JP7038844B2

JP7038844B2 - フィード偏波器ステップツイストスイッチ

Info

Publication number: JP7038844B2
Application number: JP2020546952A
Authority: JP
Inventors: ハウフ，ジョン，ダブリュ．
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: CA3089637A1; EP3762994A1; US10615472B2; CA3089637C; JP2021515499A; WO2019173010A1; US20190280357A1

Description

多くの通信伝送システムは、多くの航空用および船舶ベースの衛星システムのためのものを含み、複数のRF帯域および複数の信号偏波（signal polarizations）をサポートする必要がある。例えば、いくつかのシステムは、２つの周波数帯域をサポートする必要がある。ここでは、一つの帯域が右手および左手の円偏波（circular polarization）のいずれかを利用することができ、一方で、その他の帯域は、左手の円偏波だけ、または、右手の偏波だけを利用できる。直線偏波（linear polarization）が使用される他の事例において、フィード（feed）への偏波角は、プラットフォームの動きを補償するために頻繁な調整を必要とする。直線偏波された信号は、利用可能な衛星リソースに基づいて、垂直または水平のいずれかで偏波される必要があり得る。

多くのシステムは、典型的には、異なる構成の全てを同時に利用する必要はなく、そして、移動（mobile）プラットフォーム(例えば、船舶、航空機)に配置される場合に重大となり得る、コスト、重量、およびフットプリントの制約を最小化するために、構成間で切り替えるように製造されてきている。切り替え機能を提供するために必要とされる任意の追加のハードウェアは、貴重なスペースを使用し、そして、また、アンテナバランスのためにカウンターウェイト付けされる（counterweighted）必要がある。ある場合には、カウンターウェイトのせいで、複数の構成機能を実装するためには２倍のボリュームが必要とされる。

いくつかの現在のシステムは、フィードに対する入力におけるダイプレクサ（diplexer）、導波路（waveguide）スイッチ、および、スイッチをダイプレクサに対して相互接続するために異なる波長(例えば、導波路の寸法)に適合するように別々に構成された複数の導波路セクションを利用する。導波路の正確で、かつ、安定した配置が、従って、許容できない信号損失(例えば、送信経路の挿入損失)を回避するように、必要であり得る。さらに他の実施形態においては、信号経路の位相マッチングが必要とされ、これもまた、さらなる複雑性、フットプリント、およびコストをもたらし得る。

例えば、図1は、一つの例示的なスイッチングシステム100を説明するブロック図である。入力導波路105は、信号を「ベースボールスイッチ（“baseball switch”）」120に対して送信する。
スイッチ120は、(予想される周波数帯域および偏波に応じて)回転させることにより、システム100を通じて信号を偏波するように構成され得る。そして、それによって、入力導波路105を、それぞれに、RF信号の異なる帯域に適合するように構成された。導波路127または導波路125を通じて、ダイプレクサ130の２つのポートのうちいずれか1つと接続している。このタイプの構成において、信号の直線偏波は、ダイプレクサ130によって決定される。信号は、その後で、円偏波器135を通じて送信され、そして、次いで、アンテナフィードホーン140に至る。駆動モータ165は、「ベースボールスイッチ」120を回転させるために利用され得る。この実装は、非常に大きなものとなり、そして、また、適切なアンテナバランスのためにカウンターウェイト付けが必要とされる可能性が高い。

この概要は、簡略化された形式において、以下の詳細な説明でさらに記述される概念の選択を導入するように提供されている。この概要は、クレームされる技術的事項（subject matter）の主要な特徴または質的な特徴を特定するように意図されたものではなく、また、クレームされる技術的事項の範囲を限定するために使用されるように意図されたものでもない。

説明される実施形態は、RF偏波器ステップツイストスイッチのための装置、方法、およびシステムを提供する。

実施形態の一つの態様において、RF通信のための偏波器装置は、矩形の導波路形状を有する第１ポートと、円形の導波路形状を有する第２ポートとを有する、導波路ステップツイストスイッチであり、導波路スイッチは、前記導波路スイッチの入力と出力との間に結合され、かつ、配置された複数の回転可能なディスクであり、前記ディスクそれぞれには開口部が設けられており、前記開口部は、RF信号がディスクを通じて伝搬することを可能にするように構成された信号経路の少なくとも一部を画定する、複数の回転可能なディスクと、前記ディスクを互いに相対的な位置へ回転させるように構成された駆動機構であり、前記開口部を通って伝搬するRF信号の偏波を修正する駆動機構とを含む、導波路ステップツイストスイッチと、前記ステップツイストスイッチの出力に結合されたフィードであり、前記フィードは、前記導波路スイッチの前記出力から供給される信号の出力偏波を提供するように構成されたベーン偏波器を含む、フィードと、を含む。

一つの実施形態においては、前記ディスクの異なる配置が、RF周波数の異なる帯域について異なる偏波を生成する。

一つの実施形態において、信号の出力偏波は、左手の円偏波または右手の円偏波のうち少なくとも1つである。

一つの実施形態において、前記ディスクの開口部は、矩形形状を有している。

一つの実施形態において、回転する前記ディスクのうち1つは、移行セクションを含み、前記移行セクションでは、長手方向に沿って、矩形入力から円形出力へ、実質的に滑らかに移行する。

一つの実施形態において、前記ディスクの開口部は、近位ディスクの開口部と遠位ディスクの開口部との間で約９０度だけ漸進的に移行するように、回転させることができる。

一つの実施形態において、前記ディスクは、さらに、前記開口部の周囲に配置されたRFチョークを備えている。

一つの実施形態において、前記駆動機構は、一連の連結されたギヤと係合しており、前記駆動機構の動きに応じて、前記ギヤそれぞれは、対応するディスクを異なる角度で回転させる。

一つの実施形態において、前記複数の回転可能なディスクは、少なくとも３つの回転可能なディスクを含む。

実施形態の一つの態様において、回転ステップツイスト導波路は、前記回転ステップツイスト導波路の入力ポートに対応する第１端部と、第２端部とを有する第１静止矩形導波路セクションと、前記第１静止矩形導波路セクションの前記第２端部に対して結合された第１端部と、第２端部とを有する第１ツイスト矩形導波路セクションと、前記第１ツイスト矩形導波路セクションの前記第２端部に対して結合された第１端部と、第２端部とを有する中間ツイスト矩形導波路セクションと、前記中間ツイスト矩形導波路セクションの前記第２端部に対して結合された第１端部と、第２端部とを有する遠位の矩形から円形への導波路移行部と、前記遠位の矩形から円形への導波路移行部の前記第２端部に結合された第１端部と、出力に対応する第１端部とを有する静止円形の導波路セクションと、を含む。

一つの実施形態において、前記出力は、ベーン偏波器を含むフィード構造に対して結合されている。

実施形態の一つの態様において、RF通信信号を偏波するための方法は、矩形の導波路形状を有する第１ポートと、円形の導波路形状を有する第２ポートとを有する導波路スイッチを備えるステップであり、前記導波路スイッチは、前記導波路スイッチの入力と出力との間に結合され、かつ、配置された複数の回転可能なディスクであり、前記ディスクそれぞれには開口部が設けられており、前記開口部は、RF信号がディスクを通じて伝搬することを可能にするように構成された信号経路の少なくとも一部を画定する、複数の回転可能なディスクを含む、ステップと、前記導波路スイッチの前記出力に対して結合されたフィードを備えるステップであり、前記フィードは、前記導波路スイッチの前記出力から供給される信号の円偏波を提供するように構成されたベーン偏波器を含む、ステップと、前記導波路スイッチの前記入力を通じて入力RF信号を受信するステップと、前記入力RF信号のタイプおよび出力信号のターゲット偏波に基づいて、前記複数の回転可能なディスクを複数のステップスイッチ回転のうち1つに配置するステップであり、前記入力RF信号が通過して伝搬するように構成されている、ステップと、前記導波路スイッチの前記出力からターゲット偏波の出力RF信号を送信するステップと、を含む。

一つの実施形態において、前記ディスクの異なる配置は、RF周波数の異なる帯域を偏波する。

一つの実施形態において、前記ディスクの開口部は、矩形形状を有している。一つの実施形態において、前記矩形形状は、長手方向にわたり、前記導波路スイッチの前記出力における円形へ実質的に滑らかに移行する。

一つの実施形態において、矩形の前記開口部は、近位ディスクの開口部と遠位ディスクの開口部との間で約９０度だけ漸進的に移行するように配置されている。

一つの実施形態において、前記ディスクは、さらに、前記ディスク間のギャップの周りに配置されたRFチョークを含む。

一つの実施形態においては、駆動機構が、一連の連結されたギヤと係合しており、前記駆動機構の動きに応じて、前記ギヤそれぞれは、対応するディスクを異なる角度で回転させる。

クレームされる発明の他の態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明、添付の請求項、および添付の図面から、より完全に明らかになるだろう。図面において、同様な参照番号は、類似または同一のエレメントを特定する。図面の記号に関連して明細書において説明される参照番号は、他の特徴についてコンテクストを提供するために、明細書で追加の説明をすることなく、１つまたはそれ以上の後続の図において繰り返され得る。さらに、図面は、必ずしも縮尺通りである必要はなく、代わりに、ここにおいて開示される概念が強調されている。
図1は、RFスイッチングシステムに係る一つの例示的なブロック図である。図2は、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステム（polarization step switching system）に係る一つの例示的なブロック図である。図3は、実施形態に従った、偏波ステップスイッチシステムに係る一つの例示的な断面図である。図4Aは、図3の偏波ステップスイッチの相互接続されたセグメントに係る一つの例示的な拡大図である。図4Bは、実施形態に従った、図4Aに示される偏波ステップスイッチの断面ラインI-I'を横切る一つの例示的な断面図である。図5Aは、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な正面斜視図である。図5Bは、実施形態に従った、様々な内部特徴を示している、偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な正面図である。図6Aは、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な背面斜視図である。図6Bは、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な背面図である。図7Aは、実施形態に従った、第１ねじれ位置（twist position）における偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な断面図である。図7Bは、図7Aにおいて示される偏波ステップスイッチングシステムの断面ラインI-I'を横切る一つの例示的な正面図である。図8Aは、実施形態に従った、第２ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な断面図である。図8Bは、図8Aにおいて示される偏波ステップスイッチングシステムの断面ラインI-I'を横切る一つの例示的な正面図である。図9Aは、実施形態に従った、第１ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な斜視反転内部図である。図9Bは、実施形態に従った、第２ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な斜視反転内部図である。図10Aは、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な断面図である。図10Bは、実施形態に従った、第１ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な斜視図である。図10Cは、実施形態に従った、第２ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステムに係る一つの例示的な斜視図である。

説明される実施形態は、フィード偏波器ステップツイストスイッチ（feed polarizer step twist switches）のための装置およびシステムに向けられている。

図2を参照すると、実施形態に従った、偏波ステップ（polarization step）スイッチングシステム150に係る一つの例示的なブロック図が示されている。導波路155は、偏波ステップスイッチ160のポートにつながり、それは、さらに、円偏波器170に対して、そして、フィードホーン175に対して接続されている。アクチュエータ165(例えば、駆動モータ)は、ステップスイッチ160に接続されており、そして、ここにおける実施形態でさらに説明されるように、ステップスイッチ160の中で、ねじれ可能（twistable）なセグメントを回転させるために、ステップスイッチ機構を駆動するように構成されている。ねじれ可能なセグメントがどのようにねじれているかに依存して、ステップスイッチ160および円偏波器170を通過する信号は、導波路155から通過する信号を偏波し、そして、結果として生じる信号をフィードホーン175から配布（distribute）する。

図3を参照すると、実施形態に従った、偏波ステップスイッチシステム300に係る一つの例示的な断面図が示されている。ステップスイッチ160は、数個のねじれ可能な導波路セクション(例えば、ディスク)55、60、65を含み、これらは、駆動シャフト15を通じて駆動機構(例えば、アクチュエータ165)によってねじられ、ギヤ25、30、35を回転することができる。ギヤは、それぞれに、ねじれ可能な導波路セクション55、60、65に対して移動可能に結合されており、そして、共通の駆動シャフト15を通じて相互に結合されている。スラスト軸受72は、移動可能な導波路セクション55、60、65と、静止セクション50、70との間の機械的インターフェイスを提供する。静止セクション50および70［アイテム70は、なお不正確であるが、アイテム70を通過するアイテム45を有するデザインの一部である。アイテム70は、最も右のスラスト軸受の右側のデザインの一部である。アイテム70は、上部および下部においてアイテム75に対して所定の位置に自身を保持するファントムねじ（phantom screw）を有する］、並びに、外側のハウジングセクション75は、ステップスイッチ160を形作り、そして、支持している。

実施形態において、ギヤ25、30、および35は、異なる回転速度で導波路セクション55、60、および65を同時に回転させるように個別に構成され得る(例えば、それに応じてギヤ25、30、および65の直径／ねじ山の数を構成することによる)。実施形態において、駆動シャフト15の予め設定された回転位置は、導波路セクション25、30、および65の予め設定された回転位置に対応しており、出力信号の予め設定された全体的な直線偏波を用いてそこを通過する信号のタイプを偏波する。実施形態において、駆動シャフト15の回転位置は、ねじれ可能な導波路セクション55、60、および65の漸進的に増加する相対的なねじれに対応している(例えば、図10C参照)。漸進的なねじれは、ねじれ可能な導波路セクション間における信号損失を回避するのに役立つ。実施形態においては、任意の数のねじれ可能な導波路セクションを利用することができる。しかしながら、そうしたセクションの数が増加するにつれて、システムの複雑さ、そして、コストも、また、増加する。

一つの実施形態においては、接合部を横切るギャップへの損失および潜在的なリークを最小限にするように、RFチョーク52が、ディスク間のギャップを横切るRFショート（short）を効果的に形成するために含まれている。

一つの実施形態において、ねじれ可能なセクションによって形成される導波路コア20の中心軸に垂直な導波路断面の形状は、矩形のRF入力導波路にマッチするような矩形形状である。一つの実施形態において、導波路コア20は、出力45へ延びるにつれて、セグメント40を横切り、円形断面へ漸進的にシフトし(例えば、図10B－10C参照)、フィードが後に続く。

図2の偏波器セクション170に関して上述したのと同様に、ステップスイッチ160の出力45は、RFアンテナ(図示なし)との接続を提供するように構成されている、円形フィード80につながり、それによって、所望の方法で偏波された信号を通信している。一つの実施形態において、円形フィード80はベーン偏波器（vane polarizer）85を含んでいる。実施形態において、利用することができる他の偏波器は、例えば、入射波を180度回転させることができるセプタム偏波器（septum polarizer）を含んでいる。実施形態において、円形フィードから配布される入力信号に係る結果として生じる偏波は、例えば、ねじれ可能なセクション55、60、および65の位置に応じて、左旋円（left circularly）偏波または右旋円偏波であり得る。一つの実施形態において、ベーン偏波器は、波が進むにつれて回転する螺旋（helix）と同様に進行する波を生成している円偏波を生成する。このように、スイッチの偏波は、移動するプラットフォームを補償するために連続的に更新される必要はない。

図4Aを参照すると、実施形態に従った、図3の偏波ステップスイッチ160の相互接続されたセグメントに係る一つの例示的な拡大図が示されている。図4Bは、図4Aに示される偏波ステップスイッチ160の断面ラインI-I'を横切る一つの例示的な断面図90である。ベアリングレース92は、ベアリング72について係合するための表面を提供し、一方で、ねじれ可能なセクション55、60、および65は、相互に、および、静止セグメント50、75に対して回転する。RFチョーク素子94、96、および98は、RFチョーク52に対応しており、そして、損失と漏れを最小にするように、ディスク間のインターフェイスの適切なRF短絡（shorting）を提供することができ、かつ、使用される周波数帯域に応じて上述のように構成され得る。

図5Aを参照すると、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステム500に係る一つの例示的な斜視図が示されている。図5Bは、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステム500に係る一つの例示的な正面のシースルービューである。システム500の前面側510は、RF IOポート515を含んでいる。一つの実施形態において、ポート515は、矩形形状である(例えば、RF矩形導波路に適合されている)。実施形態においては、他の形状を利用することができ、そして、例えば、リッジ導波路（ridged waveguides）を含んでいる。ハウジング525によって取り囲まれている駆動機構(図示せず)は、ここにおける実施形態においてさらに説明されるようなアクチュエータに対して接続され得る駆動シャフト527によって駆動され、そして、セクション560の中の回転可能なセクション(例えば、図3－図4の回転可能なディスク)のねじれを駆動する。側面510を通して示されている、レースベアリング（race bearing）530は、静止面と回転面との間のインターフェイスを提供している。

図6Aを参照すると、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステム500に係る一つの例示的な斜視図が示されている。図6Bは、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステム500に係る一つの例示的な背面図である。システム500の背面側550は、出力555を含んでいる。一つの実施形態において、出力555は円形であり、そして、ベーン偏波器を通じてフィード(例えば、図2のフィード170)に対して結合され得る。一つの実施形態において、ベーン偏波器557の配向（orientation）は、ステップツイストスイッチがベーン偏波器と合わせてどのように動作し得るかを説明するために示されている。

図7Aを参照すると、実施形態に従った、第１ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステム700に係る一つの例示的な断面図が示されている。図7Bは、図7Aにおいて示される偏波ステップスイッチングシステム700の断面ラインI-I'を横切る一つの例示的な断面図である。第１ねじれ位置において、セクション730Aを横切るステップツイストセグメントは、ねじれていない第１の位置にある(例えば、ねじれていない第１の位置におけるステップツイストセグメントに係る一つの例示的な斜視図を示している図10Bを参照のこと)。IOポート720を通じて、そこを通る回転可能なセグメントまでのビュー720Aは、従って、ねじれていないように見える。

図8Aを参照すると、実施形態に従った、第２ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステム700に係る一つの例示的な断面図示さていれる。図8Bは、図8Aにおいて示される偏波ステップスイッチングシステム700の断面ラインI-I'を横切る一つの例示的な断面図である。第２ねじれ位置において、セクション730Bを横切るステップツイストセグメントは、第２ねじれ位置にある(例えば、第２ねじり状態におけるステップツイストセグメントに係る一つの例示的な斜視図を示している図10Cを参照のこと)。IOポート720を通じたビュー720Bは、従って、(ツイストセグメントを通じて見ると)第２ねじれ位置へ漸進的に移行するように見える。ここにおいて説明されるように、漸進的なねじれは、ベーン偏波器に対して送られる入力信号の直線偏波を変化させるために、RF信号を所望の方法で回転させ、フィードホーンから送信される信号の最終的な円偏波を行う。

図9Aを参照すると、実施形態に従った、第１ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステム800に係る一つの例示的な斜視反転内部図が示されている。図9Bは、実施形態に従った、第２ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステム800に係る一つの例示的な斜視反転内部図である。実施形態において、ソリッド（solid）に見えている部分はオープンエアを表し、一方で、オープンな部分は固体材料(例えば、金属)を表している。３つの回転可能なステップスイッチセクションは、ねじれていない位置810Aにあり、その結果、IOポート805で入射するRF信号は、ここにおいてさらに説明されるように、ポート830において直線偏波信号を提供するように偏波される。対応する電場の強度は、強度ゾーン（intensity zone）840などによって、図解的に区別されており、図9Bに対して図9Aの円形出力830における信号の直線偏波の変化を示している。回転可能なステップスイッチセクション第２ねじれ位置810Bにおいて、ポート805での入力RF信号は、ターゲット偏波状態(例えば、右円偏波)に従って、830において直線偏波され、そして、ポート830でベーン偏波器へと送信されて、信号の最終的な円偏波に影響を及ぼす。

図10Aを参照すると、実施形態に従った、偏波ステップスイッチングシステム900に係る一つの例示的な断面図が示されている。図10Bは、実施形態に従った、第１ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステム900に係る一つの例示的な斜視図である。図10Cは、実施形態に従った、第２ねじれ位置における偏波ステップスイッチングシステム900に係る一つの例示的な斜視図である。入力ポート915は、静止セグメント910に設けられており、静止セグメントはセクション920の回転可能な(「ねじれ可能な（“twistable”）」)セグメントに結合されており、セクション920は、さらに、固定セクション940Aに結合されて、移行セクション950が、矩形導波路から円形出力ポート930へ漸進的に移行する。円形ポート930は、ここにおいてさらに説明されるように、フィード構造につながることができる。ねじれ可能なセグメントが、セクション920Aを横切り、ねじれていない第１の位置において、および、セクション920Bを横切り、第２ねじれ位置おいて示されている。

ここにおいて説明記載される異なる実施形態のエレメントは、上記に特定的には示されていない他の実施形態を形成するように組み合わされ得る。ここにおいて特定的に記載されていない他の実施形態も、また、以降の特許請求の範囲内のものである。

ここにおいて「一つの実施形態（“one embodiment”）」または「実施形態（“embodiment”）」に対する参照は、実施形態に関連して説明される、特定の特徴、構造、または特性が、クレームされる技術的事項（subject matter）に係る少なくとも一つの実施形態の中に含まれ得ることを意味している。本明細書中の様々な箇所に出現するフレーズ「一つの実施形態において（“in one embodiment”）」は、必ずしも全てが同一の実施形態を参照することを要するものではなく、また、他の実施形態を必ずしも排除する別個の又は代替の実施形態でもない。

本出願において使用されるように、用語「例示的（“exemplary“およびillustrative“）」は、一つの実施例、インスタンス、または図として機能することを意味するためにここにおいて使用されている。「例示的」としてここにおいて記載される任意の態様またはデザインは、必ずしも、他の態様またはデザインよりも好ましく、または、有利なものとして解釈されるものではない。むしろ、用語「例示的」の使用は、本発明の概念を具体的に提示するように意図されている。

加えて、用語「または（“or”）」は、排他的な（exclusive）「または」ではなく、むしろ、包括的な（inclusive）「または」を意味するように意図されている。すなわち、別段の規定がない限り、または、コンテクストから明確でなければ、「ＸはＡまたはＢを使用する（“X employs A or B”）」は、自然の包括的な順列のうちいずれかを意味するように意図されている。すなわち、ＸがＡを使用し、ＸがＢを使用し、または、ＸがＡおよびＢの両方を使用する場合に、「ＸはＡまたはＢを使用する」は、上記のインスタンスのいずれの場合にも満足される。加えて、この明細書および添付の請求項において使用される用語「一つの（“a”および“an”）」は、別段の規定がない限り、または、コンテクストから明確でなければ、「１つまたはそれ以上（“one or more”）」を意味するように、一般的には解釈されるべきである。

方向上の用語(例えば、上方、下方、平行、垂直、等)が本明細書および請求項において使用される限り、これらの用語は、実施形態の説明を補助するように単に意図されたものであり、そして、いかようにも特許請求の範囲を限定するように意図されてはいない。そうした用語は、正確さ(例えば、正確な直角度、または正確な並列性、等)を必要としないが、代わりに、一般的な公差および範囲が適用されることが意図されている。同様に、明示的に別段の規定がない限り、各数値および範囲は、あたかも用語「約（“about”）」、「実質的に（“”substantially）」、または「概ね（“approximately”）」が、その値または範囲の値の前にあるかのように、おおよそのものとして解釈されるべきである。

また、この明細書の目的のために、用語「結合する（”couple“）」、「カップリング（”coupling“）」、「結合された（”coupled“）」、「接続する（”connect“）」、「接続（”connecting“）」、または「接続された（”connected“）」は、エネルギーが２つまたはそれ以上のエレメント間で伝送されることが可能であり、そして、１つまたはそれ以上の追加のエレメントの介在が、必須ではないものとしても、考えられる、当技術分野で公知又はその後開発された任意の方法を参照する。逆に、用語「直接的に結合された（”directly coupled“）」、「直接的に接続された（”directly connected“）」、等は、そうした追加のエレメントが存在しないことを意味する。信号、および、対応するノードまたはポートは、同じ名前によって参照されてよく、そして、ここでの目的のために交換可能である。

エレメントおよび規格に関してここにおいて使用されるように、用語「互換性がある（“compatible”）」は、そのエレメントが、規格によって全体的または部分的に規定された方法を用いて他のエレメントと通信することを意味するものであり、かつ、規格によって規定された方法で他のエレメントと通信することが十分可能であると他のエレメントによって認識されることを意味する。互換性があるエレメントは、規格によって規定された方法で内部的に動作する必要はない。

ここにおいて説明され、かつ、例示されたパーツの詳細、材料、および構成におけるの様々な変更は、以降の特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者によってなされ得ることが、さらに理解されるだろう。

Claims

ＲＦ通信のための偏波器装置であって、
矩形の導波路形状を有する第１ポートと、円形の導波路形状を有する第２ポートとを有する、導波路ステップツイストスイッチであり、
導波路スイッチは、
前記導波路スイッチの入力と出力との間に結合され、かつ、配置された複数の回転可能なディスクであり、前記ディスクそれぞれには開口部が設けられており、前記開口部は、ＲＦ信号がディスクを通じて伝搬することを可能にするように構成された信号経路の少なくとも一部を画定する、複数の回転可能なディスクと、
前記ディスクを互いに相対的な位置へ回転させるように構成された駆動機構であり、前記開口部を通って伝搬するＲＦ信号の偏波を修正する駆動機構と、を含む、
導波路ステップツイストスイッチと、
前記ステップツイストスイッチの出力に結合されたフィードであり、
前記フィードは、前記導波路スイッチの前記出力から供給される信号の出力偏波を提供するように構成されたベーン偏波器、を含む、
フィードと、
を含み、
前記ディスクの異なる配置が、ＲＦ周波数の異なる帯域について異なる偏波を生成する、
偏波器装置。
ＲＦ通信のための偏波器装置であって、
矩形の導波路形状を有する第１ポートと、円形の導波路形状を有する第２ポートとを有する、導波路ステップツイストスイッチであり、
導波路スイッチは、
前記導波路スイッチの入力と出力との間に結合され、かつ、配置された複数の回転可能なディスクであり、前記ディスクそれぞれには開口部が設けられており、前記開口部は、ＲＦ信号がディスクを通じて伝搬することを可能にするように構成された信号経路の少なくとも一部を画定する、複数の回転可能なディスクと、
前記ディスクを互いに相対的な位置へ回転させるように構成された駆動機構であり、前記開口部を通って伝搬するＲＦ信号の偏波を修正する駆動機構と、を含む、
導波路ステップツイストスイッチと、
前記ステップツイストスイッチの出力に結合されたフィードであり、
前記フィードは、前記導波路スイッチの前記出力から供給される信号の出力偏波を提供するように構成されたベーン偏波器、を含む、
フィードと、
を含み、
信号の出力偏波は、左手の円偏波または右手の円偏波のうち少なくとも1つである、
偏波器装置。
前記ディスクの開口部は、矩形形状を有している、
請求項１に記載の偏波器装置。
回転する前記ディスクのうち1つは、移行セクションを含み、
前記移行セクションでは、長手方向に沿って、矩形入力から円形出力へ、実質的に滑らかに移行する、
請求項１または２に記載の偏波器装置。
前記ディスクの開口部は、近位ディスクの開口部と遠位ディスクの開口部との間で約９０度だけ漸進的に移行するように、回転させることができる、
請求項１または２に記載の偏波器装置。
前記ディスクは、さらに、前記開口部の周囲に配置されたＲＦチョークを備えている、
請求項１に記載の偏波器装置。
前記駆動機構は、一連の連結されたギヤと係合しており、
前記駆動機構の動きに応じて、前記ギヤそれぞれは、対応するディスクを異なる角度で回転させる、
請求項１または２に記載の偏波器装置。
前記複数の回転可能なディスクは、少なくとも３つの回転可能なディスクを含む、
請求項１または２に記載の偏波器装置。
回転ステップツイスト導波路であって、
前記回転ステップツイスト導波路の入力ポートに対応する第１端部と、第２端部とを有する第１静止矩形導波路セクションと、
前記第１静止矩形導波路セクションの前記第２端部に対して結合された第１端部と、第２端部とを有する第１ツイスト矩形導波路セクションと、
前記第１ツイスト矩形導波路セクションの前記第２端部に対して結合された第１端部と、第２端部とを有する中間ツイスト矩形導波路セクションと、
前記中間ツイスト矩形導波路セクションの前記第２端部に対して結合された第１端部と、第２端部とを有する遠位の矩形から円形への導波路移行部と、
前記遠位の矩形から円形への導波路移行部の前記第２端部に結合された第１端部と、出力に対応する第１端部とを有する静止円形の導波路セクションと、
を含み、
前記出力は、ベーン偏波器を含むフィード構造に対して結合されている、
回転ステップツイスト導波路。
ＲＦ通信信号を偏波するための方法であって、
矩形の導波路形状を有する第１ポートと、円形の導波路形状を有する第２ポートとを有する導波路スイッチを備えるステップであり、
前記導波路スイッチは、前記導波路スイッチの入力と出力との間に結合され、かつ、配置された複数の回転可能なディスクであり、前記ディスクそれぞれには開口部が設けられており、前記開口部は、ＲＦ信号がディスクを通じて伝搬することを可能にするように構成された信号経路の少なくとも一部を画定する、複数の回転可能なディスクを含む、
ステップと、
前記導波路スイッチの前記出力に対して結合されたフィードを備えるステップであり、
前記フィードは、前記導波路スイッチの前記出力から供給される信号の円偏波を提供するように構成されたベーン偏波器を含む、
ステップと、
前記導波路スイッチの前記入力を通じて入力ＲＦ信号を受信するステップと、
前記入力ＲＦ信号のタイプおよび出力信号のターゲット偏波に基づいて、前記複数の回転可能なディスクを複数のステップスイッチ回転のうち1つに配置するステップであり、
前記入力ＲＦ信号が通過して伝搬するように構成されている、
ステップと、
前記導波路スイッチの前記出力からターゲット偏波の出力ＲＦ信号を送信するステップと、
を含み、
前記ディスクの異なる配置は、ＲＦ周波数の異なる帯域を偏波する、
方法。
前記ディスクの開口部は、矩形形状を有している、
請求項１０に記載の方法。
前記矩形形状は、長手方向にわたり、前記導波路スイッチの前記出力における円形へ実質的に滑らかに移行する、
請求項１１に記載の方法。
矩形の前記開口部は、近位ディスクの開口部と遠位ディスクの開口部との間で約９０度だけ漸進的に移行するように配置されている、
請求項１０に記載の方法。
前記ディスクは、さらに、前記ディスク間のギャップの周りに配置されたＲＦチョークを含む、
請求項１０に記載の方法。
駆動機構が、一連の連結されたギヤと係合しており、
前記駆動機構の動きに応じて、前記ギヤそれぞれは、対応するディスクを異なる角度で回転させる、
請求項１０に記載の方法。
前記複数の回転可能なディスクは、少なくとも３つの回転可能なディスクを含む、
請求項１０に記載の方法。