacle comprises water.
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