JP7015313B2 - コンパクト両円偏波マルチバンドの導波路フィードネットワーク - Google Patents

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Description

本発明は、包括的には、導波路に関し、より詳細には、導波路フィードネットワークに関する。
[関連出願の相互参照]
本出願は、米国特許法第119条の下で、2017年2月16日が出願日である米国仮特許出願第62/460,042号の優先権の利益を主張し、その内容は、引用することによってその全体が本明細書の一部をなすものとする。
円形導波路を通して左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を送信することができるとともに、円形導波路から左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を受信することもできる導波路フィードネットワークは、ポート間が良好に分離された2つの送信ポート及び2つの受信ポートを必要とすることがある。導波路フィードネットワークは、ポート間に必要とされる分離を提供するためにフィルタリングを必要とすることがある。信号を送信及び受信するために、送信ポートには送信機回路を結合することができ、受信ポートには受信機回路を結合することができる。
導波路フィードネットワークは、円形導波路に結合されて、送信ポートにおける直線偏波信号から円形導波路における左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号のうちの一方への変換を実施することができる。或いは、導波路フィードネットワークは、円形導波路における左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号のうちの一方から受信ポートにおける直線偏波信号への変換を実施することもできる。これは、左旋円偏波及び右旋円偏波の双方を有する信号を送信及び受信する統合型(integrated)導波路フィードネットワークの設計を非常に複雑にする。
上記に鑑み、複雑度の低いコンパクトな導波路フィードネットワークが必要とされている。
主題の技術の様々な態様によれば、円偏波信号を送信する導波路フィードネットワークの送信機ユニットが説明される。幾つかの実施の形態では、前記送信機ユニットは、第1の入力ポートを有する第1のブランチ及び第2の入力ポートを有する第2のブランチを備える。前記送信機ユニットは、前記第1のブランチ及び前記第2のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラを備える。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第1のブランチに第1の導波路リジェクト(reject)フィルタを備える。前記第1の導波路リジェクトフィルタは、第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備える。前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部は、前記第1の入力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第2のブランチに第2の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第2の導波路リジェクトフィルタは、第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備える。前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部は、前記第2の入力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された1つ以上のカプラを更に備える。前記第1の導波路リジェクトフィルタは、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する1つ以上の片面スタブの第1グループも備える。前記第2の導波路リジェクトフィルタは、前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する1つ以上の片面スタブの第2グループを備える。前記送信機ユニットは、コア導波路を更に備え、該コア導波路は、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部を介して前記第1のブランチに結合され、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部を介して前記第2のブランチに結合される。前記送信機ユニットは、前記第1の入力ポート又は前記第2の入力ポートのうちの一方から直線偏波信号を受信し、前記コア導波路内に円偏波信号を生成する。
主題の技術の様々な態様によれば、円偏波信号を受信する導波路フィードネットワークの受信機ユニットが説明される。幾つかの実施の形態では、前記受信機ユニットは、第1の出力ポートを有する第1のブランチ及び第2の出力ポートを有する第2のブランチを備える。前記受信機ユニットは、前記第1のブランチ及び前記第2のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラを備える。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第1のブランチに第1の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第1の導波路リジェクトフィルタは、第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備える。前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部は、円形導波路に結合され、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部は、前記第1の出力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第2のブランチに第2の導波路リジェクトフィルタを備える。前記第2の導波路リジェクトフィルタは、第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備える。前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部は、前記円形導波路に結合され、前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部は、前記第2の出力ポートに結合されている。前記統合型ブランチラインカプラは、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された1つ以上のカプラを備える。前記統合型ブランチラインカプラは、前記円形導波路から前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部及び前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部を介して円偏波信号を受信する。前記統合型ブランチラインカプラは、前記受信された円偏波信号に基づいて、前記第1の出力ポート又は前記第2の出力ポートのうちの一方において直線偏波信号を生成する。
主題の技術の様々な態様によれば、円偏波信号を送信する導波路フィードネットワークの送信機ユニットを動作させる方法が説明される。前記送信機ユニットは、第1のブランチ及び第2のブランチを備える。幾つかの実施の形態では、前記送信機ユニットを動作させる方法は、前記第1のブランチの入力ポートから第1の直線偏波信号を受信することと、前記第1の直線偏波信号の一部分を前記第1のブランチの第1の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信することとを含む。前記方法は、4分の1波長の位相シフトを前記第1の直線偏波信号の残りの部分に提供することによって第2の直線偏波信号を生成することを含む。前記4分の1波長の位相シフトは、前記第1の直線偏波信号の前記残りの部分を、ブランチラインカプラを通じて前記第2のブランチに送信することを介して提供される。前記ブランチラインカプラは、前記第1の導波路リジェクトフィルタと前記第2のブランチの第2の導波路リジェクトフィルタとの間に結合されている。前記方法は、前記第2の直線偏波信号を前記第2の導波路リジェクトフィルタを介して前記円形導波路に送信することを更に含む。前記方法は、前記第1の直線偏波信号の前記一部分及び前記第2の直線偏波信号を組み合わせることも含む。前記組み合わせることは、前記円形導波路において行われ、前記円形導波路内に右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号のうちの一方を生成する。
上記は、以下の詳細な説明をよりよく理解することができるように本開示の特徴を幅広く概説した。本開示の追加の特徴及び利点が本明細書に記載され、これらは、特許請求の範囲の主題をなす。
本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの本体部の斜視図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の送信機ユニットの断面図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の統合型ブランチラインカプラの構成要素を示す図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの受信部の斜視図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の受信機ユニットの断面図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの斜視図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの側面図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図である。 本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図である。 本開示の幾つかの態様による導波路フィードネットワークの一例示の動作方法のフロー図である。
本開示及びその利点をより完全に理解するために、本開示の特定の態様を記載した添付図面とともに利用される説明を以下に参照する。
以下に述べる詳細な説明は、主題の技術の様々な構成の説明として意図されており、主題の技術を実施することができる唯一の構成を表すことを意図したものではない。添付図面が本明細書に組み込まれ、詳細な説明の一部を構成している。詳細な説明は、主題の技術の十分な理解を提供することを目的として具体的な詳細を含む。しかしながら、主題の技術は、本明細書において述べられるこれらの具体的な詳細に限定されるものではなく、1つ以上の実施態様を用いて実施することができることが、当業者には明白であり、容易に認識されるであろう。主題の技術の概念を不明瞭にしないように、1つ以上の具体例において、よく知られた構造及び構成要素はブロック図の形態で示される。
本開示は、部分的には、衛星通信のための両円偏波を用いた導波路フィードネットワークを対象とする。衛星は、アップリンク信号を受信する衛星アンテナシステムに結合された衛星受信機を備えることができ、ダウンリンク信号を送信する衛星アンテナシステムに結合された衛星送信機も備えることができる。導波路フィードネットワークは、衛星アンテナシステムの要素と衛星受信機の要素との間に結合することができ、衛星アンテナシステムの要素と衛星送信機の要素と間に結合することもできる。衛星送信機を衛星アンテナシステムに結合する導波路フィードネットワークは、衛星送信機から受信された直線偏波信号を、送信される衛星アンテナシステム用の右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号のうちの一方に変換することができる。また、衛星受信機を衛星アンテナシステムに結合する導波路フィードネットワークは、衛星アンテナシステムから受信された右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号を、受信機用の直線偏波信号に変換することができる。衛星に対する通信に円偏波信号を提供することによって、通信が、衛星と通信する送受信機デバイスの向きの影響を受けないようにすることができる。
導波路フィードネットワークは、受信機ユニット及び送信機ユニットを備える。送信機ユニットは、2つのブランチ及び2つの入力ポートを備えることができる。これらの2つの入力ポートは、第1のブランチの第1の端部にある第1の入力ポートと、第2のブランチの第1の端部にある第2の入力ポートとである。これらの入力ポートは、直線偏波信号とすることができる入力信号を受信する回路部にも結合することができる。送信機ユニットは、エバネッセント導波路を備えることができる2つのブランチの第2の端部を介して、コア導波路、例えば円形導波路に結合することができ、入力ポートにおいて受信された信号に基づいて円偏波信号を提供することができる。送信機ユニットは、入力信号が第1の入力ポートから受信されたときは、コア導波路において左旋円偏波信号を提供することができ、入力信号が第2の入力ポートから受信されたときは、コア導波路において右旋円偏波信号を提供することができる。送信機ユニットは、左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を生成する2つのブランチの間に統合型ブランチラインカプラを備えることができる。この統合型ブランチラインカプラは、ブランチラインカプラを形成するように、第1のブランチと第2のブランチとの間に1つ以上のブランチを有することができる。統合型ブランチラインカプラは、第1のブランチ及び第2のブランチに統合された導波路リジェクトフィルタとして動作する導波路フィルタを備えることができる。この導波路リジェクトフィルタは、コア導波路内の不要信号から入力ポートを分離するのに用いることができる。統合型ブランチラインカプラの導波路リジェクトフィルタは、該導波路リジェクトフィルタを更に調節するのに用いることができる片面スタブを備えることができる。
加えて、受信機ユニットは、2つのブランチ及び2つの出力ポートを備えることができる。これらの2つの出力ポートは、第1のブランチの第1の端部にある第1の出力ポートと、第2のブランチの第1の端部にある第2の出力ポートとである。受信機ユニットは、2つのブランチの第2の端部を介してコア導波路、例えば円形導波路に結合されて、左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号を受信することができる。受信機ユニットは、コア導波路から左旋円偏波信号を受信することができ、第1の出力ポートにおいて直線偏波信号を提供することができる。一方、受信機ユニットは、コア導波路から右旋円偏波信号を受信することができ、第2の出力ポートにおいて直線偏波信号を提供することができる。受信機ユニットは、左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号から直線偏波信号を生成する2つのブランチの間に結合された統合型ブランチラインカプラを備えることができる。導波路リジェクトフィルタは、コア導波路内の不要信号から出力ポートを分離するために統合型ブランチラインカプラのブランチの各々に組み込むことができる。主題の技術は、複数の有利な特徴を含む。例えば、開示されたシステムは、各ブランチの2つの側にあるカプラ及びリジェクトフィルタによって、並びに、同じコア導波路上に送信機ユニット及び受信機ユニットを配置することにもよって、コンパクトで複雑度の低い導波路フィードネットワークを提供する。
図1は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの図である。導波路フィードネットワーク100は、送信部106、受信部102、及び本体部104を備える。この図に示すように、本体部104は、第1の下側部分116、第1の上側部分118、及び第2の上側部分120を備える。導波路フィードネットワーク100の送信部106は、第2の下側部分112及び第3の上側部分114を備える。第1の上側部分118、第3の上側部分114、第1の下側部分116、及び第2の下側部分112はともに、図3において送信機ユニット300としてより詳細に説明される送信機ユニットを備えることができる。
加えて、導波路フィードネットワーク100の受信部102は、第3の下側部分122及び第4の上側部分124を備える。第2の上側部分120、第4の上側部分124、第1の下側部分116、及び第3の下側部分122はともに、図6において受信機ユニット600としてより詳細に説明される受信ユニットを備えることができる。
加えて、図1の送信部106は、第2の下側部分112に結合された外側本体108を有するコア導波路110を備える。幾つかの実施形態では、コア導波路110は、送信部106の外側本体108から、送信部106の第2の下側部分112を通り、本体部104の第1の下側部分116を通って、受信部102の第3の下側部分122に延在することができる。幾つかの例では、コア導波路110の直径は、外側本体108を通って第3の下側部分122に向かうときに1回以上変化することができる。幾つかの例では、コア導波路110は円形導波路である。幾つかの他の例では、コア導波路110は十字形導波路である。
幾つかの実施形態では、図3に示す送信機ユニットは、2つのセグメントを備える。送信機ユニットの第1のセグメントは、本体部104の第1の上側部分118及び第1の下側部分116に含まれ、送信機ユニットの第2のセグメントは、送信部106の第3の上側部分114及び第2の下側部分112に含まれる。したがって、送信機ユニットは、送信部106及び本体部104が互いに接続されたときに形成される。幾つかの例では、送信部106及び本体部104を接続することによって、2つの入力ポート132及び134も形成される。幾つかの例では、送信機ユニットは、当該送信機ユニットにコア導波路110を通じて円偏波を送信させる信号を入力ポート132及び134のうちの一方を通じて受信する。幾つかの実施形態では、送信機ユニットは、入力ポート132を通じて信号を受信し、コア導波路110を通じて右旋円偏波を送信する。幾つかの実施形態では、送信機ユニットは、入力ポート134を通じて信号を受信し、コア導波路110を通じて左旋円偏波を送信する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク100は、送信機ユニットの入力ポート132及び134の間に25dBよりも良好な分離を提供する。
幾つかの実施形態では、図6に示す受信機ユニットは、2つのセグメントを備える。受信機ユニットの第1のセグメントは、本体部104の第2の上側部分120及び第1の下側部分116に含まれ、受信機ユニットの第2のセグメントは、受信部102の第4の上側部分124及び第3の下側部分122に含まれる。したがって、受信機ユニットは、受信部102及び本体部104が互いに接続されたときに形成される。幾つかの例では、受信部102及び本体部104を接続することによって、2つの出力ポート136及び138も形成される。幾つかの実施形態では、受信機ユニットは、当該受信機ユニットに出力ポート136又は138のうちの一方において信号を生成させる円偏波を、コア導波路110を通じて受信する。幾つかの実施形態では、受信機ユニットは、右旋円偏波を受信し、出力ポート136に信号を生成する。幾つかの実施形態では、受信機ユニットは、左旋円偏波を受信し、出力ポート138に信号を生成する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク100は、受信ユニットの出力ポート136及び138の間に25dBよりも良好な分離を提供する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク100は、コア導波路110内に円偏波を生成し及び/又はコア導波路110から円偏波を受信するコンパクトで複雑度の低い励起アセンブリである。幾つかの実施形態では、導波路フィードネットワーク100は、アルミニウム製である。
図2は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの本体部の斜視図である。図示するように、本体部104は、外周部204を有するコア導波路202の第1のセグメントを備えた第1の下側部分116を備える。幾つかの実施形態では、送信部106の第2の下側部分112は、本体部104が送信部106に接続されると、コア導波路202の第1のセグメントとともに、送信機ユニットのコア導波路202を形成する、該コア導波路202の相補的な第2のセグメントを備える。コア導波路202は、図7及び図8に関して説明される。
本体部104は、寸法206を有する複数の開口を備える第1の上側部分118も備える。これらの複数の開口は、図3に関して送信機ユニット300としてより詳細に説明される複数の方形導波路の第1のセグメントを構成する。複数の方形導波路の第1のセグメントは、入力ポート132及び134の第1のセグメントも備える送信機ユニットの第1のセグメントを形成する。幾つかの実施形態では、送信部106の第3の上側部分114は、送信機ユニットの相補的な第2のセグメントを形成する複数の方形導波路の相補的な第2のセグメントを構成する複数の同様の開口を備える。幾つかの例では、第1の上側部分118における複数の方形導波路の第1のセグメントと、第3の上側部分114における複数の方形導波路の第2のセグメントとは、第1の上側部分118の外表面に対して(with respect to)対称的であり、したがって、第1の上側部分118の外表面には、0の電場が生成される。また、幾つかの例では、送信機ユニットの複数の方形導波路の長さは、寸法206の2倍である。
図3は、本開示の幾つかの態様による一例示の送信機ユニットの断面図である。送信機ユニット300の斜視図は、図7に図示されている。幾つかの例では、直線偏波入力信号が、入力ポート132又は134のうちの一方を通じて受信され、コア導波路202において、円偏波信号が生成される。送信機ユニット300の動作が、図10に関して説明される。幾つかの例では、送信機ユニット300は、例えば、図2に示すような本体部104と送信部106との間の接触面に沿った図1の導波路フィードネットワーク100を通る断面である。送信機ユニット300は、図2に示すようなコア導波路202の周囲の外周部204と、受信機ユニットにおけるコア導波路のより小さな外周部320とを有するコア導波路202を示している。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク100のコア導波路の受信機ユニットにおける直径D2は、送信機ユニットにおける直径D1と比較して小さい。幾つかの例では、受信機におけるコア導波路の直径の方が小さいことによって、受信機ユニットのカットオフ周波数は、送信機ユニットと比較してより高くなる。
送信機ユニット300は、コア導波路202に結合された2つのブランチ310A及び310Bを示している。ブランチ310A又は310Bは各々、1つ以上のスタブ、例えば3つのスタブを備える導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bを備える。一例として、図3は、ブランチ310A上の3つの片面(single-sided)スタブ302A、302C、及び302Eと、ブランチ310B上の3つの片面(single-sided)スタブ302B、302D、及び302Fとを示している。図示するように、これらのスタブは外方に突出している。幾つかの実施形態では、導波路フィルタは、幾つかの周波数帯域における信号が図1、図2、及び図3の入力ポート132及び134に達するのを防止するように実施される導波路リジェクトフィルタである。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bは、ローパスフィルタであり、スタブ302A、302B、302C、302D、302E、及び302Fのサイズを含むフィルタ312A及び312Bのサイズ並びにスタブの数は、導波路リジェクトフィルタの許容波長及び阻止帯域に基づいて決定することができる。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bは、コア導波路を介して受信される予め定めた範囲内の信号が入力ポート132及び134に達するのを抑制する。
幾つかの例では、Cバンドが、信号の受信及び送信に用いられ、送信機ユニットの許容周波数範囲及び停止(例えば、抑制)周波数範囲が事前に規定される。幾つかの例では、送信周波数帯域は、入力ポート132又は134からコア導波路202に進むことができる周波数4.120 GHz~4.20 GHzを含む。受信周波数帯域は、コア導波路から入力ポート132又は134に達するのを、例えば55dBよりも大きく抑制される周波数6.345 GHz~6.425 GHzを含む。したがって、受信周波数帯域内にあるコア導波路における不要信号からの入力ポート132及び134の分離を55dBよりも良好に達成することができる。
図示するように、スタブ302A、302B、302C、302D、302E、及び302Fの自由端は、短絡させることができる。その場合、短絡されたスタブの入力インピーダンスは、スタブの電気的長さ及び幅と、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bを通過する信号の波長とに応じて、容量性又は誘導性のいずれかの純粋なリアクタンスである。したがって、スタブは、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bにおいてキャパシタ及びインダクタタとして機能することができ、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bの帯域幅を調節するのに用いることができる。図4に示すように、3つ以上のスタブ、例えば、5つのスタブを各ブランチの導波路リジェクトフィルタに組み込んで、導波路リジェクトフィルタの周波数応答を更に形成することができる。
加えて、送信機ユニット300は、ブランチ310A及び310Bとコア導波路202との間に結合された2つのエバネッセント導波路304A及び304Bを示している。幾つかの例では、エバネッセント導波路304A及び304Bのサイズは、コア導波路202と、ブランチ310A及び310Bの導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bとの間の挿入損失が、各ブランチにおいて予め定めたレベル未満、例えば、0.05 dB未満となるように調整される。幾つかの実施形態では、送信機ユニット300の第1のブランチ310B及び第2のブランチ310Aのエバネッセント導波路304A及び304Bは、コア導波路に結合されているとき、予め定めた角度、例えば45度を有する。エバネッセント導波路304A及び304Bの45度の湾曲によって、ブランチ310A及び310Bの仮想延長部分は、コア導波路202の中心において、90度に等しい角度Aで互いに交差することができる。したがって、コア導波路202に結合されたブランチ310A及び310Bの端部を互いに垂直にすることができる。加えて、45度の湾曲によって、統合型ブランチラインカプラ316がコア導波路202の近くに留まることを可能にすることができ、送信機ユニット300のサイズ及び質量を削減して送信機ユニット300をコンパクトにすることができる。
加えて、送信機ユニット300は、ブランチ310A及び310B上の変換器306A、306B、306C、及び306Dを示している。これらの変換器は、入力ポート132及び134において入力することができる送信信号の周波数範囲に基づくとともに、送信機ユニットの挿入損失を最小にするように決定された寸法を有する。幾つかの実施形態では、各ブランチ310A又は310Bの1つ以上の変換器は、整合する波長の変更を提供するように構成された4分の1波長変換器である。変換器306A、306B、306C、及び306Dを用いて波長を変更することによって、ブランチ310A又は310Bは、入力ポート132及び134に結合することができる送信機回路と整合することができる。幾つかの例では、4分の1波長変換器WR229を用いることができる。
幾つかの例では、送信機ユニット300のブランチ310A及び310Bの導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bはローパスフィルタである。導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bは、例えば、4.120 GHz~4.20 GHzの範囲内にある第1の周波数で受信された入力信号を、入力ポート132及び134からコア導波路202に送信することができる。導波路リジェクトフィルタは、第1の周波数よりも高い、例えば、6.345 GHz~6.425 GHzの範囲内にある第2の周波数の第2の信号を阻止することができる。したがって、導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bは、コア導波路202から受信された第2の周波数の第2の信号が入力ポート132及び134に達するのを防止することができる。
送信機ユニット300は、ブランチ310A及び310Bを内方に結合するカプラ314A、314B、及び314Cを備える統合型ブランチラインカプラ316を示している。統合型ブランチラインカプラ316は、上記で説明した導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bも備える。カプラ314A、314B、及び314Cの数、サイズ、及びロケーションは、コア導波路202内に左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号を生成するように選択することができる。これらの円偏波信号は、ブランチ310A及び310Bの入力ポート132及び134から受信される直線偏波信号に基づいて生成される。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bは、内面及び外面を有する。幾つかの例では、カプラ314A、314B、及び314Cは、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bの内面間で結合される。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ316は、電力を3dB分割するとともに90度位相シフトして、直線偏波モードから円偏波モードを生成する。幾つかの例では、カプラ314A、314B、及び314Cの幅322は、90度位相シフトを提供することができる。統合型ブランチラインカプラ316の導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bは、入力ポート132又は134に達する不要な円偏波モードを分離することができる。
幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ316は、左旋円偏波信号と右旋円偏波信号との間で9パーセントまでの帯域幅にわたって、予め定めた軸比、例えば0.40 dBの軸比も提供することができる。幾つかの実施形態では、カプラ314A、314B、及び314Cの間の距離は、コア導波路202の直径D1に依存する。幾つかの例では、カプラ314A、314B、及び314CはE面カプラであり、このカプラの高さは、ブランチ間で転送することができるエネルギーの量を決定することができる。一例として、カプラ314Bの高さ318は、ブランチ310A及び310Bの間で転送することができるエネルギーの量を決定する。統合型ブランチラインカプラ316は、図4に関して説明される。
加えて、幾つかの例では、スタブ302A、302B、302C、302D、302E、及び302Fは、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bの外面に結合され、この外面から延在されている。幾つかの実施形態では、導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bの1つ以上の片面スタブ302A、302B、302C、302D、302E、及び302Fは、1つ以上のカスケード接続フィルタ部に対応する。幾つかの実施形態では、図3に示すように、1つ以上の片面スタブ302A、302B、302C、302D、302E、302Fは、導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bに対して外方に結合される。加えて、カプラ314A、314B、及び314Cは、1つ以上の片面スタブのロケーション間で導波路リジェクトフィルタ312A又は312Bに対して内方に結合される。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bによって、周波数範囲4.12 GHz~4.2 GHzにある信号は、例えば、入力ポート132及び134からコア導波路202まで進むことが可能になる。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bは、周波数範囲6.345 GHz~6.425 GHzにある信号が、例えば、コア導波路202から入力ポート132及び134のいずれかに進むことを抑制し、少なくとも35dBの分離を提供する。
幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ316は、コア導波路202において、直線偏波信号から右旋円偏波信号及び左旋円偏波信号の一方又は双方を生成する。幾つかの実施形態では、送信機ユニット300は、第1のブランチ310Bの入力ポート132から第1の周波数の入力信号を受信し、第1の周波数の右旋円偏波信号をコア導波路202内に生成する。幾つかの実施形態では、送信機ユニット300は、第2のブランチ310Aの入力ポート134から第1の周波数の入力信号を受信し、第1の周波数の左旋円偏波信号をコア導波路内に生成する。
図4は、本開示の幾つかの態様による一例示の統合型ブランチラインカプラの構成要素を示している。図4の図形400は、図3の統合型ブランチラインカプラ316と一致する統合型ブランチラインカプラ416を示している。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ416は、ブランチラインカプラ410と、波形ローパスフィルタ412Aの一部分及び412Bの一部分とを統合したものである。ブランチラインカプラ410は、複数のカプラ414を有することができる。波形ローパスフィルタ412A及び412Bは、複数のスタブ406を有することができる。統合型ブランチラインカプラ416は、ブランチラインカプラ410と、波形ローパスフィルタ412Aの上半分と、波形ローパスフィルタ412Bの下半分とを統合したものとみなすことができる。或いは、統合型ブランチラインカプラ416は、ブランチラインカプラ410と、波形ローパスフィルタ412A又は412Bのうちの一方とを統合したものとみなすこともできる。幾つかの実施形態では、複数のカプラ414及び複数のスタブ406は、統合型ブランチラインカプラ416に結合されると、互いに向き合わない。幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ416は、電力をフィルタリング及び分割する機能と、位相シフトを行って直線偏波信号を生成する機能とを実行する。
図5は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの受信部の斜視図である。図示するように、受信部102は、外周部320を有するコア導波路502を備える第3の下側部分122を備える。幾つかの実施形態では、受信部102の第3の下側部分122は、コア導波路502の第1のセグメントとともに受信機ユニットのコア導波路502を形成する、コア導波路502の相補的な第2のセグメントを備える。幾つかの例では、コア導波路110の直径は、送信機ユニットと受信機ユニットとの間で変化し、例えば、コア導波路110の一部分であるコア導波路502が、コア導波路202であるコア導波路110の別の(another)部分と比較して、より小さな直径を有するように縮小される。コア導波路202及び502は、図7及び図8に関してより詳細に説明される。
受信部102は、寸法506を有する複数の開口を備える第4の上側部分124も備える。これらの複数の開口は、図6に関して受信機ユニット600としてより詳細に説明される複数の方形導波路の第1のセグメントを構成する。複数の方形導波路の第1のセグメントは、出力ポート136及び138の第1のセグメントも備える受信機ユニットの第1のセグメントを形成する。幾つかの実施形態では、本体部104の第2の上側部分120は、受信機ユニットの相補的な第2のセグメントを形成する複数の方形導波路の相補的な第2のセグメントを構成する複数の同様の開口を備える。幾つかの例では、第4の上側部分124における複数の方形導波路の第1のセグメントと、第2の上側部分120における複数の方形導波路の第2のセグメントとは、第4の上側部分124の外表面に対して対称的であり、したがって、第4の上側部分124の外表面には、0の電場が生成される。加えて、幾つかの例では、受信機ユニットの複数の方形導波路の長さは、寸法506の2倍である。
図6は、本開示の幾つかの態様による一例示の受信機ユニットの断面図である。受信機ユニット600の斜視図は、図7において示されている。幾つかの例では、受信機ユニット600は、例えば、図2に示すような本体部104と受信部102との間の接触面に沿った図1の導波路フィードネットワーク100を通る断面を示している。受信機ユニット600は、図5に示すようなコア導波路502の周囲の外周部204を有するコア導波路502を示している。幾つかの例では、コア導波路502は、図3に示された直径D2を有する。
幾つかの例では、円偏波信号は、コア導波路502に結合されたブランチ610A及び610Bを介してコア導波路502を通じて受信される。受信信号は、フィルタ612A及び612B並びにカプラ614A、614B、及び614Cを通過し、直線偏波信号を生成する。この直線偏波信号は、信号が右旋円偏波であるのか又は左旋円偏波であるのかに応じて、それぞれ出力ポート136又は138のうちの一方において生成することができる。幾つかの例では、出力ポート136及び138の間に25dBよりも良好な分離が提供される。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ612A及び612Bによって、周波数6.345 GHz~6.425 GHzにある信号が、例えば、コア導波路502から出力ポート136及び138のうちの一方に進むことが可能になる。幾つかの例では、導波路リジェクトフィルタ612A及び612Bは、周波数範囲4.12 GHz~4.2 GHzにある信号が、例えば、コア導波路502から出力ポート136及び138のうちのいずれかに進むことを抑制し、少なくとも55dBの分離を提供する。
受信機ユニット600は、コア導波路502に結合された2つのブランチ610A及び610Bを備える。ブランチ610A又は610Bは、各々導波路リジェクトフィルタ612A又は612Bを備える。導波路リジェクトフィルタ612A及び612Bは、送信信号の周波数に基づいて決定される寸法を有することができ、送信リジェクトフィルタとして動作することができる。導波路フィルタ612A及び612Bは、4.120 GHz~4.20 GHzの周波数範囲における方形モードTE10を抑制する導波路リジェクトフィルタ612A及び612Bと呼ぶこともできる。したがって、導波路リジェクトフィルタ612A及び612Bは、フィルタリング、例えば、ハイパスフィルタリングを実行して送信機信号を抑制することができ、送信機信号が受信機ユニットの出力ポート136又は138に達するのを更に防止することができる。
受信機ユニット600は、ブランチ610A及び610Bを内方に結合するカプラ614A、614B、及び614Cを備える統合型ブランチラインカプラ616を示している。統合型ブランチラインカプラ616は、上記で説明した導波路リジェクトフィルタ612A又は612Bも備える。カプラ614A、614B、及び614Cの数、サイズ、及びロケーションは、コア導波路502における左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号をブランチ610A及び610Bの出力ポート136及び138における直線偏波信号に変換するように選択することができる。幾つかの例では、カプラ614A、614B、及び614Cの間の距離は、コア導波路502の直径D2に依存する。幾つかの例では、カプラ614A、614B、及び614CはE面カプラである。
幾つかの実施形態では、導波路フィルタ、例えば、導波路リジェクトフィルタ612A又は612Bは、内面及び外面を有する。幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ616は、導波路リジェクトフィルタ612A又は612Bの内面の間に結合されたカプラ614A、614B、及び614Cを備える。説明したように、統合型ブランチラインカプラ616は、電力を分割し、位相シフトを生成して円偏波信号から直線偏波信号を生成することができる。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラ616のカプラ614A、614B、及び614Cは、第1の周波数の円偏波信号から第1の周波数の直線偏波信号を生成する。幾つかの実施形態では、統合型ブランチラインカプラは、電力を3dB分割することと、90度の位相シフトによって円偏波モードから直線偏波を生成することと、他方のポートに達する信号を分離することとを提供する。
加えて、受信機ユニット600は、ブランチ610A及び610B上の変換器606A、606B、606C、及び606Dを示している。これらの変換器は、コア導波路からの受信信号の周波数に基づくとともに、出力ポート136及び138における受信機ユニットの挿入損失を最小にするように決定された寸法を有する。幾つかの実施形態では、各ブランチ610A又は610Bの1つ以上の変換器は、整合する波長の変更を提供するように構成された4分の1波長変換器である。変換器606A、606B、606C、及び606Dを用いて波長を変更することによって、ブランチ610A又は610Bは、出力ポート136及び138に結合することができる受信機回路と整合することができる。幾つかの例では、4分の1波長変換器WR137を用いることができる。
幾つかの例では、円偏波信号が、コア導波路502から受信され、直線偏波信号が、変換器に結合された導波路リジェクトフィルタ612A及び612Bの出力において生成される。幾つかの例では、受信機ユニット600は、コア導波路502から第1の周波数の右旋円偏波信号を受信し、第2のブランチ610Bの出力ポート136において第1の周波数の出力信号を生成する。幾つかの例では、受信機ユニット600は、コア導波路502から第1の周波数の左旋円偏波信号を受信し、第1のブランチ610Aの出力ポート138において第1の周波数の出力信号を生成する。幾つかの実施形態では、ブランチ610A又は610Bは、コア導波路502に接着する端部に45度の湾曲、例えば、屈曲を有する。この45度の湾曲によって、統合型ブランチラインカプラ616がコア導波路502の近くに留まることを可能にすることができ、受信機ユニット600のサイズ及び質量を削減してコンパクトな受信機ユニットを作製することができる。幾つかの例では、統合型ブランチラインカプラ616をコア導波路502の近くに設置することによって、コア導波路502と受信機ユニット600との間のより効果的なインピーダンス整合を可能にすることができる。
図7は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの斜視図である。図1~図3に戻ると、図7の図形700は、送信機ユニットのコア導波路202を示している。コア導波路202は、ブランチ310A及び310Bに結合された図1のコア導波路110の一部分と一致する。図7は、ブランチ610A及び610Bに結合された図1のコア導波路110の一部分と一致する、受信機ユニットのコア導波路502も示している。コア導波路202及び502は、本体部104の第1の下側部分116の内部において送信機ユニットと受信機ユニットとの間に延在されたコア導波路710を介して互いに結合される。コア導波路202、710、及び502の直径は、図8に関して説明される。図形700は、外方に延在されたコア導波路110も示している。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク100は、入力ポート132及び134から信号を受信し、コア導波路110を通じて円偏波信号を送信する。幾つかの例では、導波路フィードネットワーク100は、コア導波路110から信号を受信し、出力ポート136及び138を通じて出力信号を提供する。図形700は、入力ポート132及び134を備える送信機ユニットのブランチ310A及び310Bの斜視図と、出力ポート136及び138を備える受信機ユニットのブランチ610A及び610Bの斜視図とを更に示している。
図8は、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの側面図である。幾つかの例では、図8の図形800は、送信機ユニットのブランチ310Aの側面図と、受信機ユニットのブランチ610Aの側面図とを示しており、図7の図形700の側面図である。図形800は、コア導波路710を介して互いに結合されたコア導波路202及びコア導波路502も含む。幾つかの実施形態では、図形800に示すように、受信機ユニットのコア導波路502の直径D2は、送信機ユニットのコア導波路202の直径D1よりも小さい。その結果、受信機ユニットのコア導波路502の導波路伝播モードのカットオフ周波数は、送信機ユニットのコア導波路202のカットオフ周波数と比較して、より高い周波数を有することができる。幾つかの例では、コア導波路202の直径D1は、1つ以上の段、例えば、1段によってコア導波路502の直径D2と整合するようにコア導波路710を通じて縮小される。幾つかの例では、送信機ユニットは長さL1を有し、受信機ユニットは長さL2を有し、送信機ユニット及び受信機ユニットは長さL3によって分離される。
幾つかの実施形態では、導波路フィードネットワーク100の寸法は、導波路フィードネットワーク100の動作周波数に依存する。幾つかの実施形態では、送信周波数及び受信周波数は、Cバンドにおいて選択される。幾つかの例では、送信周波数は、F1=4.12 GHz~F2=4.2 GHzの範囲にあり、受信周波数は、F3=6.345 GHz~F4=6.425 GHzの範囲にある。幾つかの実施形態では、直径D1は、1.70インチと1.73インチとの間の第1の範囲内で選択され、例えば、直径D1は、1.72インチに選択される。第1の範囲内で直径D1を選択することによって、コア導波路202におけるTE21モードのカットオフ周波数は、6.64 GHzと6.76 GHzとの間に留まる。したがって、上側の受信周波数F4は、下側のカットオフ周波数よりも十分低く、例えば、少なくとも1パーセント低い。したがって、TE21モードは、F1~F2の送信周波数範囲又はF3~F4の受信周波数範囲において導波路フィードネットワーク100のコア導波路202内を伝播することができない。直径D2は直径D1よりも小さいので、TE21モードは、F1~F2の送信周波数範囲又はF3~F4の受信周波数範囲においてコア導波路502内も伝播することができない。
第1の範囲内の直径D1を有するコア導波路202におけるTE11モードのカットオフ周波数は、4.0 GHz~4.07 GHzとすることができる。したがって、F1=4.12GHz~F2=4.2GHzの送信周波数範囲内の送信周波数は、コア導波路202内を、TE11モードを介して送信機ユニット300から伝播することができる。下側の送信周波数F1は、4.07 GHzの上側のカットオフ周波数よりも少なくとも1パーセント超高い。幾つかの例では、長さL1は、TE20モードもTE30モードも導波路リジェクトフィルタ312A及び312Bの方形導波路内を伝播することができないように、1.44インチと1.835インチとの間で選択され、例えば、1.806インチである。長さL1を1.44インチと1.835インチとの間で選択することによって、TE10モードは、送信機ユニット300の方形導波路において十分にカットオフ周波数外であり、したがって、送信機ユニット300を通じてコア導波路202に伝播することができる。幾つかの例では、コア導波路710及び502において、TE11モードが送信周波数F2については十分にカットオフ内であり、送信周波数F1については明確にカットオフ内であるように、直径D2は、1.2インチと1.54インチとの間で選択され、例えば、1.354インチである。直径D2は、コア導波路710及び502におけるTE11モードについて、受信周波数F3が十分にカットオフ外であり、受信周波数F4が明確にカットオフ外であるように選択される。幾つかの例では、送信機ユニットと受信機ユニットとの間のコア導波路におけるTM01モードについて40dBよりも大きな抑制を得ることができるように、長さL3は、1.55インチよりも長くなるように選択され、例えば、1.598インチが選択される。
図9Aは、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図を示している。図1に戻ると、図9Aの外形図900は、導波路フィードネットワーク100の一例示の製造された本体を示している。外形図900は、コア導波路110の外側本体108、第2の下側部分112、第1の下側部分116、及び第3の下側部分122を示している。外形図900は、入力ポート132及び134並びに出力ポート136及び138も示している。図示するような幾つかの例では、送信機ユニット及び受信機ユニットは、導波路フィードネットワーク100の同じ側になく、反対側に存在してもよい。図示するような幾つかの例では、入力ポート132及び134並びに出力ポート136及び138は、導波路フィードネットワーク100の反対側にあり、出力ポート及び入力ポートへの開口は、異なる向きを有することができる。
図9Bは、本開示の幾つかの態様による一例示の導波路フィードネットワークの外形図を示している。図1に戻ると、図9Bの外形図950は、導波路フィードネットワーク100の一例示の製造された本体を示している。外形図950は、コア導波路110の外側本体108、第2の下側部分112、第1の下側部分116、及び第3の下側部分122を示している。外形図950は、出力ポート136及び138も示している。入力信号を、接続部956を通じて接続することができるように、入力ポート132及び134は、それぞれ導波路952及び954を通じて送信機回路(図示せず)に結合される。
幾つかの実施形態において、図1及び図3を再び参照すると、複数の送信機ユニット300を導波路フィードネットワーク100に含めることができる。これらの複数の送信機ユニット300は、コア導波路110に結合することができ、複数のそれぞれ異なる送信周波数において動作することができる。また、複数の受信機ユニットも導波路フィードネットワーク100に含めることができる。これらの複数の受信機ユニット600は、コア導波路110に結合することができ、上記複数のそれぞれ異なる送信周波数と異なり、これらの送信周波数よりも高い複数のそれぞれ異なる受信周波数において動作することができる。
図1に戻って、幾つかの実施形態では、コア導波路110は、コア導波路内のTE21モードの伝播を抑制するように設計される。コア導波路の直径は、TE11モードにおける送信機ユニットの送信周波数が受信機に達するのを抑制するために、送信機ユニットから受信機ユニットに向けて縮小される。受信機ユニット600におけるコア導波路110の縮小された直径D2及び送信機ユニット300と受信機ユニット600との間のコア導波路110の長さL3は、TM01モードが受信機ユニットに達することも防止することができる。幾つかの例では、F3~F4の範囲内の最も高い受信周波数では、TM01モードは、コア導波路において40dBよりも大きく低減され、アンテナパターンの乱れが防止される。
図10は、本開示の幾つかの態様による導波路フィードネットワークの一例示の動作方法のフロー図である。特に、本明細書において説明される方法のフロー図1000の1つ以上のステップは、本明細書において考えられる様々なタイプの用途のために省略することもできるし、異なるシーケンスで実行することもできるし、及び/又は他の方法と組み合わせることもできる。方法のフロー図1000は、図3の送信機ユニット300を動作させるように実行することができる。図2に示すように、送信機ユニット300は、2つの入力ポート132及び134とコア導波路202との間に結合することができ、入力ポートから直線偏波入力信号を受信することができる。送信機ユニット300は、コア導波路202内に円偏波信号を生成することができる。
図10に示すように、ステップ1002において、送信機ユニットは、入力ポートによって第1の直線偏波信号を受信する。幾つかの例では、図3に示すように、送信機ユニットは、入力ポートを各々有する2つのブランチを備える。幾つかの例では、送信機ユニットは、第1のブランチ310Bの入力ポート132から第1の直線偏波信号を受信する。
ステップ1004において、第1の直線偏波信号の一部分が、第1の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信される。幾つかの例では、第1の直線偏波信号の第1の半分が、円形導波路に送信される。幾つかの実施形態では、第1の直線偏波信号の上記一部分は、第1のブランチ310Bの第1の導波路リジェクトフィルタ312Bを通じて、円形導波路とすることができるコア導波路202に送信される。幾つかの例では、第1の導波路リジェクトフィルタ312Bは、第1のブランチ310Bに位置する統合型ブランチラインカプラ316の一部である。幾つかの実施形態では、図3に示すように、1つ以上の変換器306B及び306Dが、入力ポート132と第1の導波路リジェクトフィルタ312Bとの間で結合され、整合する波長の変更を提供する。幾つかの実施形態では、エバネッセント導波路、例えば、図3のエバネッセント導波路304Bが、第1の導波路リジェクトフィルタ312Bをコア導波路202に結合する。
ステップ1006において、第1の直線偏波信号の残りの部分に4分の1波長の位相シフトを提供することによって、第2の直線偏波信号が生成される。幾つかの実施形態では、この4分の1波長の位相シフトは、第1の直線偏波信号の残りの部分を、統合型ブランチラインカプラ316のカプラ314A、314B、及び314Cを通じて第2のブランチ310Aに送信することによって提供される。カプラ314A、314B、及び314Cは、第1の導波路リジェクトフィルタ312Bと第2の導波路リジェクトフィルタ312Aとの間で内方に結合されている。幾つかの例では、第2の導波路リジェクトフィルタ312Aに送信される第1の直線偏波信号の第2の半分は、90度の位相シフトを受ける。
ステップ1008において、第2の直線偏波信号は、第2の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信される。幾つかの例では、第2の直線偏波信号は、第1の直線偏波信号の第2の半分から生成される。第1の直線偏波信号の第2の半分は、統合型ブランチラインカプラ316のカプラ314A、314B、及び314Cを通じて送信され、90度の位相シフトを受ける。幾つかの実施形態では、図3に示すように、第2の直線偏波信号は、第2のブランチ310Aの第2の導波路リジェクトフィルタ312Aを通じて、コア導波路202に送信される。幾つかの例では、第2の導波路リジェクトフィルタ312Aは、第2のブランチ310Aに位置する統合型ブランチラインカプラ316の一部である。幾つかの実施形態では、エバネッセント導波路、例えば、図3のエバネッセント導波路304Aが、第2の導波路リジェクトフィルタ312Aをコア導波路202に結合する。
ステップ1010において、第1の直線偏波信号の一部分及び第2の直線偏波信号の一部分は組み合わされ、円偏波信号が円形導波路内に生成される。図3に示すように、第1のブランチ310B及び第2のブランチ310Aは、コア導波路202の別々の既定のロケーションにおいてエバネッセント導波路304A及び304Bを介してコア導波路202に結合され、円偏波信号をコア導波路202内に生成する。幾つかの例では、第1の直線偏波信号が入力ポート132を通じて受信されるとき、右旋円偏波信号がコア導波路202内に生成され、加えて、入力ポート134が25dBよりも良好に分離される。幾つかの例では、第1の直線偏波信号が入力ポート134を通じて受信されるとき、左旋円偏波信号がコア導波路202内に生成され、加えて、入力ポート132が25dBよりも良好に分離される。
主題の技術の説明は、いずれの当業者も、本明細書において説明された様々な態様を実施することができるように提供されている。主題の技術は、様々な図及び態様に関して詳細に説明されているが、これらは例示を目的としたものにすぎず、主題の技術の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことが理解される。
単一の要素に対する言及は、特に記載がない限り、「唯一の」を意味するものではなく、「1つ以上の」を意味することが意図されている。「幾つか(some)」という用語は1つ以上を指す。見出し及び小見出しは、便宜上用いられているにすぎず、主題の技術を限定するものではなく、主題の技術の説明の解釈と関連付けて参照されるものではない。当業者に既知であるか又は後に既知となる、本開示全体を通して説明された様々な態様の要素の全ての構造的及び機能的な均等物は、引用により本明細書に明示的に含まれ、主題の技術によって包含されることが意図されている。その上、本明細書に開示されたものは、そのような開示が以上の説明で明示的に記載されているか否かを問わず、公共に供されることを意図していない。
本発明を、開示された態様に関して説明してきたが、当業者であれば、これらの態様が本発明の例示にすぎないことを容易に理解するであろう。本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な変更を行うことができることが理解されるべきである。本発明は、異なる方法ではあるが、本明細書における開示の利益を有する、当業者に明らかな均等の方法で変更及び実施することができるので、上記に開示された特定の態様は例示にすぎない。さらに、添付の特許請求の範囲の記載を除いて、本出願に示された構成又は設計の詳細に限定されることは意図されていない。したがって、上記に開示された特定の例示の態様の改変、組み合わせ、又は変更を行うことができることは明らかであり、全てのそのような変形は、本発明の範囲及び趣旨の範囲内にあるとみなされる。構成及び方法は、様々な構成要素又はステップを「備える」、「包含する」、又は「含む」という言葉で説明されるが、これらの構成及び方法は、それらの様々な構成要素及び動作「から本質的になる」又は「からなる」こともできる。上記に開示された全ての個数及び範囲は、或る量だけ変化することができる。下限及び上限を有する数値的範囲が開示されているときは常に、より広い範囲内に含まれる任意の数及び任意の部分的範囲が具体的に開示されている。また、特許請求の範囲における用語は、別段の意味が特許権者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、それらの明白な通常の意味を有する。本明細書及び引用によって本明細書の一部となり得る1つ以上の特許文献又は他の文献における語又は用語の使用方法に何らかの矛盾がある場合、本明細書と整合した定義が採用されるべきである。

Claims (18)

  1. 第1の入力ポートを有する第1のブランチ及び第2の入力ポートを有する第2のブランチと、
    第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備え、前記第1の端部は前記第1の入力ポートに結合されている、前記第1のブランチにおける第1の導波路リジェクトフィルタと、第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備え、前記第1の端部は前記第2の入力ポートに結合されている、前記第2のブランチにおける第2の導波路リジェクトフィルタと、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された1つ以上のカプラの第1グループと、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する1つ以上の片面スタブの第1グループ及び前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記外面から外方に突出する1つ以上の片面スタブの第2グループと、を備え、前記第1のブランチ及び前記第2のブランチを結合する第1の統合型ブランチラインカプラと、
    前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部を介して前記第1のブランチに結合され、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部を介して前記第2のブランチに結合されたコア導波路と、
    を備えた第1の送信機ユニットを具備し、
    前記第1の送信機ユニットは、前記第1の入力ポート又は前記第2の入力ポートのうちの一方から直線偏波信号を受信し、前記コア導波路内に円偏波信号を生成するように構成されており
    前記第1の送信機ユニットの前記第1の導波路リジェクトフィルタ及び前記第2の導波路リジェクトフィルタは、前記第1の入力ポート又は前記第2の入力ポートから受信された第1の周波数の入力信号を送信し、前記コア導波路から受信された、前記第1の周波数よりも高い周波数の第2の周波数の第2の信号を阻止するように構成されたローパスフィルタである、導波路フィードネットワーク。
  2. 前記コア導波路は円形導波路である、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  3. 前記第1の送信機ユニットの前記1つ以上のカプラの第1グループは、前記第1のブランチと前記第2のブランチとの間で直線偏波信号を転送するとき、90度の位相シフトを生成するように構成されている、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  4. 前記第1の送信機ユニットは、前記第1のブランチの前記第1の入力ポートから第1の周波数の入力信号を受信し、前記コア導波路内に前記第1の周波数の右旋円偏波信号を生成するように構成されている、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  5. 前記第1の送信機ユニットは、前記第2のブランチの前記第2の入力ポートから第1の周波数の入力信号を受信し、前記コア導波路内に前記第1の周波数の左旋円偏波信号を生成するように構成されている、請求項4に記載の導波路フィードネットワーク。
  6. 前記1つ以上の片面スタブの第1グループは、前記第1の導波路リジェクトフィルタにおける1つ以上のカスケード接続フィルタ部の第1グループに対応し、前記1つ以上の片面スタブの第2グループは、前記第2の導波路リジェクトフィルタにおける1つ以上のカスケード接続フィルタ部の第2グループに対応する、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  7. 前記コア導波路に結合されて、前記コア導波路から円形偏波信号を受信するように構成され、
    第1の出力ポートを有する第3のブランチ及び第2の出力ポートを有する第4のブランチと、
    第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備え、前記第1の端部は前記コア導波路に結合されるように構成され、前記第2の端部は前記第1の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第3のブランチにおける第3の導波路リジェクトフィルタと、第1の端部及び第2の端部並びに外面及び内面を備え、前記第1の端部は前記コア導波路に結合されるように構成され、前記第2の端部は前記第2の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第4のブランチにおける第4の導波路リジェクトフィルタと、前記第3の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第4の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された1つ以上のカプラの第2グループと、を備え、前記第3のブランチ及び前記第4のブランチを結合する第2の統合型ブランチラインカプラと、
    を備えた第1の受信機ユニットを更に具備し、
    前記第1の受信機ユニットは、前記コア導波路から前記第3の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部及び前記第4の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部を介して前記第2の周波数の円偏波信号を受信し、前記第1の出力ポート又は前記第2の出力ポートのうちの一方において前記第2の周波数の直線偏波信号を生成するように構成されている、請求項記載の導波路フィードネットワーク。
  8. 前記第1の送信機ユニット以外の1つ以上の送信機ユニットであって、前記第1の送信機ユニット及び該1つ以上の送信機ユニットの各送信機ユニットは、前記コア導波路に結合され、2つ以上のそれぞれ異なる送信周波数において動作するように構成されている、1つ以上の送信機ユニットと、
    前記第1の受信機ユニット以外の1つ以上の受信機ユニットであって、前記第1の受信機ユニット及び該1つ以上の受信機ユニットの各受信機ユニットは、前記コア導波路に結合され、前記それぞれ異なる送信周波数と異なり、それらの送信周波数よりも高い周波数の2つ以上のそれぞれ異なる受信周波数において動作するように構成されている、1つ以上の受信機ユニットと、
    を更に備える、請求項に記載の導波路フィードネットワーク。
  9. 前記コア導波路の直径は、送信周波数に関連した第1の予め定めた範囲及び受信周波数に関連した第2の予め定めた範囲における前記コア導波路内のTE21モードの伝播を抑制するように選択され、前記コア導波路の前記直径は、前記第1の予め定めた範囲におけるTM01モードが前記第1の受信機ユニットに達するのを抑制するように、前記第1の送信機ユニットから前記第1の受信機ユニットに向けて縮小されている、請求項に記載の導波路フィードネットワーク。
  10. 1つ以上の変換器の第1グループが、前記第1の入力ポートと前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部との間に結合され、1つ以上の変換器の第2グループが、前記第2の入力ポートと前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部との間に結合され、前記1つ以上の変換器の第1グループ及び前記1つ以上の変換器の第2グループは、方形導波路のサイズの変更を提供するように構成された4分の1波長変換器である、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  11. 前記第1のブランチは、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部と前記コア導波路との間に結合された第1のエバネッセント導波路を介して前記コア導波路に結合され、前記第2のブランチは、前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部と前記コア導波路との間に結合された第2のエバネッセント導波路を介してコア導波路に結合され、前記第1のエバネッセント導波路及び前記第2のエバネッセント導波路は、前記コア導波路に結合されているとき、予め定めた角度を有する、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  12. アルミニウム製である、請求項1に記載の導波路フィードネットワーク。
  13. 第1の出力ポートを有する第1のブランチ及び第2の出力ポートを有する第2のブランチと、
    第1の端部は円形導波路に結合されるように構成され、第2の端部は前記第1の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第1の端部及び前記第2の端部並びに外面及び内面を備える前記第1のブランチにおける第1の導波路リジェクトフィルタと、第1の端部は前記円形導波路に結合されるように構成され、第2の端部は前記第2の出力ポートに結合されるように構成されている、前記第1の端部及び前記第2の端部並びに外面及び内面を備える前記第2のブランチにおける第2の導波路リジェクトフィルタと、前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記内面と前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記内面との間に結合された1つ以上のカプラと、を備え、前記第1のブランチ及び前記第2のブランチを結合する統合型ブランチラインカプラと、を具備し、
    前記統合型ブランチラインカプラは、前記円形導波路から前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部及び前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第1の端部を介して円偏波信号を受信し、前記第1の出力ポート又は前記第2の出力ポートのうちの一方において直線偏波信号を生成するように構成されており
    前記第1の導波路リジェクトフィルタ及び前記第2の導波路リジェクトフィルタはハイパスフィルタである、受信機ユニット。
  14. 前記1つ以上のカプラは、前記第1のブランチと前記第2のブランチとの間で直線偏波信号を転送するとき、90度の位相シフトを生成するように構成されている、請求項13に記載の受信機ユニット。
  15. 前記円形導波路から第1の周波数の右旋円偏波信号を受信し、前記第1のブランチの前記第1の出力ポートにおいて前記第1の周波数の出力信号を生成するように構成されている、請求項13に記載の受信機ユニット。
  16. 前記円形導波路から第1の周波数の左旋円偏波信号を受信し、前記第2のブランチの前記第2の出力ポートにおいて前記第1の周波数の出力信号を生成するように構成されている、請求項13に記載の受信機ユニット。
  17. 1つ以上の変換器の第1グループが、前記第1の出力ポートと前記第1の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部との間に結合され、1つ以上の変換器の第2グループが、前記第2の出力ポートと前記第2の導波路リジェクトフィルタの前記第2の端部との間に結合され、前記1つ以上の変換器の第1グループ及び前記1つ以上の変換器の第2グループは、方形導波路のサイズの変更を提供するように構成された4分の1波長変換器である、請求項13に記載の受信機ユニット。
  18. 請求項1に記載された第1のブランチ及び第2のブランチを有する送信機ユニットを動作させる方法であって、
    前記第1のブランチの入力ポートから第1の直線偏波信号を受信することと、
    前記第1の直線偏波信号の第1部分を前記第1のブランチの第1の導波路リジェクトフィルタを介して円形導波路に送信することと、
    前記第1の直線偏波信号の残りの第2部分を、前記第1の導波路リジェクトフィルタと前記第2のブランチの第2の導波路リジェクトフィルタとの間に結合されたブランチラインカプラを通じて前記第2のブランチに送信することを介して、4分の1波長の位相シフトを前記第1の直線偏波信号の前記残りの第2部分に提供することによって、第2の直線偏波信号を生成することと、
    前記第2の直線偏波信号を前記第2の導波路リジェクトフィルタを介して前記円形導波路に送信することと、
    前記円形導波路において前記第1の直線偏波信号の前記第1部分及び前記第2の直線偏波信号を組み合わせて、前記円形導波路内に右旋円偏波信号又は左旋円偏波信号のうちの一方を生成することと、
    を含む、方法。
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