KR20180070637A - 무선 통신을 조정하는 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20180070637A
KR20180070637A KR1020187013714A KR20187013714A KR20180070637A KR 20180070637 A KR20180070637 A KR 20180070637A KR 1020187013714 A KR1020187013714 A KR 1020187013714A KR 20187013714 A KR20187013714 A KR 20187013714A KR 20180070637 A KR20180070637 A KR 20180070637A
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폴 살라 헨리
도날드 제이. 바르니켈
파하드 바르제거
로버트 베넷
어윈 겔즈버그
헨리 카프카
토마스 엠. 3세 윌리스
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에이티 앤드 티 인텔렉추얼 프라퍼티 아이, 엘.피.
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Abstract

본 논제 발명의 양태들은 예를 들어, 유전체 안테나에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들의 빔 폭을 변경하기 위해 유전체 안테나의 급전점에 공급되는 전자파들의 동작 파라미터를 조정하는 단계로서, 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 급전점을 따라 전파하는 단계, 원거리장 무선 신호들의 빔 폭이 원격 시스템에 의한 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하도록 조정될 필요가 있다는 것을 검출하는 단계, 및 원거리장 무선 신호들의 빔 폭을 조정하기 위해 전자파들의 동작 파라미터를 조정하는 단계에 대한 방법을 포함할 수 있다. 다른 실시예들이 개시된다.

Description

무선 통신을 조정하는 방법 및 장치
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2015년 10월 16일자로 출원된 미국 출원 제 14/885,398호의 우선권을 주장하며, 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
개시 분야
본 발명은 통신 네트워크에서의 마이크로파 전송을 통한 통신에 관한 것이다.
스마트 폰들 및 다른 휴대용 장치들이 점점 더 유비쿼터스화되고(ubiquitous) 데이터 사용량이 증가함에 따라, 매크로셀 기지국 디바이스들 및 기존의 무선 기반구조는 결국 증가된 수요를 처리하기 위해 더 높은 대역폭 성능을 필요로 한다. 추가적인 모바일 대역폭을 제공하기 위해, 마이크로셀들과 피코셀들이 기존 매크로셀들보다 훨씬 작은 영역들에 대한 커버리지를 제공하는 소형 셀 배치가 진행되고 있다.
게다가, 대부분의 가정들 및 기업들은 음성, 비디오 및 인터넷 브라우징 등과 같은 서비스들에 대한 광대역 데이터 액세스에 의존하게 되었다. 광대역 액세스 네트워크들은 위성, 4G 또는 5G 무선, 전력선 통신, 파이버, 케이블 및 전화 네트워크들을 포함한다.
일 실시예에서, 유도 전자파들을 통하여 데이터 또는 다른 시그널링과 같은 통신 신호들을 송신하고 수신하는 유도파 통신 시스템이 제공된다. 유도 전자파들은 예를 들어, 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되는 표면파들 또는 다른 전자파들을 포함한다. 다양한 전송 매체가 예시적 실시예들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 유도파 통신 수단과 함께 활용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이러한 전송 매체의 예들은 이하의 것: 절연되든 아니든, 그리고 단선이든 다연선이든 와이어; 와이어 번들, 케이블, 로드, 레일, 파이프를 포함하는 다른 형상 또는 구성의 전도체; 유전체 파이프, 로드, 레일, 또는 다른 유전체 부재와 같은 부도체; 전도체 및 유전체 재료의 조합; 또는 다른 유도파 전송 매체 중 하나 이상을 단독으로 또는 하나 이상의 조합들로 포함할 수 있다.
전송 매체 상의 유도 전자파들의 유도는 전기 회로의 일부로서 전송 매체를 통해 도입되거나 전송되는 임의의 전위, 전하 또는 전류와 관계 없을 수 있다. 예를 들어 전송 매체가 와이어인 경우에, 와이어에서의 작은 전류가 와이어를 따른 유도파들의 전파에 응하여 형성될 수 있지만, 이는 와이어 표면을 따른 전자파의 전파로 인할 수 있고, 전기 회로의 일부로서 와이어로 도입되는 전위, 전하 또는 전류에 응하여 형성되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 그러므로, 와이어 상에서 이동하는 전자파들은 와이어 표면을 따라 전파하기 위해 회로를 필요로 하지 않는다. 그러므로, 와이어는 회로의 일부가 아닌 단일 와이어 전송선이다. 또한 일부 실시예들에서, 와이어는 필요하지 않고, 전자파들은 와이어가 아닌 단일선 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
보다 일반적으로, 본 논제 발명에 의해 설명하는 바와 같은 “유도 전자파들” 또는 “유도파들”은 적어도 부분적으로 물리적 대상에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 물리적 대상의 전송 경로를 따라 전파하도록 전송 매체의 적어도 일부인 물리적 대상(예를 들어, 노출 와이어 또는 다른 전도체, 유전체, 절연된 와이어, 전선관 또는 다른 중공의 요소, 유전체 또는 절연체에 의해 코팅되거나, 커버되거나, 둘러 싸여지는 절연된 와이어들의 번들 또는 다른 와이어 번들, 또는 다른 형태의 고체, 액체 또는 비기체 전송 매체)의 존재에 의해 영향을 받는다. 이러한 물리적 대상은 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전송 경로를 따라 에너지, 데이터 및/또는 다른 신호들을 결국 전할 수 있는 유도 전자파들의 전파를, 전송 매체의 경계면(예를 들어, 외부면, 내부면, 외부면과 내부면 사이의 내부 부분 또는 전송 매체의 요소들 사이의 다른 경계)을 통하여 유도하는 전송 매체의 적어도 일부로서 동작할 수 있다.
비유도 전자파들에 의해 이동되는 거리의 제곱만큼 강도가 반대로 감소하는 비유도 (또는 비억제) 전자파들과 같은 무선 신호들의 자유 공간 전파와 달리, 유도 전자파들은 비유도 전자파들에 의해 겪게 되는 손실보다 단위 거리 당 규모의 더 적은 손실로 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
전기 신호들과 달리, 유도 전자파들은 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이에 별도의 전기 복귀 경로를 필요로 하지 않고 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전파할 수 있다. 결과적으로, 유도 전자파들은 어떤 전도성 구성요소들도 갖지 않는 전송 매체(예를 들어, 유전체 스트립)를 따라, 또는 단일 전도체만을 갖는 전송 매체(예를 들어, 단일 노출 와이어 또는 절연된 와이어)를 통하여 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전파할 수 있다. 전송 매체가 하나 이상의 전도성 구성요소들을 포함하고 전송 매체를 따라 전파하는 유도 전자파들이 유도 전자파들의 방향으로 하나 이상의 전도성 구성요소들에서 흐르는 전류들을 생성하더라도, 이러한 유도 전자파들은 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 전기 복귀 경로 상에서 반대 전류들의 흐름을 필요로 하지 않고 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
비제한적인 예시에서, 전도성 매체를 통하여 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이에서 전기 신호들을 송신하고 수신하는 전기 시스템들을 고려한다. 이러한 시스템들은 일반적으로 전기적으로 분리된 순방향 및 복귀 경로들에 의존한다. 예를 들어, 절연체에 의해 분리되는 중심 전도체 및 접지 실드를 갖는 동축 케이블을 고려한다. 전형적으로 전기 시스템에서, 송신 (또는 수신) 디바이스의 제1 단자는 중심 전도체에 접속될 수 있고, 송신 (또는 수신) 디바이스의 제2 단자는 접지 실드에 접속될 수 있다. 송신 디바이스가 제1 단자를 통하여 중심 전도체에 전기 신호를 투입시키면, 전기 신호는 중심 전도체를 따라 전파하여, 중심 전도체에서의 순방향 전류들, 및 접지 실드에서의 복귀 전류들을 야기할 것이다. 동일한 조건들이 2단자 수신 디바이스에 대해 적용된다.
그에 반해서, 전기 복귀 경로 없이 유도 전자파들을 전송하고 수신하는 (무엇보다도 동축 케이블을 포함하는) 전송 매체의 상이한 실시예들을 활용할 수 있는 본 논제 발명에 설명하는 것과 같은 유도파 통신 시스템을 고려한다. 일 실시예에서 예를 들어, 본 논제 발명의 유도파 통신 시스템은 동축 케이블의 외부면을 따라 전파하는 유도 전자파들을 유도하도록 구성될 수 있다. 유도 전자파들이 접지 실드 상에 순방향 전류들을 야기할 것이지만, 유도 전자파들은 동축 케이블의 외부면을 따라 유도 전자파들이 전파하는 것을 가능하게 하기 위해 복귀 전류들을 필요로 하지 않는다. 유도 전자파들의 전송 및 수신을 위한 유도파 통신 시스템에 의해 사용되는 다른 전송 매체에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어, 노출 와이어 또는 절연된 와이어의 외부면 상에서 유도파 통신 시스템에 의해 유도되는 유도 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 노출 와이어 또는 절연된 노출 와이어를 따라 전파할 수 있다.
따라서, 송신 디바이스에 의해 도입되는 전기 신호들의 전파를 가능하게 하도록 별도의 전도체들 상에서 순방향 및 역방향 전류들을 전하기 위해 2개 이상의 전도체들을 필요로 하는 전기 시스템들은 전송 매체의 경계면을 따른 유도 전자파들의 전파를 가능하게 하도록 전기 복귀 경로의 필요 없이 전송 매체의 경계면 상에서 유도 전자파들을 유도하는 유도파 시스템들과 별개이다.
본 논제 발명에 설명하는 바와 같은 유도 전자파들이 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 전송 매체의 외부면 상에서 또는 이것을 따라 사소하지 않은 거리들을 전파하기 위해 주로 또는 실질적으로 전송 매체의 외부에 놓이는 전자계 구조를 가질 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 다른 실시예들에서, 유도 전자파들은 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 전송 매체의 내에서 사소하지 않은 거리들을 전파하기 위해 주로 또는 실질적으로 전송 매체의 내부에 놓이는 전자계 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 유도 전자파들은 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 전송 매체를 따라 사소하지 않은 거리들을 전파하기 위해 전송 매체 부분적으로 내부 및 부분적으로 외부에 놓이는 전자계 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 원하는 전계 구조는 원하는 전송 거리, 전송 매체 그 자체의 특성들, 및 전송 매체 외부의 환경 조건들/특성들(예를 들어, 비, 안개, 대기 조건들 등의 존재)을 포함하는 다양한 요인들에 기초하여 달라질 수 있다.
본원에 설명하는 다양한 실시예들은 와이어의 원주 또는 다른 단면 치수와 같은 결합 디바이스 및/또는 전송 매체의 하나 이상의 치수들, 또는 300 ㎒ 내지 30 ㎓와 같은 더 낮은 마이크로파 주파수들과 비교하여 파장이 작을 수 있는 밀리미터파 주파수들(예를 들어, 30 내지 300 ㎓)에서 전송 매체로 그리고 이것으로부터 유도 전자파들을 런칭하고/하거나 추출하는 “도파관 결합 디바이스들”, “도파관 커플러들” 또는 보다 단순히 “커플러들”, “결합 디바이스들” 또는 “런처들”로 지칭될 수 있는 결합 디바이스들에 관한 것이다. 전송 신호들은: 스트립, 원호 또는 다른 길이의 유전체 재료; 혼(horn), 단극, 로드, 슬롯 또는 다른 안테나; 안테나들의 어레이; 자기 공진 공동, 또는 다른 공진 커플러; 코일, 스트립선, 도파관 또는 다른 결합 디바이스와 같은 결합 디바이스에 의해 유도되는 파형들로서 전파하도록 야기될 수 있다. 동작에서, 결합 디바이스는 전송기 또는 전송 매체로부터 전자파를 수신한다. 전자계 구조의 전자파는 결합 디바이스 내부, 결합 디바이스 외부 또는 이들의 일부 조합으로 전해질 수 있다. 결합 디바이스가 전송 매체에 아주 근접하여 있을 때, 전자파의 적어도 일부는 전송 매체에 결합되거나 결속되고, 유도 전자파들로서 계속해서 전파한다. 상호적 방식으로, 결합 디바이스는 전송 매체로부터 유도파들을 추출하고 이러한 전자파들을 수신기로 전송할 수 있다.
일 예시적 실시예에 따르면, 표면파는 상이한 특성들(예를 들어, 유전체 특성들)을 갖는 다른 타입의 매체에 인접하거나 노출되는 와이어의 외부 또는 외부면, 또는 와이어의 다른 표면과 같은 전송 매체의 표면에 의해 유도되는 유도파의 타입이다. 실제로 일 예시적 실시예에서, 표면파를 유도하는 와이어의 표면은 2개의 상이한 타입들의 매체 사이에 천이면을 나타낼 수 있다. 예를 들어 노출 또는 비절연 와이어의 경우에, 와이어의 표면은 공기 또는 자유 공간에 노출되는 노출 또는 비절연 와이어의 외측 또는 외부 전도성 표면일 수 있다. 다른 예로서 절연된 와이어의 경우에, 와이어의 표면은 절연체, 공기 및/또는 전도체의 특성들(예를 들어, 유전체 특성들)의 상대 차이들에 의존하여 그리고 주파수 및 전파 모드 또는 유도파의 모드들에 추가로 의존하여, 와이어의 절연체 부분에 접하는 와이어의 전도성 부분일 수 있거나, 공기 또는 자유 공간에 노출되는 와이어의 절연체 표면일 수 있거나, 와이어의 절연체 표면과 와이어의 절연체 부분에 접하는 와이어의 전도성 부분 사이의 임의의 재료 영역일 수 있다.
일 예시적 실시예에 따르면, 와이어 또는 유도파와 함께 사용되는 다른 전송 매체의 “주위”라는 용어는 원형이거나 실질적으로 원형의 필드 분포, 대칭적 전자계 분포(예를 들어, 전계, 자계, 전자계 등) 또는 적어도 부분적으로 와이어 또는 다른 전송 매체 주변의 다른 기본적 모드 패턴을 갖는 유도파들과 같은 기본적 유도파 전파 모드들을 포함할 수 있다. 게다가, 유도파가 와이어 또는 다른 전송 매체 “주위”를 전파할 때, 이는 기본파 전파 모드들(예를 들어, 0차 모드들)뿐만 아니라, 부가적으로 또는 대안적으로, 더 높은 차수 유도파 모드들(예를 들어, 1차 모드들, 2차 모드들 등), 비대칭 모드들 및/또는 와이어 또는 다른 전송 매체 주변에 비원형 필드 분포들을 갖는 다른 유도(예를 들어, 표면) 파형들과 같은 비기본파 전파 모드들도 포함하는 유도파 전파 모드에 따라 그렇게 할 수 있다. 본원에 사용되는, “유도파 모드”라는 용어는 전송 매체, 결합 디바이스 또는 유도파 통신 시스템의 다른 시스템 구성요소의 유도파 전파 모드를 지칭한다.
예를 들어, 이러한 비원형 필드 분포들은 비교적 더 높은 필드 강도에 의해 특성화되는 하나 이상의 축 로브들, 및/또는 비교적 낮은 필드 강도, 제로 필드 강도 또는 실질적으로 제로 필드 강도에 의해 특성화되는 하나 이상의 널들 또는 널 영역들로 일면적이거나 다면적일 수 있다. 게다가, 필드 분포는 달리 일 예시적 실시예에 따라 와이어 주변의 하나 이상의 각 영역들이 방위각 배향의 하나 이상의 다른 각 영역들보다 더 높은 전계 또는 자계 강도 (또는 이들의 조합)을 갖도록 와이어 주변의 방위각 배향에 따라 달라질 수 있다. 유도파가 와이어를 따라 이동함에 따라, 더 높은 차수 모드들 또는 비대칭 모드들의 유도파의 상대 배향들 또는 위치들이 달라질 수 있다는 점이 이해될 것이다.
본원에 사용되는, “밀리미터파”라는 용어는 30 ㎓ 내지 300 ㎓의 “밀리미터파 주파수 대역”의 범위 내에 있는 전자파들/신호들을 지칭할 수 있다. “마이크로파”라는 용어는 300 ㎒ 내지 300 ㎓의 “마이크로파 주파수 대역”의 범위 내에 있는 전자파들/신호들을 지칭할 수 있다. “무선 주파수” 또는 “RF”라는 용어는 10 ㎑ 내지 1 ㎔의 “무선 주파수 대역”의 범위 내에 있는 전자파들/신호들을 지칭할 수 있다. 본 논제 발명에 설명하는 바와 같은 무선 신호들, 전기 신호들 및 유도 전자파들이 예를 들어, 밀리미터파 및/또는 마이크로파 주파수 대역들 내이거나, 초과이거나, 미만의 주파수들에서와 같이 임의의 바람직한 주파수 범위에서 동작하도록 구성될 수 있다는 점이 이해된다. 특히, 결합 디바이스 또는 전송 매체가 전도성 요소를 포함할 때, 결합 디바이스에 의해 전해지고/지거나 전송 매체를 따라 전파하는 유도 전자파들의 주파수는 전도성 요소에서 전자들의 평균 충돌 빈도수 미만일 수 있다. 게다가, 결합 디바이스에 의해 전해지고/지거나 전송 매체를 따라 전파하는 유도 전자파들의 주파수는 비광학 주파수, 예를 들어 1 ㎔에서 시작하는 광학 주파수들의 범위 미만의 무선 주파수일 수 있다.
본원에 사용되는, “안테나”라는 용어는 무선 신호들을 전송하거나/방사하거나 수신하는 전송 또는 수신 시스템의 일부인 디바이스를 지칭할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 방법은 유전체 안테나에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들의 빔 폭을 변경하기 위해 유전체 안테나의 급전점에 공급되는 전자파들의 동작 파라미터를 도파관 시스템에 의해 조정하는 단계로서, 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 급전점을 따라 전파하는 단계, 원거리장 무선 신호들의 빔 폭이 원격 시스템에 의한 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하도록 조정될 필요가 있다는 것을 도파관 시스템에 의해 검출하는 단계, 및 원거리장 무선 신호들의 빔 폭을 조정하기 위해 전자파들의 동작 파라미터를 도파관 시스템에 의해 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 방법은 유전체 안테나에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들의 방사 패턴을 변경하기 위해 유전체 안테나의 급전선의 급전점에 공급되는 전자파들의 동작 파라미터를 시스템에 의해 조정하는 단계로서, 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 급전선을 따라 전파하고, 급전선은 광파들의 전파에 저항성인 유전체 재료를 포함하는 단계, 원거리장 무선 신호들의 방사 패턴의 조정이 원격 시스템에 의한 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하는데 필요하다는 것을 시스템에 의해 검출하는 단계, 및 원거리장 무선 신호들의 방사 패턴을 조정하기 위해 전자파들의 동작 파라미터를 시스템에 의해 재조정하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 시스템은 유전체 안테나, 전자파들의 전송을 용이하게 하는 전송기로서, 전자파들은 유전체 안테나의 급전선의 급전점에 공급되고, 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 유전체 안테나의 급전점으로부터 급전선을 따라 전파하고, 급전선은 광파들의 전파에 저항성인 유전체 재료를 포함하는 전송기, 프로세서, 및 프로세서에 의해 실행될 때, 유전체 안테나에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들을 변경하도록 유전체 안테나의 급전점에 공급되는 전자파들의 동작 파라미터를 조정하는 것을 포함하는 동작들의 수행을 용이하게 하는 실행 가능 명령들을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
반드시 일정 비율로 그려지는 것은 아닌 첨부 도면들에 대해 이제 참조가 행해질 것이다:
도 1은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전송 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 4은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 5a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 주파수 응답의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 5b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 다양한 동작 주파수들에서의 유도 전자파들의 필드들을 도시하는 절연된 와이어의 종단면의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 도식적 도면이다.
도 6은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 7은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 8은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 9a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 9b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 커플러들 및 송수신기들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 11은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 이중 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 12는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 13은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 양방향 중계기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도를 도시한다.
도 14는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도파관 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 15는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 16a 및 도 16b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전력 그리드 통신 시스템을 관리하는 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도들이다.
도 17a는 도 16a 및 도 16b의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 17b는 도 16a 및 도 16b의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 18a, 도 18b 및 도 18c는 유도 전자파들을 전파시키는 전송 매체의 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도들이다.
도 18d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 번들화된 전송 매체의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 18e는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 18d의 번들화된 전송 매체의 제1 및 제2 전송 매체들 사이의 혼선을 도시하는 도표의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 18f는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼선을 완화시키는 번들화된 전송 매체의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 18g 및 도 18h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 내부 도파관을 갖는 전송 매체의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 18i 및 도 18j는 도 18a, 도 18b 또는 도 18c의 전송 매체와 함께 사용될 수 있는 접속기 구성들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 18k는 유도 전자파들을 전파시키는 전송 매체들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도이다.
도 18l은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼선을 완화시키는 번들화된 전송 매체의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도이다.
도 18m은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 안테나들로서의 사용을 위한 번들화된 전송 매체로부터의 노출된 스터브들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 18n, 도 18o, 도 18p, 도 18q, 도 18r, 도 18s, 도 18t, 도 18u, 도 18v 및 도 18w는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자파들을 전송하거나 수신하는 도파관 디바이스의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 19a 및 도 19b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나 그리고 대응하는 이득 및 필드 강도 도표들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 19c 및 도 19d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 렌즈에 결합되는 유전체 안테나 그리고 대응하는 이득 및 필드 강도 도표들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 19e 및 도 19f는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 리지들을 갖는 렌즈에 결합되는 유전체 안테나 그리고 대응하는 이득 및 필드 강도 도표들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 19g는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 타원형 구조를 갖는 유전체 안테나의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 19h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 19g의 유전체 안테나에 의해 방사되는 근거리장 및 원거리장 신호들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 19i는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 원거리장 무선 신호들을 조정하는 유전체 안테나의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도들이다.
도 19j 및 도 19k는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나에 결합될 수 있는 플랜지의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도들이다.
도 19l은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 플랜지, 도파관 및 유전체 안테나 어셈블리의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도이다.
도 19m은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나에 의해 생성되는 무선 신호들을 지향시키기 위해 짐벌에 결합되는 유전체 안테나의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 19n은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 19o는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 무선 신호들을 조향하도록 구성 가능한 유전체 안테나들의 어레이의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 20a 및 도 20b는 전신주들에 의해 지지되는 전력선들 상에서 유도 전자파들을 유도하는데 사용되는 도 18a의 전송 매체의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 20c는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 네트워크의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 20d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 네트워크에서의 사용을 위한 안테나 마운트의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 20e는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 네트워크에서의 사용을 위한 안테나 마운트의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 20f는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 네트워크에서의 사용을 위한 안테나 마운트의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 21a는 다운링크 신호들을 전송하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21b는 업링크 신호들을 전송하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21c는 전송 매체 상의 전자파들을 유도하고 수신하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21d는 전송 매체 상의 전자파들을 유도하고 수신하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21e는 유전체 안테나로부터 무선 신호들을 전송하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21f는 유전체 안테나에서 무선 신호들을 수신하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21g는 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전송 매체 상의 물 누적으로 인한 전파 손실들을 완화시키는 전자파의 필드들의 정렬의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 21i 및 도 21j는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 20h에 도시된 케이블에서 전파하는 상이한 전자파들의 전계 강도들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 21k는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 고우바우(Goubau)파의 전계들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 21l은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼성파의 전계들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 21m은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼성파 대 고우바우파의 전계 특성들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 21n은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 다양한 동작 주파수들에서의 혼성파들의 모드 크기들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 22a 및 도 22b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼성파들을 런칭하는 도파관 디바이스의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 23은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 21a 및 도 21b의 도파관 디바이스에 의해 런칭되는 혼성파의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 24는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 25는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 모바일 네트워크 플랫폼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 26은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
이제, 도면들을 참조하여 하나 이상의 실시예들이 설명되며, 동일한 참조 번호는 전체적으로 동일한 요소들을 나타내기 위해 사용된다. 이하의 설명에서, 설명의 목적들로, 다양한 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 다양한 실시예들이 이들 세부 사항 없이(그리고 특정 네트워크 환경 또는 표준에 적용되지 않고) 실시될 수 있다는 것이 명백하다.
이제 도 1을 참조하면, 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(100)가 도시된다. 동작에서, 전송 디바이스(101)는 데이터를 포함하는 통신 네트워크 또는 다른 통신 디바이스로부터 하나 이상의 통신 신호들(110)을 수신하고 전송 매체(125)를 통하여 전송 디바이스(102)로 데이터를 전달할 유도파들(120)을 생성한다. 전송 디바이스(102)는 유도파들(120)을 수신하고 통신 네트워크 또는 다른 통신 디바이스로의 전송을 위해 데이터를 포함하는 통신 신호들(112)로 유도파들(120)을 변환한다. 유도파들(120)은 위상 편이 키잉, 주파수 편이 키잉, 직교 진폭 변조, 진폭 변조, 직교 주파수 분할 다중화와 같은 다중 반송 변조와 같은 변조 기법을 통하여 그리고 주파수 분할 다중화, 시간 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 상이한 파형 전파 모드들을 통한 다중화와 같은 다중 액세스 기법들을 통하여 그리고 다른 변조 및 액세스 방법들을 통하여 데이터를 전달하도록 변조될 수 있다.
통신 네트워크 또는 네트워크들은 모바일 데이터 네트워크, 셀룰러 음성 및 데이터 네트워크, 무선 로컬 영역 네트워크(예를 들어, 와이파이 또는 802.xx 네트워크), 위성 통신 네트워크, 개인 영역 네트워크 또는 다른 무선 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 통신 네트워크 또는 네트워크들은 전화 네트워크, 이더넷 네트워크, 로컬 영역 네트워크, 인터넷과 같은 광역 네트워크, 광대역 액세스 네트워크, 케이블 네트워크, 광섬유 네트워크 또는 다른 유선 네트워크와 같은 유선 통신 네트워크를 포함할 수도 있다. 통신 디바이스들은 네트워크 에지 디바이스, 브릿지 디바이스 또는 홈 게이트웨이, 셋톱 박스, 광대역 모뎀, 전화 어댑터, 액세스 포인트, 기지국, 또는 다른 고정된 통신 디바이스, 자동차 게이트웨이 또는 자동차, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰, 셀룰러 전화, 또는 다른 통신 디바이스와 같은 모바일 통신 디바이스를 포함할 수 있다.
일 예시적 실시예에서, 유도파 통신 시스템(100)은 전송 디바이스(102)가 다른 데이터를 포함하는 통신 네트워크 또는 디바이스로부터 하나 이상의 통신 신호들(112)을 수신하고 전송 매체(125)를 통하여 전송 디바이스(101)로 다른 데이터를 전달할 유도파들(122)을 생성하는 양방향 방식으로 동작할 수 있다. 이러한 동작 모드에서, 전송 디바이스(101)는 유도파들(122)을 수신하고 통신 네트워크 또는 디바이스로의 전송을 위해 다른 데이터를 포함하는 통신 신호들(110)로 유도파들(122)을 변환한다. 유도파들(122)은 위상 편이 키잉, 주파수 편이 키잉, 직교 진폭 변조, 진폭 변조, 직교 주파수 분할 다중화와 같은 다중 반송 변조와 같은 변조 기법을 통하여 그리고 주파수 분할 다중화, 시간 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 상이한 파형 전파 모드들을 통한 다중화와 같은 다중 액세스 기법들을 통하여 그리고 다른 변조 및 액세스 방법들을 통하여 데이터를 전달하도록 변조될 수 있다.
전송 매체(125)는 절연체 또는 다른 유전체 커버, 코팅 또는 다른 유전체 재료, 외부면 및 대응하는 원주를 갖는 유전체 재료와 같은 유전체 재료에 의해 둘러 싸여지는 적어도 하나의 내부 부분을 갖는 케이블을 포함할 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 매체(125)는 전자파의 전송을 유도하는 단선식 전송선으로서 동작한다. 전송 매체(125)가 단일 와이어 전송 시스템으로서 구현될 때, 전송 매체(125)는 와이어를 포함할 수 있다. 와이어는 절연되거나 비절연되고, 단선이거나 다연선일(예를 들어, 편복식일) 수 있다. 다른 실시예들에서, 전송 매체(125)는 와이어 번들, 케이블, 로드, 레일, 파이프를 포함하는 다른 형상들 또는 구성들의 전도체들을 포함할 수 있다. 게다가, 전송 매체(125)는 유전체 파이프, 로드, 레일, 또는 다른 유전체 부재와 같은 부도체들; 전도체들 및 유전체 재료들의 조합들, 유전체 재료들 없는 전도체들, 또는 다른 유도파 전송 매체를 포함할 수 있다. 전송 매체(125)가 달리 앞서 논의된 전송 매체 중 임의의 것을 포함할 수 있다는 점이 주목될 것이다.
게다가 앞서 논의된 바와 같이, 유도파들(120 및 122)은 자유 공간/공기를 통한 무선 전송들 또는 전기 회로를 통하여 와이어의 전도체를 통한 전력 또는 신호들의 통상적 전파와 대조될 수 있다. 유도파들(120 및 122)의 전파에 더하여, 전송 매체(125)는 하나 이상의 전기 회로들의 일부로서 통상적 방식으로 전력 또는 다른 통신 신호들을 전파하는 하나 이상의 와이어들을 선택적으로 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 전송 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(200)가 도시된다. 전송 디바이스(101 또는 102)는 통신 인터페이스(I/F)(205), 송수신기(210) 및 커플러(220)를 포함한다.
동작의 일 예에서, 통신 인터페이스(205)는 데이터를 포함하는 통신 신호(110 또는 112)를 수신한다. 다양한 실시예들에서, 통신 인터페이스(205)는 LTE 또는 다른 셀룰러 음성 및 데이터 프로토콜, 와이파이 또는 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 블루투스 프로토콜, 지그비 프로토콜, 직접 방송 위성(DBS) 또는 다른 위성 통신 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 무선 표준 프로토콜에 따라 무선 통신 신호를 수신하는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 게다가 또는 대안으로, 통신 인터페이스(205)는 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜, 데이터 오버 케이블 서비스 인터페이스 사양(DOCSIS) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL) 프로토콜, 파이어와이어 (IEEE 1394) 프로토콜, 또는 다른 유선 프로토콜에 따라 동작하는 유선 인터페이스를 포함한다. 표준 기반 프로토콜들에 더하여, 통신 인터페이스(205)는 다른 유선 또는 무선 프로토콜과 함께 동작할 수 있다. 게다가, 통신 인터페이스(205)는 MAC 프로토콜, 전송 프로토콜, 애플리케이션 프로토콜 등을 포함하는 다수의 프로토콜층들을 포함하는 프로토콜 스택과 함께 선택적으로 동작할 수 있다.
동작의 일 예에서, 송수신기(210)는 데이터를 전달하기 위해 통신 신호(110 또는 112)에 기초하여 전자파를 생성한다. 전자파는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장을 갖는다. 반송 주파수는 60 ㎓와 같은 30 ㎓ 내지 300 ㎓의 밀리미터파 주파수 대역 또는 30 내지 40 ㎓의 범위의 반송 주파수 또는 26 내지 30 ㎓, 11 ㎓, 6 ㎓ 또는 3 ㎓와 같은 마이크로파 주파수 범위의 300 ㎒ 내지 30 ㎓의 더 낮은 주파수 대역 내에 있을 수 있지만, 다른 반송 주파수들이 다른 실시예들에서 가능하다는 점이 이해될 것이다. 하나의 동작 모드에서, 송수신기(210)는 전송 매체(125)에 의해 유도되거나 이것에 결속되는 유도 전자파로서 마이크로파 또는 밀리미터파 대역의 전자기 신호의 전송을 위해 통신 신호 또는 신호들(110 또는 112)을 단지 상향 변환한다. 다른 동작 모드에서, 통신 인터페이스(205)는 통신 신호(110 또는 112)를 기저 대역 또는 근기저 대역 신호로 변환하거나 통신 신호(110 또는 112)로부터 데이터를 추출하고 송수신기(210)는 전송을 위해 데이터, 기저 대역 또는 근기저 대역 신호를 갖는 높은 주파수 반송을 변조한다. 송수신기(210)가 상이한 프로토콜의 페이로드에서의 캡슐화 또는 단순한 주파수 편이에 의해 통신 신호(110 또는 112)의 하나 이상의 데이터 통신 프로토콜들을 보존하도록 통신 신호(110 또는 112)를 통하여 수신되는 데이터를 변조할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 대안으로, 송수신기(210)는 달리 통신 신호(110 또는 112)의 데이터 통신 프로토콜 또는 프로토콜들과 상이한 프로토콜로 통신 신호(110 또는 112)를 통하여 수신되는 데이터를 변환할 수 있다.
동작의 일 예에서, 커플러(220)는 통신 신호 또는 신호들(110 또는 112)을 전달하는 유도 전자파로서 전자파를 전송 매체(125)에 결합시킨다. 이전 설명이 전송기로서의 송수신기(210)의 동작에 중점을 두었지만, 송수신기(210)는 단일 와이어 전송 매체로부터 커플러(220)를 통하여 다른 데이터를 전달하는 전자파들을 수신하고 통신 인터페이스(205)를 통하여 다른 데이터를 포함하는 통신 신호들(110 또는 112)을 생성하도록 동작할 수도 있다. 부가 유도 전자파가 또한 전송 매체(125)를 따라 전파하는 다른 데이터를 전달하는 실시예들을 고려한다. 커플러(220)는 전송 매체(125)로부터의 이러한 부가 전자파를 수신을 위해 송수신기(210)로 결합시킬 수도 있다.
전송 디바이스(101 또는 102)는 선택적 트레이닝 제어기(230)를 포함한다. 일 예시적 실시예에서, 트레이닝 제어기(230)는 전송 디바이스(101 또는 102)의 하나 이상의 다른 구성요소들과 공유되는 프로세서 또는 독립형 프로세서에 의해 구현된다. 트레이닝 제어기(230)는 유도 전자파를 수신하도록 결합되는 적어도 하나의 원거리 전송 디바이스로부터의 송수신기(210)에 의해 수신되는 피드백 데이터에 기초하여 유도 전자파들에 대한 반송 주파수들, 변조 방식들 및/또는 유도파 모드들을 선택한다.
일 예시적 실시예에서, 원거리 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 전송되는 유도 전자파는 또한 전송 매체(125)를 따라 전파하는 데이터를 전달한다. 원거리 전송 디바이스(101 또는 102)로부터의 데이터는 피드백 데이터를 포함하도록 생성될 수 있다. 동작에서, 커플러(220)는 또한 전송 매체(125)로부터의 유도 전자파를 결합시키고 송수신기는 전자파를 수신하고 피드백 데이터를 추출하도록 전자파를 처리한다.
일 예시적 실시예에서, 트레이닝 제어기(230)는 스루풋과 같은 성능, 신호 강도를 향상시키며, 전파 손실을 감소시키는 등을 위한 반송 주파수, 변조 방식 및/또는 전송 모드를 선택하도록 복수의 후보 주파수들, 변조 방식들 및/또는 전송 모드들을 평가하기 위해 피드백 데이터에 기초하여 동작한다.
이하의 예를 고려한다: 전송 디바이스(101)가 전송 매체(125)에 결합되는 원거리 전송 디바이스(102)로 지향되는 대응하는 복수의 후보 주파수들 및/또는 후보 모드들에서의 파일럿파들 또는 다른 테스트 신호들과 같은 테스트 신호들로서 복수의 유도파들을 송신함으로써 트레이닝 제어기(230)의 제어 하에서 동작을 시작한다. 유도파들은 게다가 또는 대안으로, 테스트 데이터를 포함할 수 있다. 테스트 데이터는 신호의 특정 후보 주파수 및/또는 유도파 모드를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 원거리 전송 디바이스(102)에서의 트레이닝 제어기(230)는 적절하게 수신되었던 유도파들 중 임의의 것으로부터 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 수신하고 최상의 후보 주파수 및/또는 유도파 모드, 허용할 수 있는 후보 주파수들 및/또는 유도파 모드들의 세트, 또는 후보 주파수들 및/또는 유도파 모드들의 순위화를 결정한다. 이러한 후보 주파수(들) 또는/및 유도 모드(들)의 선택은 수신된 신호 강도, 비트 오류율, 패킷 오류율, 신호 대 잡음비, 전파 손실 등과 같은 하나 이상의 최적화 기준들에 기초하여 트레이닝 제어기(230)에 의해 생성된다. 트레이닝 제어기(230)는 후보 주파수(들) 또는/및 유도파 모드(들)의 선택을 나타내는 피드백 데이터를 생성하고 전송 디바이스(101)로의 전송을 위해 피드백 데이터를 송수신기(210)로 송신한다. 전송 디바이스(101 및 102)는 그 다음 후보 주파수(들) 또는/및 유도파 모드(들)의 선택에 기초하여 서로와 데이터를 통신할 수 있다.
다른 실시예들에서, 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 포함하는 유도 전자파들은 이러한 파형들을 개시했던 전송 디바이스(101)의 트레이닝 제어기(230)에 의한 수신 및 분석을 위해 전송 디바이스(101)로 원거리 전송 디바이스(102)에 의해 다시 반사되거나, 다시 중계되거나, 다시 루핑(looping)된다. 예를 들어, 전송 디바이스(101)는 물리적 반사기가 라인 상에서 스위칭되고/되거나, 종단 임피던스가 반사를 야기하도록 변경되고/되거나, 루프 백 모드가 전자파들을 다시 소스 전송 디바이스(102)로 결합시키도록 스위칭 온되고/되거나, 중계기 모드가 전자파들을 증폭시키고 다시 소스 전송 디바이스(102)로 재전송하는 것이 가능해지는 테스트 모드를 개시하도록 원거리 전송 디바이스(102)로 신호를 송신할 수 있다. 소스 전송 디바이스(102)에서의 트레이닝 제어기(230)는 적절하게 수신되었던 유도파들 중 임의의 것으로부터 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 수신하고 후보 주파수(들) 또는/및 유도파 모드(들)의 선택을 결정한다.
위의 절차를 개시 또는 초기화 동작 모드에서 설명하였지만, 각각의 전송 디바이스(101 또는 102)는 테스트 신호들을 송신하거나, 정상 전송들과 같은 비테스트를 통하여 후보 주파수들 또는 유도파 모드들을 평가하거나, 다른 때에 또는 또한 지속적으로 후보 주파수들 또는 유도파 모드들을 평가할 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 디바이스들(101 및 102) 사이의 통신 프로토콜은 후보 주파수들 및 유도파 모드들의 서브세트의 전체 테스트 또는 더 제한된 테스트가 테스트되고 평가되는 요청 시 또는 주기적 테스트 모드를 포함할 수 있다. 다른 동작 모드들에서, 이러한 테스트 모드로의 재진입은 장애, 기후 조건들 등으로 인한 성능의 저하에 의해 트리거될 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 송수신기(210)의 수신기 대역폭은 모든 후보 주파수들을 수신하도록 충분히 넓거나 스위핑(sweeping)되거나 송수신기(210)의 수신기 대역폭이 모든 후보 주파수들을 수신하도록 충분히 넓거나 스위핑되는 트레이닝 모드로 트레이닝 제어기(230)에 의해 선택적으로 조정될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면(300)이 도시된다. 이러한 실시예에서, 공기에서의 전송 매체(125)는 단면으로 도시된 바와 같이 내부 전도체(301) 및 유전체 재료의 절연 재킷(302)을 포함한다. 도면(300)은 비대칭 및 비기본 유도파 모드를 갖는 유도파의 전파에 의해 생성되는 상이한 전자계 강도들을 나타내는 상이한 그레이 스케일들을 포함한다.
특히, 전자계 분포는 절연된 전송 매체를 따른 유도 전자파 전파를 향상시키고 단 대 단 전송 손실을 감소시키는 모드의 “스위트 스팟”에 대응한다. 이러한 특정 모드에서, 전자파들은 전송 매체의 외부면 - 이러한 경우에, 절연 재킷(302)의 외부면을 따라 전파하도록 전송 매체(125)에 의해 유도된다. 전자파들은 절연체에 부분적으로 내장되고 절연체의 외부면 상에서 부분적으로 방사한다. 이러한 방식으로, 전자파들은 적은 전파 손실로 긴 거리들에서의 전자파 전파를 가능하게 하도록 절연체에 “가볍게” 결합된다.
도시된 바와 같이, 유도파는 전자파들을 유도하는 역할을 하는 전송 매체(125)의 주로 또는 실질적으로 외부에 놓이는 필드 구조를 갖는다. 전도체(301) 내부의 영역들은 거의 필드를 갖지 않거나 어떤 필드도 갖지 않는다. 마찬가지로, 절연 재킷(302) 내부의 영역들은 낮은 필드 강도를 갖는다. 전자계 강도의 대다수는 절연 재킷(302)의 외부면에서 그리고 절연 재킷(302)의 인접에서 로브들(304)에 분포된다. 비대칭 유도파 모드의 존재는 - 절연 재킷(302)의 다른 측부들 상의 매우 작은 필드 강도들과는 대조적으로 - (도면의 배향에서) 절연 재킷(302)의 외부면의 상단 및 하단에서의 높은 전자계 강도들에 의해 나타내어진다.
도시된 예는 1.1 ㎝의 직경을 갖는 와이어 및 0.36 ㎝의 두께의 유전체 절연물에 의해 유도되는 38 ㎓ 전자파에 대응한다. 전자파가 전송 매체(125)에 의해 유도되고 필드 강도의 대다수가 외부면의 제한된 거리 내에서 절연 재킷(302)의 외부의 공기에 집중되므로, 유도파는 매우 적은 손실로 전송 매체(125) 아래로 종으로 전파할 수 있다. 도시된 예에서, 이러한 “제한된 거리”는 전송 매체(125)의 최대 단면 치수 절반 미만인 외부면으로부터의 거리에 대응한다. 이러한 경우에, 와이어의 최대 단면 치수는 1.82 ㎝의 전체 직경에 대응하지만, 이러한 값은 전송 매체(125)의 크기 및 형상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 전송 매체(125)가 0.3 ㎝의 높이 및 0.4 ㎝의 폭을 갖는 직사각형 형상이어야 한다면, 최대 단면 치수는 0.5 ㎝의 대각선일 것이고 대응하는 제한된 거리는 0.25 ㎝일 것이다. 필드 강도의 대다수를 포함하는 영역의 치수들은 또한 주파수에 따라 달라지고, 일반적으로, 반송 주파수들이 감소함에 따라, 증가한다.
커플러들 및 전송 매체와 같은 유도파 통신 시스템의 구성요소들이 각각의 유도파 모드에 대해 구성요소들 자체의 컷 오프 주파수들을 가질 수 있다는 점이 또한 주목될 것이다. 컷 오프 주파수는 특정 유도파 모드가 그러한 특정 구성요소에 의해 지원되도록 설계되는 최저 주파수를 일반적으로 제시한다. 일 예시적 실시예에서, 도시된 특정 비대칭 전파 모드는 이러한 특정 비대칭 모드에 대한 하부 컷 오프 주파수(Fc)의 (Fc 내지 2Fc와 같은) 제한된 범위에 포함되는 주파수를 갖는 전자파에 의해 전송 매체(125) 상에서 유도된다. 하부 컷 오프 주파수(Fc)는 전송 매체(125)의 특성들에 특정하다. 절연 재킷(302)에 의해 둘러 싸여지는 내부 전도체(301)를 포함하는 도시된 바와 같은 실시예들의 경우, 이러한 컷 오프 주파수는 절연 재킷(302)의 치수들 및 특성들 그리고 가능하게는 내부 전도체(301)의 치수들 및 특성들에 기초하여 달라질 수 있고 원하는 모드 패턴을 갖도록 실험적으로 결정될 수 있다. 그러나, 내부 전도체 없는 중공의 유전체 또는 절연체에 대해 유사한 효과들이 발견될 수 있다는 점이 주목될 것이다. 이러한 경우에, 컷 오프 주파수는 중공의 유전체 또는 절연체의 치수들 및 특성들에 기초하여 달라질 수 있다.
하부 컷 오프 주파수보다 더 낮은 주파수들에서, 비대칭 모드는 전송 매체(125)에서 유도하기에 어렵고 사소한 거리들 외에 모두에 대해 전파하지 못한다. 주파수가 컷 오프 주파수 주위의 주파수들의 제한된 범위를 넘어 증가함에 따라, 비대칭 모드는 절연 재킷(302)의 내부로 점점 더 편이한다. 컷 오프 주파수보다 훨씬 더 큰 주파수들에서, 필드 강도는 절연 재킷의 외부로 더 이상 집중되지 않고, 절연 재킷(302)의 주로 내부로 집중된다. 전송 매체(125)가 전자파에 대한 강한 유도를 제공하고 전파가 여전히 가능하지만, 범위들은 -- 주변 공기와는 대조적으로 -- 절연 재킷(302) 내의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 더 제한된다.
이제 도 4를 참조하면, 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 그래픽 도면(400)이 도시된다. 특히, 도 3과 유사한 단면도(400)는 유사한 요소들을 지칭하는데 사용되는 공통의 참조 번호들로 도시된다. 도시된 예는 1.1 ㎝의 직경을 갖는 와이어 및 0.36 ㎝의 두께의 유전체 절연물에 의해 유도되는 60 ㎓ 파형에 대응한다. 유도파의 주파수가 이러한 특정 비대칭 모드의 컷 오프 주파수의 제한된 범위를 넘으므로, 필드 강도의 많은 것이 절연 재킷(302)의 내부로 편이하였다. 특히, 필드 강도는 절연 재킷(302)의 내부로 주로 집중된다. 전송 매체(125)가 전자파에 대한 강한 유도를 제공하고 전파가 여전히 가능하지만, 범위들은 절연 재킷(302) 내의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 도 3의 실시예에 비하여 더 제한된다.
이제 도 5a를 참조하면, 주파수 응답의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이 도시된다. 특히, 도면(500)은 200 ㎝ 절연된 매체 전압 와이어에 대한 3개의 지점들에서의 전자계 분포들(510, 520 및 530)로 오버레잉된 주파수에 따른 단 대 단 손실(㏈ 단위)의 그래프를 제공한다. 절연체와 주변 공기 사이의 경계는 각각의 전자계 분포에서 참조 번호 525로 나타내어진다.
도 3과 함께 논의되는 바와 같이, 도시된 원하는 비대칭 전파 모드의 일 예는 이러한 특정 비대칭 모드에 대한 전송 매체의 하부 컷 오프 주파수(Fc)의 (Fc 내지 2Fc와 같은) 제한된 범위에 포함되는 주파수를 갖는 전자파에 의해 전송 매체(125) 상에서 유도된다. 특히, 6 ㎓에서의 전자계 분포(520)는 절연된 전송 매체를 따른 전자파 전파를 향상시키고 단 대 단 전송 손실을 감소시키는 이러한 모드의 “스위트 스팟”의 범위 내에 있다. 이러한 특정 모드에서, 유도파들은 절연체에 부분적으로 내장되고 절연체의 외부면 상에서 부분적으로 방사한다. 이러한 방식으로, 전자파들은 적은 전파 손실로 긴 거리들에서의 유도 전자파 전파를 가능하게 하도록 절연체에 “가볍게” 결합된다.
3 ㎓에서의 전자계 분포(510)에 의해 나타내어지는 더 낮은 주파수들에서, 비대칭 모드가 방사하여 더 많은 전파 손실들을 더 심하게 생성한다. 9 ㎓에서의 전자계 분포(530)에 의해 나타내어지는 더 높은 주파수들에서, 비대칭 모드는 너무 많은 흡수를 제공하는 절연 재킷의 내부로 점점 더 편이하여, 다시 더 많은 전파 손실들을 생성한다.
이제 도 5b를 참조하면, 다양한 동작 주파수들에서의 유도 전자파들의 필드들을 도시하는 절연된 와이어와 같은 전송 매체(125)의 종단면의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 도식적 도면(550)이 도시된다. 도면(556)에 도시된 바와 같이, 유도 전자파들이 모드의 “스위트 스팟”에 대응하는 대략 컷 오프 주파수(fc)에 있을 때, 유도 전자파들은 흡수가 감소되도록 절연된 와이어에 느슨하게 결합되고, 유도 전자파들의 필드들은 환경(예를 들어, 공기)으로 방사되는 양을 감소시키도록 충분히 결속된다. 유도 전자파들의 필드들의 흡수 및 방사가 낮으므로, 전파 손실들이 따라서 적어, 더 긴 거리들에 대해 유도 전자파들이 전파하는 것을 가능하게 한다.
도면(554)에 도시된 바와 같이, 유도 전자파들의 동작 주파수가 컷 오프 주파수(fc) 대략 2배를 넘어 ― 또는 언급되는 바와 같이, “스위트 스팟”의 범위를 넘어 증가할 때, 전파 손실들은 증가한다. 전자파의 필드 강도의 더 많은 것이 절연층 내부로 몰아대어져, 전파 손실들을 증가시킨다. 컷 오프 주파수(fc)보다 훨씬 더 높은 주파수들에서, 유도 전자파들은 도면(552)에 도시된 바와 같이 와이어의 절연층에 집중되는 유도 전자파들에 의해 방사되는 필드들의 결과로서 절연된 와이어에 강하게 결속된다. 이는 결국 절연층에 의한 유도 전자파들의 흡수로 인한 전파 손실들을 추가로 발생시킨다. 마찬가지로, 도면(558)에 도시된 바와 같이, 유도 전자파들의 동작 주파수가 실질적으로 컷 오프 주파수(fc) 미만으로 있을 때, 전파 손실들이 증가한다. 컷 오프 주파수(fc)보다 훨씬 더 낮은 주파수들에서, 유도 전자파들은 절연된 와이어에 약하게 (또는 명목상으로) 결속되고 그것에 의해 환경(예를 들어, 공기)으로 방사하는 경향이 있으며, 이는 결국 유도 전자파들의 방사로 인한 전파 손실들을 상숭시킨다.
이제 도 6를 참조하면, 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 그래픽 도면(600)이 도시된다. 이러한 실시예에서, 전송 매체(602)는 단면으로 도시된 바와 같이, 노출 와이어이다. 도면(300)은 단일 반송 주파수에서 대칭적 및 기본적 유도파 모드를 갖는 유도파의 전파에 의해 생성되는 상이한 전자계 강도들을 나타내는 상이한 그레이 스케일들을 포함한다.
이러한 특정 모드에서, 전자파들은 전송 매체의 외부면 - 이러한 경우에, 노출 와이어의 외부면을 따라 전파하도록 전송 매체(602)에 의해 유도된다. 전자파들은 적은 전파 손실로 긴 거리들에서의 전자파 전파를 가능하게 하도록 와이어에 “가볍게” 결합된다. 도시된 바와 같이, 유도파는 전자파들을 유도하는 역할을 하는 전송 매체(602)의 실질적으로 외부에 놓이는 필드 구조를 갖는다. 전도체(602) 내부의 영역들은 거의 필드를 갖지 않거나 어떤 필드도 갖지 않는다.
이제 도 7을 참조하면, 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(700)가 도시된다. 특히, 결합 디바이스는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 결합 디바이스는 전송기 회로(712) 및 종단 또는 댐퍼(714)에 결합되는 원호 커플러(704)를 포함한다. 원호 커플러(704)는 유전체 재료, 또는 다른 적은 손실 절연체(예를 들어, 테플론, 폴리에틸렌 등)로 구성되거나 전도(예를 들어, 금속, 비금속 등의) 재료, 또는 전술한 재료들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 원호 커플러(704)는 도파관으로서 동작하고 원호 커플러(704)의 도파관 표면 주위의 유도파로서 전파하는 파형(706)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 원호 커플러(704)의 적어도 일부는 와이어 상에서 유도파(708)를 런칭하도록 본원에 설명하는 바와 같이 원호 커플러(704)와 와이어(702) 또는 다른 전송 매체 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(702) 또는 (전송 매체(125)와 같은) 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다. 원호 커플러(704)는 곡선 원호 커플러(704)의 일부가 와이어(702)에 접하고 이것에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 와이어에 평행한 원호 커플러(704)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(702)에 평행한 임의의 지점일 수 있다. 따라서, 원호 커플러(704)가 위치되거나 배치될 때, 원호 커플러(704)를 따라 이동하는 파형(706)은 와이어(702)에 적어도 부분적으로 결합되고, 와이어(702)의 와이어 표면 주변에서 또는 주위에서 그리고 와이어(702)를 따라 종으로 유도파(708)로서 전파한다. 유도파(708)는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체에 의해 유도되거나 이것들에 결속되는 표면파 또는 다른 전자파로서 특성화될 수 있다.
와이어(702)에 결합되지 않은 파형(706)의 일부는 원호 커플러(704)를 따라 파형(710)으로서 전파한다. 원호 커플러(704)가 와이어(702)에 파형(706)의 원하는 레벨의 결합 또는 비결합을 달성하기 위해 와이어(702)에 관하여 다양한 위치들로 구성되고 배열될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행한 원호 커플러(704)의 곡률 및/또는 길이뿐만 아니라 와이어(702)에 대한 (일 실시예에서 제로 이격 거리를 포함할 수 있는) 원호 커플러(704)의 이격 거리는 예시적 실시예들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양할 수 있다. 마찬가지로, 와이어(702)에 관한 원호 커플러(704)의 배열은 와이어(702) 및 원호 커플러(704)의 각각의 고유 특성들(예를 들어, 두께, 조성, 전자기 특성들 등)뿐만 아니라, 파형들(706 및 708)의 특성들(예를 들어, 주파수, 에너지 레벨 등)의 고려에 기초하여 다양할 수 있다.
유도파(708)는 와이어(702)가 굽혀지고 구부러지는 때에도, 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행하게 머무른다. 와이어(702)에서의 굴곡들은 전송 손실들을 증가시킬 수 있으며, 전송 손실들은 또한 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에 의존한다. 원호 커플러(704)의 치수들이 효율적인 전력 전송을 위해 선택되면, 파형(706)에서의 전력의 대부분은 전력이 파형(710)에 거의 남아 있지 않고 와이어(702)로 전송된다. 유도파(708)가 기본적 전송 모드를 갖고 또는 이것 없이 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행한 경로를 따라 이동하면서, 비기본적이거나 비대칭적인 모드들을 갖는 것을 포함하여 본질적으로 여전히 다중 모드일 수 있다는(본원에 논의됨) 점이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 비기본 또는 비대칭 모드들은 전송 손실들을 최소화하고/하거나 증가된 전파 거리들을 얻기 위해 활용될 수 있다.
평행하는 것이라는 용어가 일반적으로 흔히 실 시스템들에서 정확하게 달성 가능하지 않은 기하학적 구성체라는 점이 주목된다. 따라서, 본 논제 발명에서 활용되는 바와 같은 평행하는 것이라는 용어는 본 논제 발명에서 개시되는 실시예들을 설명하는데 사용될 때, 정확한 구성보다는 오히려 근사치를 나타낸다. 일 실시예에서, 실질적으로 평행하는 것은 모든 치수들에서 진정한 평행한 것의 30 도 내에 있는 근사치들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 파형(706)은 하나 이상의 파형 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 원호 커플러 모드들은 커플러(704)의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 파형(706)의 하나 이상의 원호 커플러 모드들은 와이어(702)를 따라 전파하는 유도파(708)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 생성하거나, 이것들에 영향을 미치거나, 영향을 줄 수 있다. 그러나, 유도파(706)에 존재하는 유도파 모드들이 유도파(708)의 유도파 모드들과 동일하거나 상이할 수 있다는 점이 특히 주목되어야 한다. 이러한 방식으로, 유도파(706)의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(708)로 전달되지 않을 수 있고, 유도파(708)의 추가의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(706)에 존재하지 않았을 수 있다. 특정 유도파 모드에 대한 원호 커플러(704)의 컷 오프 주파수가 그러한 동일한 모드에 대한 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 컷 오프 주파수와 상이할 수 있다는 점이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체가 특정 유도파 모드에 대한 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 컷 오프 주파수를 약간 넘어 동작될 수 있지만, 원호 커플러(704)는 적은 손실을 위해 그러한 동일한 모드에 대한 원호 커플러(704)의 컷 오프 주파수를 훨씬 넘어, 예를 들어, 더 큰 결합 및 전력 전송을 유도하기 위해 그러한 동일한 모드에 대한 원호 커플러(704)의 컷 오프 주파수 약간 미만으로, 또는 그러한 모드에 대한 원호 커플러의 컷 오프 주파수에 관한 일부 다른 지점에서 동작될 수 있다.
일 실시예에서, 와이어(702) 상의 파형 전파 모드들은 파형들(706 및 708) 둘 다가 원호 커플러(704) 및 와이어(702) 각각의 외부 주변을 전파하므로, 원호 커플러 모드들과 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 파형(706)이 와이어(702)에 결합됨에 따라, 원호 커플러(704)와 와이어(702) 사이의 결합으로 인해 모드들이 형태를 변경할 수 있거나, 새로운 모드들이 생성되거나 만들어질 수 있다. 예를 들어, 원호 커플러(704) 및 와이어(702)의 크기, 재료 및/또는 임피던스들의 차이들은 원호 커플러 모드들에 존재하지 않는 부가 모드들을 생성하고/하거나 원호 커플러 모드들 중 일부를 억제할 수 있다. 파형 전파 모드들은 기본적 횡단 전자기 모드(의사-TEM00)를 포함할 수 있으며, 여기서 유도파가 와이어를 따라 전파하는 동안, 작은 전계들 및/또는 자계들만이 전파의 방향으로 연장되고, 전계들 및 자계들이 방사상으로 외측으로 연장된다. 이러한 유도파 모드는 도넛 형상일 수 있으며, 전자계들 중 거의가 원호 커플러(704) 또는 와이어(702) 내에 존재하지 않는다.
파형들(706 및 708)은 필드들이 방사상으로 외측으로 연장되는 기본적 TEM 모드를 포함하고, 또한 다른 비기본적(예를 들어, 비대칭, 더 높은 레벨 등의) 모드들을 포함할 수 있다. 특정 파형 전파 모드들이 앞서 논의되었지만, 채용되는 주파수들, 원호 커플러(704)의 설계, 와이어(702)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 존재한다면 와이어(702)의 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 기초하여 횡단 전기(TE) 및 횡단 자기(TM) 모드들과 같은 다른 파형 전파 모드들이 마찬가지로 가능하다. 주파수, 와이어(702)의 전기적이고 물리적인 특성들, 및 생성되는 특정 파형 전파 모드들에 의존하여, 유도파(708)는 산화된 비절연된 와이어, 산화되지 않은 비절연된 와이어, 절연된 와이어의 전도성 표면 그리고/또는 절연된 와이어의 절연 표면을 따라 이동할 수 있다는 점이 주목될 것이다.
일 실시예에서, 원호 커플러(704)의 직경은 와이어(702)의 직경보다 더 작다. 사용되는 밀리미터 대역 파장의 경우, 원호 커플러(704)는 파형(706)을 구성하는 단일 도파관 모드를 지원한다. 이러한 단일 도파관 모드는 유도파(708)로서 와이어(702)에 결합됨에 따라, 변화될 수 있다. 원호 커플러(704)가 더 컸으면, 하나 초과의 도파관 모드가 지원될 수 있지만, 이러한 부가 도파관 모드들은 효율적으로 와이어(702)에 결합되지 않을 수 있고, 더 많은 결합 손실들이 발생할 수 있다. 그러나 일부 대안적인 실시예들에서, 원호 커플러(704)의 직경은 예를 들어, 더 많은 결합 손실들이 바람직한 경우 또는 결합 손실들을 달리 감소시키기 위해 다른 기법들(예를 들어, 테이퍼링(tapering)과의 임피던스 일치 등)과 함께 사용될 때, 와이어(702)의 직경 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 파형들(706 및 708)의 파장은 원호 커플러(704) 및 와이어(702)의 원주와 크기가 비교할 만하거나 이것보다 더 작다. 일 예에서, 와이어(702)가 0.5 ㎝의 직경 및 대략 1.5 ㎝의 대응하는 원주를 가지면, 전송 신호의 파장은 70 ㎓ 이상의 주파수에 대응하는 대략 1.5 ㎝ 이하이다. 다른 실시예에서, 전송 신호 및 반송파 신호의 적절한 주파수는 30 내지 100 ㎓, 아마도 대략 30 내지 60 ㎓, 및 일 예에서 대략 38 ㎓의 범위이다. 일 실시예에서, 원호 커플러(704) 및 와이어(702)의 원주가 전송 신호의 파장과 크기가 비교할 만하거나, 이것보다 더 클 때, 파형들(706 및 708)은 본원에 설명하는 다양한 통신 시스템들을 지원하도록 충분한 거리들에 걸쳐 전파하는 기본적 및/또는 비기본적(대칭적 및/또는 비대칭적) 모드들을 포함하는 중복파 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 그러므로, 파형들(706 및 708)은 하나보다 더 많은 타입의 전계 및 자계 구성을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유도파(708)가 와이어(702) 아래로 전파함에 따라, 전계 및 자계 구성들은 와이어(702)의 단부마다 동일하게 남아 있을 것이다. 다른 실시예들에서, 유도파(708)가 간섭(왜곡 또는 방해물들)에 접하거나 전송 손실들 또는 산란으로 인해 에너지를 손실할 때, 전계 및 자계 구성들은 유도파(708)가 와이어(702) 아래로 전파함에 따라, 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 원호 커플러(704)는 나일론, 테플론, 폴리에틸렌, 폴리아미드 또는 다른 플라스틱들로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다른 유전체 재료들이 가능하다. 와이어(702)의 와이어 표면은 어느 하나의 노출 금속 표면을 갖는 금속일 수 있거나, 플라스틱, 유전체, 절연체 또는 다른 코팅, 재킷 또는 외장을 사용하여 절연될 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 또는 비전도/절연 도파관은 노출/금속 와이어 또는 절연된 와이어와 페어링될 수 있다. 다른 실시예들에서, 금속 및/또는 전도성 도파관은 노출/금속 와이어 또는 절연된 와이어와 페어링될 수 있다. 일 실시예에서, (예를 들어, 산소/공기에의 노출 금속 표면의 노출에 기인하는) 와이어(702)의 노출 금속 표면 상의 산화층은 일부 절연체들 또는 외장들에 의해 제공되는 특성들과 유사한 절연 또는 유전체 특성들을 제공할 수도 있다.
파형들(706, 708 및 710)의 도식적 표현들이 예를 들어, 단일 와이어 전송선으로서 동작하는 와이어(702) 상에서 파형(706)이 유도파(708)를 유도하거나 런칭하는 원리들을 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 파형(710)은 유도파(708)의 생성 후에, 원호 커플러(704) 상에 남아 있는 파형(706)의 일부를 나타낸다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 채용되는 주파수들, 특정 파형 전파 모드 또는 모드들, 원호 커플러(704)의 설계, 와이어(702)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 와이어(702)의 선택적 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 따라 달라질 수 있다.
원호 커플러(704)가 파형(710)으로부터 잔재 방사선 또는 에너지를 흡수할 수 있는 원호 커플러(704)의 단부에서의 종단 회로 또는 댐퍼(714)를 포함할 수 있다는 점이 주목된다. 종단 회로 또는 댐퍼(714)는 파형(710)으로부터 전송기 회로(712) 쪽으로 다시 반사하는 잔재 방사선 또는 에너지를 방지하고/하거나 최소화할 수 있다. 일 실시예에서, 종단 회로 또는 댐퍼(714)는 반사를 감쇠시키기 위해 임피던스 일치를 수행하는 종단 저항기들, 및/또는 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 결합 효율들이 충분히 높고/높거나 파형(710)이 충분히 작으면, 종단 회로 또는 댐퍼(714)를 사용하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 단순함을 위해, 이러한 전송기(712) 및 종단 회로들 또는 댐퍼들(714)이 다른 도면들에 도시되지 않을 수 있지만, 그러한 실시예들에서, 전송기 및 종단 회로들 또는 댐퍼들이 가능하게는 사용될 수 있다.
게다가, 단일 유도파(708)를 생성하는 단일 원호 커플러(704)가 제공되지만, 와이어(702)를 따라 상이한 지점들에서 그리고/또는 와이어 주위의 상이한 방위각 배향들로 배치되는 다수의 원호 커플러들(704)이 동일하거나 상이한 파형 전파 모드들에서의, 동일하거나 상이한 위상들에서의, 동일하거나 상이한 주파수들에서의 다수의 유도파들(708)을 생성하고 수신하도록 채용될 수 있다.
도 8에서, 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(800)가 도시된다. 도시된 실시예에서, 커플러(704)의 적어도 일부는 본원에 설명하는 바와 같이 유도파(808)로서 유도파(806)의 일부를 추출하도록 원호 커플러(704)와 와이어(702) 또는 다른 전송 매체 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(702) 또는 (전송 매체(125)와 같은) 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다. 원호 커플러(704)는 곡선 원호 커플러(704)의 일부가 와이어(702)에 접하고 이것에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 와이어에 평행한 원호 커플러(704)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(702)에 평행한 임의의 지점일 수 있다. 따라서, 원호 커플러(704)가 위치되거나 배치될 때, 와이어(702)를 따라 이동하는 파형(806)은 원호 커플러(704)에 적어도 부분적으로 결합되고, 원호 커플러(704)를 따라 수신 디바이스(명확히 도시되지 않음)로 유도파(808)로서 전파한다. 원호 커플러에 결합되지 않은 파형(806)의 일부는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체를 따라 파형(810)으로서 전파한다.
일 실시예에서, 파형(806)은 하나 이상의 파형 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 원호 커플러 모드들은 커플러(704)의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 유도파(806)의 하나 이상의 모드들은 원호 커플러(704)를 따라 전파하는 유도파(808)의 하나 이상의 유도파 모드들을 생성하거나, 이것들에 영향을 미치거나, 영향을 줄 수 있다. 그러나, 유도파(806)에 존재하는 유도파 모드들이 유도파(808)의 유도파 모드들과 동일하거나 상이할 수 있다는 점이 특히 주목되어야 한다. 이러한 방식으로, 유도파(806)의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(808)로 전달되지 않을 수 있고, 유도파(808)의 추가의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(806)에 존재하지 않았을 수 있다.
이제 도 9a를 참조하면, 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(900)가 도시된다. 특히, 스터브 커플러(904)를 포함하는 결합 디바이스는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 스터브 커플러(904)는 유전체 재료, 또는 다른 적은 손실 절연체(예를 들어, 테플론, 폴리에틸렌 등)로 구성되거나 전도(예를 들어, 금속, 비금속 등의) 재료, 또는 전술한 재료들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 스터브 커플러(904)는 도파관으로서 동작하고 스터브 커플러(904)의 도파관 표면 주위의 유도파로서 전파하는 파형(906)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 스터브 커플러(904)의 적어도 일부는 와이어 상에서 유도파(908)를 런칭하도록 본원에 설명하는 바와 같이 스터브 커플러(904)와 와이어(702) 또는 다른 전송 매체 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(702) 또는 (전송 매체(125)와 같은) 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 스터브 커플러(904)는 곡선이고, 스터브 커플러(904)의 단부는 와이어(702)에 묶여지거나, 고정되거나, 기계적 결합될 수 있다. 스터브 커플러(904)의 단부가 와이어(702)에 고정될 때, 스터브 커플러(904)의 단부는 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 대안적으로, 단부 너머 유전체 도파관의 다른 부분은 고정되거나 결합된 부분이 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 와이어(702)에 고정되거나 결합될 수 있다. 파스너(910)는 스터브 커플러(904)와 별도이거나 스터브 커플러(904)의 통합된 구성요소로서 구성되는 나일론 케이블 타이 또는 다른 타입의 비전도/유전체 재료일 수 있다. 스터브 커플러(904)는 와이어(702)를 둘러싸지 않고 와이어(702)에 인접할 수 있다.
도 7과 함께 설명하는 원호 커플러(704)와 같이, 스터브 커플러(904)가 와이어(702)에 평행한 단부와 함께 배치될 때, 스터브 커플러(904)를 따라 이동하는 유도파(906)는 와이어(702)에 결합되고, 와이어(702)의 와이어 표면 주위의 유도파(908)로서 전파한다. 일 예시적 실시예에서, 유도파(908)는 표면파 또는 다른 전자파로서 특성화될 수 있다.
파형들(906 및 908)의 도식적 표현들이 예를 들어, 단일 와이어 전송선으로서 동작하는 와이어(702) 상에서 파형(906)이 유도파(908)를 유도하거나 런칭하는 원리들을 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 커플러의 형상 및/또는 설계, 와이어에 대한 유전체 도파관의 상대 위치, 채용되는 주파수들, 스터브 커플러(904)의 설계, 와이어(702)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 와이어(702)의 선택적 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등 중 하나 이상에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 스터브 커플러(904)의 단부는 결합 효율들을 증가시키기 위해 와이어(702) 쪽으로 테이퍼링될 수 있다. 실제로, 스터브 커플러(904)의 단부의 테이퍼링은 본 논제 발명일 예시적 실시예에 따라 와이어(702)에 대한 임피던스 일치를 제공하고 반사들을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 스터브 커플러(904)의 단부는 도 9a에 도시된 바와 같이 파형들(906 및 908) 사이의 원하는 레벨의 결합을 얻기 위해 점진적으로 테이퍼링될 수 있다.
일 실시예에서, 파스너(910)는 파스너(910)와 스터브 커플러(904)의 단부 사이에 짧은 길이의 스터브 커플러(904)가 있도록 배치될 수 있다. 최대 결합 효율들은 파스너(910)를 넘어서는 스터브 커플러(904)의 단부의 길이가 전송되고 있는 어떤 주파수에 대해서도 긴 적어도 수개의 파장들일 때, 이러한 실시예에서 실현된다.
이제 도 9b를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면(950)이 도시된다. 특히, 전자기 분포는 유전체 재료로 구성되는 일 예시적 스터브 커플러로 도시된 커플러(952)를 포함하는 전송 디바이스에 대한 2개의 치수들로 제공된다. 커플러(952)는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 외부면을 따른 유도파로서의 전파를 위해 전자파를 결합시킨다.
커플러(952)는 대칭적 유도파 모드를 통하여 x0에서의 접합점으로 전자파를 유도한다. 커플러(952)를 따라 전파하는 전자파의 에너지의 일부가 커플러(952)의 외부에 있지만, 이러한 전자파의 에너지의 대다수는 커플러(952) 내에 포함된다. x0에서의 접합점은 전송 매체의 하단에 대응하는 방위각으로 와이어(702) 또는 다른 전송 매체에 전자파를 결합시킨다. 이러한 결합은 방향(956)으로 적어도 하나의 유도파 모드를 통하여 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 외부면을 따라 전파하도록 유도되는 전자파를 유도한다. 유도 전자파의 에너지의 대다수는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 외부에 있지만, 이것들의 외부면에 아주 근접하게 있다. 도시된 예에서, x0에서의 접합점은 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 표면을 스키밍(skimming)하는 도 3과 함께 제공되는 1차 모드와 같은 대칭적 모드 및 적어도 하나의 비대칭적 표면 모드 둘 다를 통하여 전파하는 전자파를 형성한다.
유도파들의 도식적 표현들이 유도파 결합 및 전파의 일 예를 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 채용되는 주파수들, 커플러(952)의 설계 및/또는 구성, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 표면 특성들, 존재한다면, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 따라 달라질 수 있다.
이제 도 10a를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 커플러 및 송수신기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도(1000)가 도시된다. 시스템은 전송 디바이스(101 또는 102)의 일 예이다. 특히, 통신 인터페이스(1008)는 통신 인터페이스(205)의 일 예이고, 스터브 커플러(1002)는 커플러(220)의 일 예이고, 전송기/수신기 디바이스(1006), 다이플렉서(1016), 전력 증폭기(1014), 저잡음 증폭기(1018), 주파수 믹서들(1010 및 1020) 및 국부 발진기(1012)는 집합적으로 송수신기(210)의 일 예를 형성한다.
동작에서, 전송기/수신기 디바이스(1006)는 파형들(예를 들어, 스터브 커플러(1002) 쪽으로의 유도파(1004))을 런칭하고 수신한다. 유도파들(1004)은 통신 인터페이스(1008)를 통하여 호스트 디바이스, 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 또는 다른 디바이스로부터 수신되고 이것으로 송신되는 신호들을 전송하는데 사용될 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 시스템(1000)의 일체화된 부분일 수 있다. 대안적으로, 통신 인터페이스(1008)는 시스템(1000)에 테더링(tethering)될 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 적외선 데이터 통신 규격(IrDA) 프로토콜 또는 다른 송수신자간에 교신 가능한 광학 프로토콜과 같은 적외선 프로토콜을 포함하는 다양한 무선 시그널링 프로토콜들(예를 들어, LTE, 와이파이, WiMAX, IEEE 802.xx 등) 중 임의의 것을 활용하는 호스트 디바이스, 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 또는 다른 디바이스에 인터페이스하는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜, 데이터 오버 케이블 서비스 인터페이스 사양(DOCSIS) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL) 프로토콜, 파이어와이어 (IEEE 1394) 프로토콜, 또는 다른 유선 또는 광학 프로토콜과 같은 프로토콜을 통하여 호스트 디바이스, 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 또는 다른 디바이스와 통신하는 광섬유 라인, 동축 케이블, 트위스티드 페어, 카테고리 5(CAT-5) 케이블 또는 다른 적절한 유선 또는 광학 매체들과 같은 유선 인터페이스를 포함할 수도 있다. 시스템(1000)이 중계기로서 기능하는 실시예들의 경우, 통신 인터페이스(1008)는 필요하지 않을 수 있다.
통신 인터페이스(1008)의 출력 신호들(예를 들어, Tx)은 주파수 믹서(1010)에서 국부 발진기(1012)에 의해 생성되는 반송파(예를 들어, 밀리미터파 반송파)와 결합될 수 있다. 주파수 믹서(1010)는 통신 인터페이스(1008)로부터의 출력 신호들을 주파수 편이하기 위해 헤테로다인 기법들 또는 다른 주파수 편이 기법들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(1008)로부터 그리고 이것으로 송신되는 신호들은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 다른 무선 3G, 4G, 5G 또는 더 높은 음성 및 데이터 프로토콜, 지그비, WIMAX, 초광대역 또는 IEEE 802.11 무선 프로토콜; 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜, 데이터 오버 케이블 서비스 인터페이스 사양(DOCSIS) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL) 프로토콜, 파이어와이어 (IEEE 1394) 프로토콜과 같은 유선 프로토콜 또는 다른 유선 또는 무선 프로토콜에 따라 형식화되는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호들과 같은 변조된 신호들일 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 이러한 주파수 변환은 아날로그 영역에서 행해질 수 있고, 결과적으로, 주파수 편이는 기지국, 모바일 디바이스들, 또는 빌딩 내 디바이스들에 의해 사용되는 통신 프로토콜의 타입에 상관 없이 행해질 수 있다. 새로운 통신 기술들이 개발됨에 따라, 통신 인터페이스(1008)는 업그레이드되거나(예를 들어, 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어로 업데이트되거나) 대체될 수 있고 주파수 편이 및 전송 장치는 유지되어, 업그레이드들을 단순화할 수 있다. 반송파는 그 다음 전력 증폭기(“PA”)(1014)로 송신될 수 있고 다이플렉서(1016)를 통하여 전송기 수신기 디바이스(1006)를 통하여 전송될 수 있다.
통신 인터페이스(1008) 쪽으로 지향되는 전송기/수신기 디바이스(1006)로부터 수신되는 신호들은 다이플렉서(1016)를 통하여 다른 신호들에서 분리될 수 있다. 수신된 신호는 그 다음 증폭을 위해 저잡음 증폭기(“LNA”)(1018)로 송신될 수 있다. 주파수 믹서(1020)는 국부 발진기(1012)로부터의 도움으로, (일부 실시예들에서 밀리미터파 대역 또는 대략 38 ㎓에 있는) 수신된 신호를 본래 주파수로 하향 편이시킬 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 그 다음 입력 포트(Rx)에서의 전송 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006)는 (예를 들어, 일 실시예에서 중공이지만, 반드시 일정 비율로 묘사되는 것은 아닐 수 있는) 원통형 또는 비원통형 금속을 포함할 수 있거나 다른 전도 또는 비전도 도파관 및 스터브 커플러(1002)의 단부는 도파관 또는 전송기/수신기 디바이스(1006) 내에 또는 이것들에 근접하여 배치될 수 있어 전송기/수신기 디바이스(1006)가 전송 신호를 생성할 때, 유도파가 스터브 커플러(1002)에 결합되고 스터브 커플러(1002)의 도파관 표면 주위에서 유도파(1004)로서 전파한다. 일부 실시예들에서, 유도파(1004)는 스터브 커플러(1002)의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 스터브 커플러(1002) 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유도파(1004)는 스터브 커플러(1002)의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유도파(1004)는 스터브 커플러(1002) 내부에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 이러한 후자 실시예에서, 유도파(1004)는 도 7의 와이어(702)와 같은 전송 매체에의 결합을 위해 (도 4에 도시된 테이퍼링된 단부와 같은) 스터브 커플러(1002)의 단부에서 방사할 수 있다. 마찬가지로, 유도파(1004)가 유입되면(와이어(702)로부터 스터브 커플러(1002)로 결합되면), 유도파(1004)는 그 다음 전송기/수신기 디바이스(1006)로 진입하고 원통형 도파관 또는 전도 도파관에 결합된다. 전송기/수신기 디바이스(1006)가 별도의 도파관을 포함하는 것으로 나타내어지지만 -- 안테나, 공동 공진기, 클라이스트론, 마그네트론, 진행파 튜브 또는 다른 방사 요소가 별도의 도파관을 갖고 또는 이것 없이 커플러(1002) 상의 유도파를 유도하도록 채용될 수 있다.
일 실시예에서, 스터브 커플러(1002)는 내부의 임의의 금속 또는 전도 재료들 없이 유전체 재료 (또는 다른 적절한 절연 재료)로 완전히 구성될 수 있다. 스터브 커플러(1002)는 비전도성이고 이러한 재료들의 외부면 상에서의 적어도 부분적으로 전자파들의 전송을 용이하게 하는데 적절한 나일론, 테플론, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 다른 플라스틱들 또는 다른 재료들로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 스터브 커플러(1002)는 전도성인/금속인 코어를 포함하고, 외부 유전체 표면을 가질 수 있다. 마찬가지로, 스터브 커플러(1002)에 의해 유도되는 전자파들을 전파시키거나 스터브 커플러(1002)로 전자파들을 공급하기 위해 스터브 커플러(1002)에 결합되는 전송 매체는 노출 또는 절연된 와이어인 것에 더하여, 내부의 임의의 금속 또는 전도 재료들 없이 유전체 재료 (또는 다른 적절한 절연 재료)로 완전히 구성될 수 있다.
전송기 수신기 디바이스(1006)의 개구부가 스터브 커플러(1002)보다 훨씬 더 넓은 것을 도 10a가 도시하지만, 이는 일정 비율로 그려지지 않았고, 다른 실시예들에서, 스터브 커플러(1002)의 폭이 중공의 도파관의 개구부에 비교할 만하거나 이것보다 약간 더 작다는 점이 주목된다. 또한 도시되지 않았지만, 일 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006)로 삽입되는 커플러(1002)의 단부가 반사를 감소시키고 결합 효율들을 증가시키기 위해 테이퍼링되어 간다.
스터브 커플러(1002)에의 결합 이전에, 전송기/수신기 디바이스(1006)에 의해 생성되는 유도파의 하나 이상의 도파관 모드들은 유도파(1004)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 스터브 커플러(1002)에 결합될 수 있다. 유도파(1004)의 파형 전파 모드들은 중공의 금속 도파관 및 유전체 도파관의 상이한 특성들로 인해 중공의 금속 도파관 모드들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 유도파(1004)의 파형 전파 모드들은 기본적 횡단 전자기 모드(의사-TEM00)를 포함할 수 있으며, 여기서 유도파들이 스터브 커플러(1002)를 따라 전파하는 동안, 작은 전계들 및/또는 자계들만이 전파의 방향으로 연장되고, 전계들 및 자계들이 스터브 커플러(1002)로부터 방사상으로 외측으로 연장된다. 기본적 횡단 전자기 모드 파형 전파 모드는 중공인 도파관 내부에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있다. 그러므로, 전송기/수신기 디바이스(1006)에 의해 사용되는 중공의 금속 도파관 모드들은 스터브 커플러(1002)의 파형 전파 모드들에 효과적으로 그리고 효율적으로 결합될 수 있는 도파관 모드들이다.
전송기/수신기 디바이스(1006) 및 스터브 커플러(1002)의 다른 구성체들 또는 조합들이 가능하다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 스터브 커플러(1002’)는 도 10b의 참조 번호 1000’로 도시된 바와 같이 전송기/수신기 디바이스(1006’)(대응하는 회로망 도시되지 않음)의 중공의 금속 도파관의 외부면에 대하여 (갭을 갖고 또는 이것 없이) 정접으로 또는 평행하게 배치될 수 있다. 참조 번호 1000’로 도시되지 않은 다른 실시예에서, 스터브 커플러(1002’)는 스터브 커플러(1002’)의 축이 전송기/수신기 디바이스(1006’)의 중공의 금속 도파관의 축과 동축으로 정렬되지 않고 전송기/수신기 디바이스(1006’)의 중공의 금속 도파관 내부에 배치될 수 있다. 이러한 실시예들 중 어느 하나에서, 전송기/수신기 디바이스(1006’)에 의해 생성되는 유도파는 기본적 모드(예를 들어, 대칭 모드) 및/또는 비기본적 모드(예를 들어, 비대칭 모드)를 포함하는 스터브 커플러(1002’) 상의 유도파(1004’)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 스터브 커플러(1002’)의 표면에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 유도파(1004’)는 스터브 커플러(1002’)의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 스터브 커플러(1002’) 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예에서, 유도파(1004’)는 스터브 커플러(1002’)의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유도파(1004’)는 스터브 커플러(1002’) 내부에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 이러한 후자 실시예에서, 유도파(1004’)는 도 9의 와이어(702)와 같은 전송 매체에의 결합을 위해 (도 9에 도시된 테이퍼링된 단부와 같은) 스터브 커플러(1002’)의 단부에서 방사할 수 있다.
전송기/수신기 디바이스(1006)의 다른 구성체들이 가능하다는 점이 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, 참조 번호 1000”로서 도 10b에 도시된 전송기/수신기 디바이스(1006”)(대응하는 회로망 도시되지 않음)의 중공의 금속 도파관은 스터브 커플러(1002)의 사용 없이 도 4의 와이어(702)와 같은 전송 매체의 외부면에 대하여 (갭을 갖고 또는 이것 없이) 정접으로 또는 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006”)에 의해 생성되는 유도파는 기본적 모드(예를 들어, 대칭 모드) 및/또는 비기본적 모드(예를 들어, 비대칭 모드)를 포함하는 와이어(702) 상의 유도파(908)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 와이어(702)의 표면에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 와이어(702)는 와이어(702)의 축이 스터브 커플러(1002)의 사용 없이 중공의 금속 도파관의 축과 동축으로 (또는 동축이 아니게) 정렬되도록 전송기/수신기 디바이스(1006”’)(대응하는 회로망 도시되지 않음)의 중공의 금속 도파관 내부에 위치될 수 있다 ― 도 10b 참조 번호 1000”’ 참조. 이러한 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006”’)에 의해 생성되는 유도파는 기본적 모드(예를 들어, 대칭 모드) 및/또는 비기본적 모드(예를 들어, 비대칭 모드)를 포함하는 와이어 상의 유도파(908)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 와이어(702)의 표면에 결합될 수 있다.
1000” 및 1000”’의 실시예들에서, 절연된 외부면을 갖는 와이어(702)의 경우, 유도파(908)는 절연체의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 절연체 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 실시예들에서, 유도파(908)는 절연체의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 또는 절연체 내부에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 1000” 및 1000”’의 실시예들에서, 노출 전도체인 와이어(702)의 경우, 유도파(908)는 전도체의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 전도체 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예에서, 유도파(908)는 전도체의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 이중 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1100)가 도시된다. 특히, 이중 커플러 설계는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 일 실시예에서, (스터브 커플러들(1104 및 1106)과 같은) 2개 이상의 커플러들이 유도파(1108)를 수신하기 위해 와이어(1102) 주변에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 커플러는 유도파(1108)를 수신하기에 충분하다. 그러한 경우에, 유도파(1108)는 커플러(1104)에 결합되고 유도파(1110)로서 전파한다. 유도파(1108)의 필드 구조가 특정 유도파 모드(들) 또는 다양한 외부 요인들로 인해 와이어(1102) 주변에서 진동하거나 파동하면, 그 때 커플러(1106)는 유도파(1108)가 커플러(1106)에 결합되도록 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 와이어(1102) 주변에서 진동하거나 회전할 수 있거나, 상이한 방위각 배향들로 유도되었거나, 예를 들어, 로브들 및/또는 널들을 갖는 비기본적 또는 더 높은 차수 모드들 또는 배향 의존하는 다른 비대칭들을 갖는 유도파들을 수신하기 위해 예를 들어, 90 도 또는 서로에 대하여 다른 간격으로 와이어(1102)의 일부 주변에 4개 이상의 커플러들이 배치될 수 있다. 그러나, 예시적 실시예들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 와이어(1102)의 일부 주변에 배치되는 4개 내외의 커플러들이 있을 수 있다는 점이 이해될 것이다.
커플러들(1106 및 1104)이 스터브 커플러들로서 예시되지만, 원호 커플러, 안테나 또는 혼 커플러, 자기 커플러 등을 포함하는 본원에 설명하는 커플러 설계들 중 임의의 다른 것이 마찬가지로 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일부 예시적 실시예들이 와이어(1102)의 적어도 일부 주변에 복수의 커플러들을 제공하였지만, 이러한 복수의 커플러들이 다수의 커플러 하위 구성요소들을 갖는 단일 커플러 시스템의 일부로서 고려될 수도 있다는 점이 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 2개 이상의 커플러들은 단일 시스템에 따라 (모터 또는 다른 작동기와 같은 제어 가능 메커니즘으로 자동적으로 또는 수작업으로) 커플러들이 미리 위치되거나 서로에 대하여 조정 가능하도록 단일 설치로 와이어 주변에 설치될 수 있는 단일 시스템으로서 제조될 수 있다.
커플러들(1106 및 1104)에 결합되는 수신기들은 신호 품질을 최대화하기 위해 커플러들(1106 및 1104) 둘 다로부터 수신되는 신호들을 결합하기 위해 다이버시티 결합을 사용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플러들(1104 및 1106) 중 하나 또는 다른 하나가 미리 결정된 임계치를 넘는 전송 신호를 수신하면, 수신기들은 어느 신호를 사용할 지를 결정할 때, 선택 다이버시티를 사용할 수 있다. 게다가, 복수의 커플러들(1106 및 1104)에 의한 수신이 예시되지만, 동일한 구성에서의 커플러들(1106 및 1104)에 의한 전송이 마찬가지로 일어날 수 있다. 특히, 광범위한 멀티 입력 멀티 출력(MIMO) 전송 및 수신 기법들이 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스가 다수의 송수신기들 및 다수의 커플러들을 포함하는 경우 전송을 위해 채용될 수 있다.
파형들(1108 및 1110)의 도식적 표현들이 유도파(1108)가 커플러(1104) 상에서의 파형(1110)를 유도하거나 런칭하는 원리들을 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 채용되는 주파수들, 커플러(1104)의 설계, 와이어(1102)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 존재한다면, 와이어(702)의 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 따라 달라질 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1200)가 도시된다. 특히, 중계기 디바이스(1210)는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 이러한 시스템에서, 2개의 커플러들(1204 및 1214)은 와이어(1202)를 따라 전파하는 유도파들(1205)이 파형(1206)으로서(예를 들어, 유도파로서) 커플러(1204)에 의해 추출되고, 그 다음 중계기 디바이스(1210)에 의해 승압되거나 중계되고 파형(1216)으로서(예를 들어, 유도파로서) 커플러(1214) 쪽으로 런칭되도록 와이어(1202) 또는 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다. 파형(1216)은 그 다음 와이어(1202) 상에서 런칭되고 유도파(1217)로서 와이어(1202)를 따라 계속해서 전파할 수 있다. 일 실시예에서, 중계기 디바이스(1210)는 예를 들어, 와이어(1202)가 전력선이거나 전력 전달 전도체를 포함할 때, 와이어(1202)와의 자기 결합을 통해 승압하거나 중계하기 위해 활용되는 전력의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 커플러들(1204 및 1214)이 스터브 커플러들로서 예시되지만, 원호 커플러, 안테나 또는 혼 커플러, 자기 커플러 등을 포함하는 본원에 설명하는 커플러 설계들 중 임의의 다른 것이 마찬가지로 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
일부 실시예들에서, 중계기 디바이스(1210)는 파형(1206)과 연관된 전송 신호를 중계할 수 있고, 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스(1210)는 통신 신호들(110 또는 112)로서 다른 네트워크 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들로 이러한 데이터 또는 신호들을 공급하고/하거나 다른 네트워크 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들로부터 통신 신호들(110 또는 112)을 수신하기 위해 파형(1206)으로부터 데이터 또는 다른 신호들을 추출하고 수신된 통신 신호들(110 또는 112)을 내부에 내장했던 유도파(1216)를 런칭하는 통신 인터페이스(205)를 포함할 수 있다. 중계기 구성에서, 수신기 도파관(1208)은 커플러(1204)로부터 파형(1206)을 수신할 수 있고 전송기 도파관(1212)은 유도파(1217)로서 커플러(1214) 쪽으로 유도파(1216)를 런칭할 수 있다. 수신기 도파관(1208)과 전송기 도파관(1212) 사이에서, 유도파(1206)에 내장되는 신호 및/또는 유도파(1216) 그 자체는 신호 손실 및 유도파 통신과 연관된 다른 비효율들을 교정하기 위해 증폭될 수 있거나 상기 신호는 내부에 포함되고 전송을 위해 재생성되는 데이터를 추출하기 위해 수신되고 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 수신기 도파관(1208)은 신호로부터 데이터를 추출하고, 예를 들어, 오류 정정 코드들을 활용하여 데이터 오류들을 정정하기 위해 데이터를 처리하고, 정정된 데이터로 업데이트된 신호를 재생성하도록 구성될 수 있다. 전송기 도파관(1212)은 그 다음 내부에 내장되는 업데이트된 신호를 갖는 유도파(1216)를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 유도파(1206)에 내장되는 신호는 통신 신호들(110 또는 112)로서 통신 인터페이스(205)를 통하여 다른 네트워크 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들과의 통신을 위해 전송 신호로부터 추출되고 처리될 수 있다. 마찬가지로, 통신 인터페이스(205)에 의해 수신되는 통신 신호들(110 또는 112)은 전송기 도파관(1212)에 의해 커플러(1214) 쪽으로 생성되고 런칭되는 유도파(1216)의 전송 신호로 삽입될 수 있다.
도 12가 각각 좌측으로부터 진입하고 우측으로 퇴거하는 유도파 전송 신호들(1206 및 1216)을 도시하지만, 이는 단지 단순화이고 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 점이 주목된다. 다른 실시예들에서, 수신기 도파관(1208) 및 전송기 도파관(1212)은 각각 전송기들 및 수신기들로서 기능할 수도 있어, 중계기 디바이스(1210)가 양방향인 것을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 중계기 디바이스(1210)는 와이어(1202) 또는 다른 전송 매체 상에 불연속점들 또는 장애물들이 있는 위치들에 배치될 수 있다. 와이어(1202)가 전력선인 경우에, 이러한 장애물들은 변압기, 접속부, 전신주 및 다른 이러한 전력선 디바이스를 포함할 수 있다. 중계기 디바이스(1210)는 유도(예를 들어, 표면) 파형들이 라인 상의 이러한 장애물들을 넘어가고 동시에 전송 전력을 승압시키는 것을 도울 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플러가 중계기 디바이스의 사용 없이 장애물을 넘어가는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 커플러의 단부들 둘 다는 와이어에 묶여지거나 고정될 수 있으므로, 장애물에 의해 차단되지 않고 이동할 유도파에 대한 경로를 제공한다.
이제 도 13을 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 양방향 중계기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도(1300)가 도시된다. 특히, 양방향 중계기 디바이스(1306)는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 커플러들이 스터브 커플러들로서 예시되지만, 원호 커플러, 안테나 또는 혼 커플러, 자기 커플러 등을 포함하는 본원에 설명하는 커플러 설계들 중 임의의 다른 것이 마찬가지로 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 양방향 중계기(1306)는 2개 이상의 와이어들 또는 다른 전송 매체가 존재하는 경우에 다이버시티 경로들을 채용할 수 있다. 유도파 전송들이 절연된 와이어, 비절연된 와이어 또는 다른 타입들의 전송 매체와 같은 상이한 타입들의 전송 매체에 대해 상이한 전송 효율들 및 결합 효율들을 갖고, 게다가 요소들에 노출되면, 기후 및 다른 대기 조건들에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 특정 시간들에서 상이한 전송 매체 상에서 선택적으로 전송하는 것은 유리할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 다양한 전송 매체는 지정이 다른 것보다 하나의 전송 매체의 우선권을 나타내든 아니든, 1차, 2차, 3차 등으로서 지정될 수 있다.
도시된 실시예에서, 전송 매체는 (각각 와이어들(1302 및 1304)로 본원에 지칭되는) 절연되거나 비절연된 와이어(1302) 및 절연되거나 비절연된 와이어(1304)를 포함한다. 중계기 디바이스(1306)는 와이어(1302)를 따라 이동하는 유도파를 수신하기 위해 수신기 커플러(1308)를 사용하고 와이어(1304)를 따른 유도파로서 전송기 도파관(1310)을 사용하여 전송을 중계한다. 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스(1306)는 와이어(1304)에서 와이어(1302)로 스위칭할 수 있거나, 동일한 경로들을 따라 전송들을 중계할 수 있다. 중계기 디바이스(1306)는 센서들을 포함하거나, 전송에 영향을 줄 수 있는 조건들을 나타내는 센서들 (또는 도 16a에 도시된 네트워크 관리 시스템(1601))과 통신할 수 있다. 센서들로부터 수신되는 피드백에 기초하여, 중계기 디바이스(1306)는 동일한 와이어를 따라 전송을 유지할지, 아니면 다른 와이어로 전송을 옮길지 여부에 대한 판단을 행할 수 있다.
이제 도 14를 참조하면, 양방향 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1400)가 도시된다. 특히, 양방향 중계기 시스템은 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 양방향 중계기 시스템은 분산형 안테나 시스템 또는 귀로 시스템에 위치되는 다른 결합 디바이스들로부터의 전송 신호들을 수신하고 송신하는 도파관 결합 디바이스들(1402 및 1404)을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 도파관 결합 디바이스(1402)는 다른 도파관 결합 디바이스로부터 전송 신호를 수신할 수 있으며, 전송 신호는 복수의 부반송파들을 갖는다. 다이플렉서(1406)는 다른 전송 신호들로부터 전송 신호를 분리시키고, 전송 신호를 저잡음 증폭기("LNA")(1408)로 지향시킬 수 있다. 주파수 믹서(1428)는 국부 발진기(1412)로부터의 도움으로, (일부 실시예들에서 밀리미터파 대역 또는 대략 38 ㎓로 있는) 전송 신호를 분산형 안테나 시스템에 대한 셀룰러 대역(약 1.9 ㎓), 본래 주파수 또는 귀로 시스템에 대한 다른 주파수와 같은 더 낮은 주파수로 하향 편이시킬 수 있다. 추출기 (또는 디멀티플렉서)(1432)는 부반송파에서의 신호를 추출하고 통신 인터페이스(205)에의 결합을 위한 전력 증폭기(1424)에 의한 선택적 증폭, 버퍼링 또는 격리를 위해 출력 구성요소(1422)로 신호를 지향시킬 수 있다. 통신 인터페이스(205)는 전력 증폭기(1424)로부터 수신되는 신호들을 추가로 처리하거나 이러한 신호들을 무선 또는 유선 인터페이스를 통해 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 등과 같은 다른 디바이스들로 전송할 수 있다. 이러한 위치에서 추출되지 않은 신호들의 경우, 추출기(1432)는 상기 신호들을 다른 주파수 믹서(1436)로 재지향시킬 수 있으며, 상기 신호들은 국부 발진기(1414)에 의해 생성되는 반송파를 변조하는데 사용된다. 반송파는 그것의 부반송파들과 함께, 전력 증폭기("PA")(1416)로 지향되고 다이플렉서(1420)를 통하여 도파관 결합 디바이스(1404)에 의해 다른 시스템으로 재전송된다.
LNA(1426)는 통신 인터페이스(205)에 의해 수신되는 신호들을 증폭시키거나, 버퍼링하거나, 격리시키는데 사용되고 그 다음 도파관 결합 디바이스(1404)로부터 수신되었던 신호들과 상기 신호를 병합시키는 멀티플렉서(1434)로 상기 신호를 송신할 수 있다. 결합 디바이스(1404)로부터 수신되는 신호들은 다이플렉서(1420)에 의해 분할되었고, 그 다음 LNA(1418)를 통해 통과되었고, 주파수 믹서(1438)에 의해 주파수가 하향 편이되었다. 신호들이 멀티플렉서(1434)에 의해 결합될 때, 신호들은 주파수 믹서(1430)에 의해 주파수가 상향 편이되고, 그 다음 PA(1410)에 의해 승압되고, 도파관 결합 디바이스(1402)에 의해 다른 시스템으로 전송된다. 일 실시예에서, 양방향 중계기 시스템은 출력 디바이스(1422) 없이 중계기만일 수 있다. 이러한 실시예에서, 멀티플렉서(1434)는 활용되지 않을 것이고 LNA(1418)로부터의 신호들은 상술한 바와 같은 믹서(1430)로 지향될 것이다. 일부 실시예들에서, 양방향 중계기 시스템이 2개의 별개이고 별도의 단방향 중계기들을 사용하여 구현될 수도 있다는 점이 이해될 것이다. 대안적인 실시예에서, 양방향 중계기 시스템은 승압기이거나 하향 편이 및 상향 편이 없이 재전송들을 수행할 수도 있다. 실제로 예시적 실시예에서, 재전송들은 신호 또는 유도파를 수신하고, 신호 또는 유도파의 재전송 이전에 일부 신호 또는 유도파 프로세싱 또는 재형상화, 필터링, 및/또는 증폭을 수행하는 것에 기초할 수 있다.
이제 도 15을 참조하면, 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1500)가 도시된다. 이러한 도면은 도 1과 함께 제공되는 유도파 통신 시스템과 같은 유도파 통신 시스템이 사용될 수 있는 예시적인 환경을 도시한다.
부가 기지국 디바이스들에 네트워크 접속을 제공하기 위해, 통신 셀들(예를 들어, 마이크로셀들 및 매크로셀들)을 코어 네트워크의 네트워크 디바이스들에 링크하는 귀로 네트워크가 대응하여 확장된다. 마찬가지로, 분산형 안테나 시스템에 네트워크 접속을 제공하기 위해, 기지국 디바이스들 및 기지국 디바이스들의 분산형 안테나들을 링크하는 연장된 통신 시스템이 바람직하다. 도 15에 도시된 것과 같은 유도파 통신 시스템(1500)이 대안적이거나, 증가되거나, 부가적인 네트워크 접속을 가능하게 하도록 제공될 수 있고, 단선식 전송선(예를 들어, 송전선)으로서 동작하고, 도파관으로서 사용될 수 있고/있거나 전자파의 전송을 유도하도록 동작하는 도파관 결합 시스템이 와이어와 같은 전송 매체 상에서 유도파(예를 들어, 표면파) 통신을 전송하고/하거나 수신하도록 제공될 수 있다.
유도파 통신 시스템(1500)은 중앙 교환국(1501) 및/또는 매크로셀 사이트(1502)에 통신적 결합되는 하나 이상의 기지국 디바이스들(예를 들어, 기지국 디바이스(1504))을 포함하는 분배 시스템(1550)의 제1 사례를 포함할 수 있다. 기지국 디바이스(1504)는 매크로셀 사이트(1502) 및 중앙 교환국(1501)에 유선(예를 들어, 파이버 및/또는 케이블), 또는 무선(예를 들어, 마이크로파 무선) 접속에 의해 접속될 수 있다. 분배 시스템(1560)의 제2 사례는 모바일 디바이스(1522) 그리고 (시설들(1542)로 본원에 지칭되는) 주택지 및/또는 상업 시설들(1542)에 무선 음성 및 데이터 서비스들을 제공하는데 사용될 수 있다. 시스템(1500)은 도 15에 도시된 바와 같이 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 음성 및/또는 데이터 서비스들을 제공하는 분배 시스템들(1550 및 1560)의 부가 사례들을 가질 수 있다.
매크로셀 사이트(1502)와 같은 매크로셀들은 모바일 네트워크 및 기지국 디바이스(1504)에의 전용 접속들을 가질 수 있거나, 다른 접속을 공유하고/하거나 달리 이용할 수 있다. 중앙 교환국(1501)은 매체 콘텐트를 분배하고/하거나 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 인터넷 서비스 제공자(ISP) 서비스들을 제공하는데 사용될 수 있다. 중앙 교환국(1501)은 (하나가 도 15에 도시되는) 위성들(1530)의 무리 또는 다른 콘텐트의 소스들로부터 매체 콘텐트를 수신하고, 분배 시스템(1550 및 1560)의 제1 및 제2 사례들을 통하여 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 이러한 콘텐트를 분배할 수 있다. 중앙 교환국(1501)은 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 인터넷 데이터 서비스들을 제공하기 위해 인터넷(1503)에 통신적 결합될 수도 있다.
기지국 디바이스(1504)는 전신주(1516) 상에 장착되거나 이것에 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 기지국 디바이스(1504)는 변압기들 근처 그리고/또는 전력선 인근에 위치되는 다른 위치들에 있을 수 있다. 기지국 디바이스(1504)는 모바일 디바이스들(1522 및 1524)에 대한 모바일 네트워크에의 접속을 용이하게 할 수 있다. 각각 전신주들(1518 및 1520) 상에 또는 이것들 근처에 장착되는 안테나들(1512 및 1514)은 기지국 디바이스(1504)로부터 신호들을 수신하고 안테나들(1512 및 1514)이 기지국 디바이스(1504)에 또는 이것 근처에 위치되었던 경우보다 훨씬 더 넓은 영역에 걸쳐 모바일 디바이스들(1522 및 1524)로 그러한 신호들을 전송할 수 있다.
도 15가 단순함의 목적으로 하나의 기지국 디바이스를 갖는 분배 시스템들(1550 및 1560)의 각각의 사례에서 3개의 전신주들을 표시한다는 점이 주목된다. 다른 실시예들에서, 전신주(1516)는 더 많은 기지국 디바이스들, 그리고 분산형 안테나들 및/또는 시설들(1542)에의 테더링된 접속들을 갖는 더 많은 전신주들을 가질 수 있다.
도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스(1506)는 기지국 디바이스(1504)로부터 전신주들(1516, 1518 및 1520)을 접속시키는 송전선 또는 전력선(들)을 통하여 안테나들(1512 및 1514)로 신호를 전송할 수 있다. 신호를 전송하기 위해, 무선 소스 및/또는 전송 디바이스(1506)는 기지국 디바이스(1504)로부터의 신호를 (예를 들어, 주파수 믹싱을 통하여) 상향 변환하거나 기지국 디바이스(1504)로부터의 신호를 마이크로파 대역 신호로 변환하고 전송 디바이스(1506)는 이전 실시예들에 설명하는 바와 같이 송전선 또는 다른 와이어를 따라 이동하는 유도파로서 전파하는 마이크로파 대역 파형을 런칭한다. 전신주(1518)에서, 다른 전송 디바이스(1508)는 유도파를 수신하고 (그리고 선택적으로 필요하거나 원하는 바에 따라 유도파를 증폭시키거나 유도파를 수신하고 유도파를 재생성하기 위해 중계기로서 동작할 수 있고) 유도파를 송전선 또는 다른 와이어 상의 유도파로서 전방향으로 송신한다. 전송 디바이스(1508)는 마이크로파 대역 유도파로부터 신호를 추출하고 신호를 주파수가 낮게 편이시키거나 신호의 본래 셀룰러 대역 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓ 또는 다른 정의된 셀룰러 주파수) 또는 다른 셀룰러 (또는 비셀룰러) 대역 주파수로 신호를 변환할 수도 있다. 안테나(1512)는 하향 편이된 신호를 모바일 디바이스(1522)로 무선 전송할 수 있다. 과정은 필요하거나 바람직한 바에 따라, 전송 디바이스(1510), 안테나(1514) 및 모바일 디바이스(1524)에 의해 반복될 수 있다.
모바일 디바이스들(1522 및 1524)로부터의 전송 신호들은 각각 안테나들(1512 및 1514)에 의해 수신될 수도 있다. 전송 디바이스들(1508 및 1510)은 셀룰러 대역 신호들을 상향 편이시키거나 마이크로파 대역으로 변환하고 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자파) 전송 신호들로서 신호들을 전력선(들)을 통해 기지국 디바이스(1504)로 전송할 수 있다.
중앙 교환국(1501)에 의해 수신되는 매체 콘텐트는 모바일 디바이스들(1522) 및 시설들(1542)에의 분배를 위해 기지국 디바이스(1504)를 통하여 제2 사례의 분배 시스템(1560)에 공급될 수 있다. 전송 디바이스(1510)는 하나 이상의 유선 접속들 또는 무선 인터페이스에 의해 시설들(1542)에 테더링될 수 있다. 하나 이상의 유선 접속들은 전력선, 동축 케이블, 파이버 케이블, 트위스티드 페어 케이블, 유도파 전송 매체 또는 매체 콘텐트의 분배를 위한 그리고/또는 인터넷 서비스들을 제공하기 위한 다른 적절한 유선 매체들을 제한 없이 포함할 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 디바이스(1510)로부터의 유선 접속들은 하나 이상의 대응하는 서비스 영역 인터페이스들(SAIs - 미도시) 또는 페데스탈들에 위치되는 하나 이상의 매우 높은 비트 전송률 디지털 가입자 회선(VDSL) 모뎀들에 통신적 결합될 수 있으며, 각각의 SAI 또는 페데스탈은 시설들(1542)의 일부에 서비스들을 제공한다. VDSL 모뎀들은 매체 콘텐트를 선택적으로 분배하고/하거나 시설들(1542)에 위치되는 게이트웨이들(미도시)에 인터넷 서비스들을 제공하는데 사용될 수 있다. SAI들 또는 페데스탈들은 전력선, 동축 케이블, 파이버 케이블, 트위스티드 페어 케이블, 유도파 전송 매체 또는 다른 적절한 유선 매체들과 같은 유선 매체를 통해 시설들(1542)에 통신적 결합될 수도 있다. 다른 예시적 실시예들에서, 전송 디바이스(1510)는 SAI들 또는 페데스탈들과 같은 중간 인터페이스들 없이 시설들(1542)에 직접 통신적 결합될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 시스템(1500)은 2 개 이상의 송전선들 또는 다른 와이어들이 전신주들(1516, 1518, 1520)(예컨대 예를 들어, 전신주들(1516 및 1520) 사이의 2 개 이상의 와이어들) 사이에 연결되는 다이버시티 경로들을 채용할 수 있고, 기지국/매크로셀 사이트(1502)으로부터의 여분의 전송들은 송전선들 또는 다른 와이어들의 표면 아래로 유도파들로서 전송된다. 송전선들 또는 다른 와이어들은 절연 또는 비절연일 수 있으며, 전송 손실들을 야기하는 환경 조건에 따라 결합 디바이스들은 절연 또는 비절연 송전선들 또는 기타 와이어들로부터 신호들을 선택적으로 수신할 수 있다. 선택은 와이어들의 신호 대 잡음비의 측정들에 기초하거나, 결정된 날씨/환경 조건들(예를 들어, 수분 검출기들, 일기 예보들, 등)에 기초할 수 있다. 시스템(1500)과 함께 다이버시티 경로들의 사용은 대체 라우팅 기능들, 부하 균형 잡기, 증가된 부하 처리, 동시 양방향 또는 동기 통신들, 확산 스펙트럼 통신들 등을 가능하게 할 수 있다.
도 15의 전송 디바이스들(1506, 1508 및 1510)의 사용은 예로서만이고, 다른 실시예들에서, 다른 사용들이 가능하다는 점이 주목된다. 예를 들어, 전송 디바이스들은 기지국 디바이스들에 네트워크 접속을 제공하는 귀로 통신 시스템에 사용될 수 있다. 전송 디바이스들(1506, 1508 및 1510)은 절연되든 절연되지 않든 와이어를 통해 유도파 통신을 전송하는 것이 바람직한 많은 상황들에서 사용될 수 있다. 전송 디바이스들(1506, 1508 및 1510)은 높은 전압들을 전할 수 있는 와이어들과의 무접촉 또는 제한된 물리적이고/이거나 전기적 접촉으로 인한 다른 결합 디바이스들을 능가하는 개선들이다. 전송 디바이스는 유전체가 절연체로서의 역할을 함에 따라, 전송 디바이스가 전기적으로 와이어와 접촉하지 않는 한은, 와이어로부터 떨어져 위치되고/되거나(예를 들어, 와이어로부터 떨어져 이격되고/되거나) 와이어상에 위치될 수 있어, 저렴하고/하거나, 용이하고/하거나, 덜 복잡한 설치를 가능하게 한다. 그러나, 이전에 주의된 바와 같이 전도성 또는 비유전체 커플러들이 예를 들어, 구성들에서 채용될 수 있고, 여기서 와이어들은 전화 네트워크, 케이블 텔레비전 네트워크, 광대역 데이터 서비스, 광섬유 통신 시스템 또는 저전압을 채용하거나 절연된 전송선을 갖는 다른 네트워크에 대응한다.
기지국 디바이스(1504) 및 매크로셀 사이트(1502)가 일 실시예에 도시되어 있지만, 다른 네트워크 구성들도 마찬가지로 가능하다는 것이 또한 주의된다. 예를 들어, 액세스 포인트들 또는 다른 무선 게이트웨이들과 같은 디바이스들은 무선 로컬 영역 네트워크, 무선 개인 영역 네트워크 또는 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 블루투스 프로토콜, 지그비 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 다른 무선 네트워크와 같은 다른 네트워크의 도달 범위를 확장하기 위해 유사한 방식으로 채용될 수 있다.
이제 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 전력 그리드 통신 시스템을 관리하는 시스템의 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도들이 도시된다. 도 16a를 고려하면, 도파관 시스템(1602)은 도 15와 함께 제공되는 시스템과 같은 유도파 통신 시스템에서의 사용을 위해 제공된다. 도파관 시스템(1602)은 센서들(1604), 전력 관리 시스템(1605), 적어도 하나의 통신 인터페이스(205)를 포함하는 전송 디바이스(101 또는 102), 송수신기(210) 및 커플러(220)를 포함할 수 있다.
도파관 시스템(1602)은 본 논제 발명에 설명하는 실시예들에 따라 유도파 통신을 용이하게 하기 위해 전력선(1610)에 결합될 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 디바이스(101 또는 102)는 본 논제 발명에 설명하는 바와 같이 전력선(1610)의 표면을 따라 종으로 전파하는 전력선(1610)의 표면 상의 전자파들을 유도하는 커플러(220)를 포함한다. 전송 디바이스(101 또는 102)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 동일한 전력선(1610) 상에서 전자파들을 재전송하거나 전력선들(1610) 사이에서 전자파들을 라우팅하는 중계기로서의 역할을 할 수도 있다.
전송 디바이스(101 또는 102)는 전력선(1610)의 표면을 따라 전파하는 대응하는 유도 전자파들을 유도하도록 커플러를 따라 전파하는 반송 주파수로 동작하거나, 이것을 나타내거나, 이것과 연관된 전자파들로 본래 주파수 범위에서 동작하는 신호를 예를 들어, 상향 변환하도록 구성되는 송수신기(210)를 포함한다. 반송 주파수는 전자파들의 대역폭을 한정하는 상부 및 하부 컷 오프 주파수들을 갖는 중심 주파수에 의해 나타내어질 수 있다. 전력선(1610)은 전도 표면 또는 절연된 표면을 갖는 와이어(예를 들어, 단선 또는 다연선)일 수 있다. 송수신기(210)는 커플러(220)로부터 신호들을 수신하고 반송 주파수로 동작하는 전자파들을 전자파들의 본래 주파수에서의 신호들로 하향 변환할 수도 있다.
상향 변환을 위해 전송 디바이스(101 또는 102)의 통신 인터페이스(205)에 의해 수신되는 신호들은 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통한 중앙 교환국(1611), 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통한 기지국(1614)에 의해 공급되는 신호들, 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통한 전달을 위해 기지국(1614)으로 모바일 디바이스들(1620)에 의해 전송되는 무선 신호들, 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 빌딩 내 통신 디바이스들(1618)에 의해 공급되는 신호들, 그리고/또는 통신 인터페이스(205)의 무선 통신 범위에서 로밍하는 모바일 디바이스들(1612)에 의해 통신 인터페이스(205)에 공급되는 무선 신호들을 제한 없이 포함할 수 있다. 도파관 시스템(1602)이 도 12 및 도 13에 도시된 것과 같은 중계기로서의 기능을 하는 실시예들에서, 통신 인터페이스(205)는 도파관 시스템(1602)에 포함될 수 있거나 포함되지 않을 수 있다.
전력선(1610)의 표면을 따라 전파하는 전자파들은 데이터 페이로드를 포함하고 (하나 이상의 수신지 도파관 시스템들(1602)을 식별하는 헤더 정보과 같은) 네트워킹 정보를 더 포함하는 데이터의 패킷들 또는 프레임들을 포함하도록 변조되고 형식화될 수 있다. 네트워킹 정보는 도파관 시스템(1602), 또는 중앙 교환국(1611), 기지국(1614), 모바일 디바이스들(1620) 또는 빌딩 내 디바이스들(1618)과 같은 발원 디바이스, 또는 이들의 조합에 의해 제공될 수 있다. 게다가, 변조된 전자파들은 신호 장애를 완화시키는 오류 정정 데이터를 포함할 수 있다. 네트워킹 정보 및 오류 정정 데이터는 수신지 도파관 시스템(1602)으로 지향되는 전송 신호들을 검출하고, 수신지 도파관 시스템(1602)에 통신적 결합되는 수취자 통신 디바이스들로 지향되는 음성 및/또는 데이터 신호들을 포함하는 오류 정정 데이터 전송 신호들로 하향 변환하고 처리하기 위해 수신지 도파관 시스템(1602)에 의해 사용될 수 있다.
이제 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)을 참조하면, 센서들(1604)은 온도 센서(1604a), 장애 검출 센서(1604b), 에너지 손실 센서(1604c), 잡음 센서(1604d), 진동 센서(1604e), 환경(예를 들어, 기후) 센서(1604f) 및/또는 이미지 센서(1604g) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 온도 센서(1604a)는 주변 온도, 전송 디바이스(101 또는 102)의 온도, 전력선(1610)의 온도, (예를 들어, 전송 디바이스(101 또는 102 및 1610 등) 사이의 설정치 또는 기준점과 비교하여) 온도차들 또는 이들의 임의의 조합을 측정하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 메트릭들은 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)으로 주기적으로 수집되고 보고될 수 있다.
장애 검출 센서(1604b)는 전력선(1610) 상의 전자파들의 전파를 방해할 수 있는 하류 장애의 존재를 나타낼 수 있는 신호 반사들과 같은 장애들을 검출하기 위해 전력선(1610) 상에서 측정을 수행할 수 있다. 신호 반사는 전송 디바이스(101 또는 102)로부터 하류에 위치되는 전력선(1610)에서의 장애로부터 다시 전송 디바이스(101 또는 102)로 전체적으로 또는 부분적으로 반사되는 전송 디바이스(101 또는 102)에 의한 예를 들어, 전력선(1610) 상에서 전송되는 전자파에 기인하는 왜곡을 나타낼 수 있다.
신호 반사들은 전력선(1610) 상의 방해물들에 의해 야기될 수 있다. 예를 들어, 나뭇가지는 나뭇가지가 전력선(1610) 상에 놓여 있거나, 전력선(1610)에 아주 근접할 때, 코로나 방전을 야기할 수 있는 전자파 반사들을 야기할 수 있다. 전자파 반사들을 야기할 수 있는 다른 방해물들은 전력선(1610) 상에 얽혀 있었던 물체(예를 들어, 의류, 구두끈으로 전력선(1610) 주변에 감겨지는 구두 등), 전력선(1610) 상의 부식된 축적 또는 얼음 축적을 제한 없이 포함할 수 있다. 전력 그리드 구성요소들은 전력선들(1610)의 표면 상의 전자파들의 전파를 지연시키거나 방해할 수도 있다. 신호 반사들을 야기할 수 있는 전력 그리드 구성요소들의 예시들은 변압기 및 꼬여 이어진 전력선들을 접속시키는 조인트를 제한 없이 포함한다. 전력선(1610) 상의 예리한 각이 전자파 반사들을 야기할 수도 있다.
장애 검출 센서(1604b)는 전력선(1610)의 하류 장애가 전송 신호들을 얼마나 많이 감쇠시키는지를 결정하기 위해 전자파 반사들의 규모들을 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 전송되는 본래 전자파들의 규모들과 비교하는 회로를 포함할 수 있다. 장애 검출 센서(1604b)는 반사파들 상의 스펙트럼 분석을 수행하는 스펙트럼 분석기 회로를 더 포함할 수 있다. 스펙트럼 분석기 회로에 의해 생성되는 스펙트럼 데이터는 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 피팅, 정합 필터링 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 비교 기법을 통하여 스펙트럼 프로파일들과 비교되어 예를 들어, 스펙트럼 데이터와 가장 근접하게 일치하는 스펙트럼 프로파일에 기초하여 장애의 타입을 식별할 수 있다. 스펙트럼 프로파일들은 장애 검출 센서(1604b)의 메모리에 저장될 수 있거나 장애 검출 센서(1604b)에 의해 원격으로 액세스 가능할 수 있다. 프로파일들은 장애 검출 센서(1604b)가 장애들을 국부적으로 식별하는 것을 가능하게 하도록 전력선들(1610)에서 접해질 수 있는 상이한 장애들을 모델링하는 스펙트럼 데이터를 포함할 수 있다. 장애의 식별은 인지된다면, 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다. 장애 검출 센서(1604b)는 전자파 반사에 대한 왕복 시간을 결정하도록 테스트 신호들로서 전자파들을 전송하기 위해 전송 디바이스(101 또는 102)를 활용할 수도 있다. 장애 검출 센서(1604b)에 의해 측정되는 왕복 시간은 반사가 일어나는 지점까지 전자파에 의해 이동되는 거리를 계산하는데 사용될 수 있으며, 이는 전송 디바이스(101 또는 102)로부터 전력선(1610) 상의 하류 장애까지의 거리를 장애 검출 센서(1604b)가 계산하는 것을 가능하게 한다.
계산되는 거리는 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)이 전력 그리드의 알려진 토폴로지에 기초하여 전력선(1610) 상의 장애의 위치를 결정하는데 사용할 수 있는 전력선(1610) 상의 도파관 시스템(1602)의 위치가 네트워크 관리 시스템(1601)에 알려질 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 전력선(1610) 상의 장애의 위치의 결정을 돕기 위해 네트워크 관리 시스템(1601)에 도파관 시스템(1602)의 위치를 제공할 수 있다. 도파관 시스템(1602)의 위치는 도파관 시스템(1602)의 메모리에 저장되는 도파관 시스템(1602)의 미리 프로그래밍된 위치로부터 도파관 시스템(1602)에 의해 얻어질 수 있거나, 도파관 시스템(1602)은 도파관 시스템(1602)에 포함되는 GPS 수신기(미도시)를 사용하여 도파관 시스템(1602)의 위치를 결정할 수 있다.
전력 관리 시스템(1605)은 도파관 시스템(1602)의 앞서 언급한 구성요소들에 에너지를 제공한다. 전력 관리 시스템(1605)은 태양 전지들로부터, 또는 전력선(1610)에 결합되는 변압기(미도시)로부터, 또는 전력선(1610) 또는 다른 인근의 전력선에의 유도 결합에 의해 에너지를 받을 수 있다. 전력 관리 시스템(1605)은 도파관 시스템(1602)에 일시적 전력을 제공하는 백업 배터리 및/또는 슈퍼 커패시터 또는 다른 커패시터 회로를 포함할 수도 있다. 에너지 손실 센서(1604c)는 도파관 시스템(1602)이 전력 손실 조건을 가질 때 그리고/또는 일부 다른 오작동의 발생을 검출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 손실 센서(1604c)는 결함 있는 태양 전지들로 인한 전력 손실, 태양 전지들이 오작동하게 하는 태양 전지들 상의 방해물, 전력선(1610) 상의 전력 손실이 있을 때, 그리고/또는 백업 전력 시스템이 백업 배터리의 만료, 또는 슈퍼 커패시터에서의 검출 가능한 결함으로 인해 오작동할 때를 검출할 수 있다. 오작동 및/또는 전력 손실이 발생할 때, 에너지 손실 센서(1604c)는 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 통지할 수 있다.
잡음 센서(1604d)는 전력선(1610) 상의 전자파들의 전송에 악영향을 줄 수 있는 전력선(1610) 상의 잡음을 측정하는데 사용될 수 있다. 잡음 센서(1604d)는 전력선(1610)의 표면 상의 변조된 전자파들의 수신을 방해할 수 있는 예상되지 않은 전자기 간섭, 잡음 파열들 또는 다른 장애들 소스들을 감지할 수 있다. 잡음 파열은 예를 들어, 코로나 방전 또는 다른 잡음 소스에 의해 야기될 수 있다. 잡음 센서(1604d)는 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 피팅, 정합 필터링 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 비교 기법을 통하여 잡음 프로파일들의 내부 데이터베이스 또는 잡음 프로파일들을 저장하는 원거리에 위치된 데이터베이스로부터 도파관 시스템(1602)에 의해 얻어지는 잡음 프로파일과 측정된 잡음을 비교할 수 있다. 상기 비교로부터, 잡음 센서(1604d)는 예를 들어, 측정된 잡음에 대한 가장 근접한 일치를 제공하는 잡음 프로파일에 기초하여 잡음 소스(예를 들어, 코로나 방전 또는 다른 것)를 식별할 수 있다. 잡음 센서(1604d)는 비트 오류율, 패킷 손실률, 지터, 패킷 재전송 요청들 등과 같은 전송 메트릭들을 측정함으로써 잡음이 전송들에 얼마나 영향을 주는지를 검출할 수도 있다. 잡음 센서(1604d)는 무엇보다도 잡음 소스들의 정체, 잡음 소스들의 발생 시간 및 전송 메트릭들을 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다.
진동 센서(1604e)는 전력선(1610) 상의 2차원 또는 3차원 진동들을 검출하는 가속도계들 및/또는 자이로스코프들을 포함할 수 있다. 진동들은 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 피팅, 정합 필터링 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 비교 기법을 통하여 도파관 시스템(1602)에 국부적으로 저장되거나, 원격 데이터베이스로부터 도파관 시스템(1602)에 의해 얻어질 수 있는 진동 프로파일들과 비교될 수 있다. 진동 프로파일들은 예를 들어, 측정된 진동들에 대한 가장 근접한 일치를 제공하는 진동 프로파일에 기초하여 예를 들어, 쓰러진 나무들을 바람 돌풍들과 구별하는데 사용될 수 있다. 이러한 분석의 결과들은 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 진동 센서(1604e)에 의해 보고될 수 있다.
환경 센서(1604f)는 무엇보다도 대기 압력, (온도 센서(1604a)에 의해 제공될 수 있는) 주변 온도, 바람 속도, 습도, 바람 방향 및 강우량을 측정하는 기압계를 포함할 수 있다. 환경 센서(1604f)는 패턴 인식, 전문가 시스템, 지식 기반 시스템 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 다른 기후 모델링 및 예측 기법을 통하여 기후 조건들이 발생하기 전에 기후 조건들을 예측하기 위해 원시 정보를 수집하고 도파관 시스템(1602)의 메모리 또는 원격 데이터베이스로부터 얻어질 수 있는 환경 프로파일들과 이러한 정보를 비교함으로써 이러한 정보를 처리할 수 있다. 환경 센서(1604f)는 원시 데이터뿐만 아니라 원시 데이터의 분석을 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다.
이미지 센서(1604g)는 도파관 시스템(1602)의 부근에서 이미지들을 캡처하는 디지털 카메라(예를 들어, 고체 촬상 소자 또는 CCD 이미저, 적외선 카메라 등)일 수 있다. 이미지 센서(1604g)는 다수의 관점들(예를 들어, 상단면, 하단면, 좌측면, 우측면 등)로부터 전력선(1610)을 점검하기 위해 카메라의 움직임(예를 들어, 실제 위치 또는 초점들/줌들)을 제어하는 전기 기계 메커니즘을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이미지 센서(1604g)는 어떤 전기 기계 메커니즘도 다수의 관점들을 얻기 위해 필요하지 않도록 설계될 수 있다. 이미지 센서(1604g)에 의해 생성되는 이미징 데이터의 수집 및 회수는 네트워크 관리 시스템(1601)에 의해 제어될 수 있거나, 자체적으로 수집되고 이미지 센서(1604g)에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)으로 보고될 수 있다.
전력선들(1610) (또는 임의의 다른 형태의 전자파들의 전송 매체) 상의 전자파 전송 신호들의 전파를 방해할 수 있는 장애들을 검출하고/하거나, 예측하고/하거나 완화시키기 위해 도파관 시스템(1602) 및/또는 전력선들(1610)과 연관된 텔레미터법 정보를 수집하는데 적절할 수 있는 다른 센서들이 도파관 시스템(1602)에 의해 활용될 수 있다.
이제 도 16b를 참조하면, 블록도(1650)는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전력 그리드(1653) 및 내부에 내장되거나 전력 그리드(1653)와 연관된 통신 시스템(1655)을 관리하는 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시한다. 통신 시스템(1655)은 전력 그리드(1653)의 전력선들(1610)에 결합되는 복수의 도파관 시스템들(1602)을 포함한다. 통신 시스템(1655)에 사용되는 도파관 시스템들(1602) 중 적어도 일부는 기지국(1614) 및/또는 네트워크 관리 시스템(1601)과 직접적 통신할 수 있다. 기지국(1614) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 직접 접속되지 않는 도파관 시스템들(1602)은 기지국(1614) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 접속되는 다른 하류 도파관 시스템들(1602)을 통하여 기지국(1614) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)과의 통신 세션들에 참여할 수 있다.
네트워크 관리 시스템(1601)은 전력 그리드(1653) 및 통신 시스템(1655) 각각과 연관된 상태 정보인, 각각의 엔티티를 제공하는 공익 기업(1652)의 장비 및 통신 서비스 제공자(1654)의 장비에 통신적 결합될 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601), 공익 기업(1652)의 장비 및 통신 서비스 제공자(1654)는 전력 그리드(1653) 및/또는 통신 시스템(1655)의 관리에서 상태 정보를 제공하고/하거나 공익 기업 직원(1656) 및/또는 통신 서비스 제공자 직원(1658)에게 지시하기 위해 공익 기업 직원(1656)에 의해 활용되는 통신 디바이스들 및/또는 통신 서비스 제공자 직원(1658)에 의해 활용되는 통신 디바이스들에 액세스할 수 있다.
도 17a는 도 16a 및 도 16b의 시스템들의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법(1700)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(1700)은 도파관 시스템(1602)이 전력선(1610)의 표면을 따라 이동하는 변조된 전자파들 또는 다른 타입의 전자파들에 삽입되거나, 이것들의 일부를 형성하는 메시지들을 전송하고 수신하는 단계(1702)로 시작될 수 있다. 메시지들은 통신 시스템(1655)에 통신적 결합되는 통신 디바이스들 사이에서 교환되는 음성 메시지들, 스트리밍 비디오 및/또는 다른 데이터/정보일 수 있다. 단계(1704)에서, 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)은 감지 데이터를 수집할 수 있다. 일 실시예에서, 감지 데이터는 단계(1702)에서의 메시지들의 전송 및/또는 수취 전에, 동안에 또는 후에 단계(1704)에서 수집될 수 있다. 단계(1706)에서, 도파관 시스템(1602) (또는 센서들(1604) 그것들 자체)는 도파관 시스템(1602)에서 비롯되거나(예를 들어, 이것에 의해 전송되거나) 이것에 의해 수신되는 통신에 영향을 줄 수 있는 통신 시스템(1655)에서의 실제이거나 예측된 장애의 발생을 감지 데이터로부터 결정할 수 있다. 도파관 시스템(1602) (또는 센서들(1604))은 이러한 결정을 행하기 위해 온도 데이터, 신호 반사 데이터, 에너지 손실 데이터, 잡음 데이터, 진동 데이터, 환경 데이터 또는 이들의 임의의 조합을 처리할 수 있다. 도파관 시스템(1602) (또는 센서들(1604))은 장애의 소스 및/또는 통신 시스템(1655)에서의 장애의 소스의 위치를 검출하거나, 식별하거나, 추정하거나, 예측할 수도 있다. 장애가 단계(1708)에서 검출되지도/식별되지도 않고 예측되지도/추정되지도 않으면, 도파관 시스템(1602)은 전력선(1610)의 표면을 따라 이동하는 변조된 전자파들에 삽입되거나, 이것들의 일부를 형성하는 메시지들을 계속해서 전송하고 수신하는 단계(1702)로 진행할 수 있다.
단계(1708)에서, 장애가 검출되거나/식별되거나 일어나는 것으로 예측되면/추정되면, 도파관 시스템(1602)은 통신 시스템(1655)에서의 메시지들의 전송 또는 수신에 장애가 악영향을 줄 수 있는지 여부(또는 대안적으로, 악영향을 줄 것 같거나 악영향을 줄 수 있는 정도인지 여부)를 판단하는 단계(1710)로 진행한다. 일 실시예에서, 지속 기간 임계치 및 발생 빈도 임계치가 통신 시스템(1655)에서의 통신에 장애가 악영향을 줄 때를 결정하기 위해 단계(1710)에서 사용될 수 있다. 예시만의 목적으로, 지속 기간 임계치가 500 ㎳로 설정되는 반면에, 발생 빈도 임계치가 10 초의 관측 기간에서 발생하는 5개의 장애들로 설정된다고 가정한다. 따라서, 500 ㎳보다 더 큰 지속 기간을 갖는 장애는 지속 기간 임계치를 트리거할 것이다. 게다가, 10 초 시간 간격에서 5번보다 더 많이 발생하는 임의의 장애는 발생 빈도 임계치를 트리거할 것이다.
일 실시예에서, 장애는 지속 기간 임계치만이 초과될 때, 통신 시스템들(1655)에서의 신호 무결성에 악영향을 주는 것으로 고려될 수 있다. 다른 실시예에서, 장애는 지속 기간 임계치 및 발생 빈도 임계치 둘 다가 초과될 때, 통신 시스템들(1655)에서의 신호 무결성에 악영향을 주는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 후자 실시예는 통신 시스템(1655)에서의 신호 무결성에 악영향을 주는 장애들을 구분하는 전자 실시예보다 더 조심스럽다. 많은 다른 알고리즘들 및 연관된 파라미터들 및 임계치들이 예시적 실시예들에 따라 단계(1710)에 대해 활용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
다시 방법(1700)을 참조하면, 단계(1710)에서, 단계(1708)에서 검출된 장애가 악영향을 받는 통신에 대한 조건을 충족시키지 않으면(예를 들어, 지속 기간 임계치도 발생 빈도 임계치도 초과하지 않으면), 도파관 시스템(1602)은 단계(1702)로 진행하고 메시지들을 처리하는 것을 계속할 수 있다. 예를 들어, 단계(1708)에서 검출되는 장애가 10 초 기간에서의 단일 발생으로 1 밀리초의 지속 기간을 가지면, 그 때 어떤 임계치도 초과되지 않을 것이다. 따라서, 이러한 장애는 통신 시스템(1655)에서의 신호 무결성에 대한 명목상의 영향을 갖는 것으로 고려될 수 있고 따라서, 완화를 필요로 하는 장애로서 플래깅되지 않을 것이다. 플래깅되지 않더라도, 장애의 발생, 장애의 발생 시간, 장애의 발생 빈도, 스펙트럼 데이터 및/또는 다른 유용한 정보가 모니터링을 위한 텔레미터법 데이터로서 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다.
다시 단계(1710)를 참조하면, 다른 한편으로, 장애가 악영향을 받는 통신에 대한 조건을 만족시키면(예를 들어, 임계치들 중 어느 하나 또는 둘 다를 초과하면), 도파관 시스템(1602)은 단계(1712)로 진행하고 상기 사건을 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다. 보고는 센서들(1604)에 의해 수집되는 원시 감지 데이터, 인지된다면, 도파관 시스템(1602)에 의한 장애의 설명, 장애의 발생 시간, 장애의 발생 빈도, 장애와 연관된 위치, 비트 오류율, 패킷 손실률, 재전송 요청들, 지터, 레이턴시와 같은 파라미터 판독들 등을 포함할 수 있다. 장애가 도파관 시스템(1602)의 하나 이상의 센서들에 의한 예측에 기초하면, 보고는 예측이 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)에 의해 수집되는 이력적 감지 데이터에 기초할 때, 예상되는 장애의 타입, 그리고 예측 가능하다면, 장애의 예상된 발생 시간, 및 예측된 장애의 예상된 발생 빈도를 포함할 수 있다.
단계(1714)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애의 위치가 결정될 수 있으면, 장애를 피해가기 위해 트래픽을 재라우팅할 것을 도파관 시스템(1602)에 지시하는 것을 포함할 수 있는 완화, 우회 또는 정정 기법을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 장애를 검출하는 도파관 결합 디바이스(1402)는 도파관 시스템(1602)이 상이한 전송 매체에 대해 트래픽을 재라우팅하고 장애를 피하는 것을 가능하게 하도록 도 13 및 도 14에 도시된 중계기와 같은 중계기에 장애에 의해 영향을 받는 1차 전력선으로부터 2차 전력선으로 도파관 시스템(1602)을 접속시킬 것을 지시할 수 있다. 도파관 시스템(1602)이 중계기로서 구성되는 일 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 그 자체가 1차 전력선으로부터 2차 전력선으로의 트래픽의 재라우팅을 수행할 수 있다. 양방향 통신(예를 들어, 전이중 또는 반이중 통신)의 경우, 중계기가 도파관 시스템(1602)에 의한 처리를 위해 2차 전력선으로부터 다시 1차 전력선으로 트래픽을 재라우팅하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
다른 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 장애를 피하는 방식으로 1차 전력선으로부터 임시로 2차 전력선으로 그리고 다시 1차 전력선으로 트래픽을 재지향시킬 것을 장애의 상류에 위치되는 제1 중계기 및 장애의 하류에 위치되는 제2 중계기에 명령함으로써 트래픽을 재지향시킬 수 있다. 양방향 통신(예를 들어, 전이중 또는 반이중 통신)의 경우, 중계기들이 2차 전력선으로부터 다시 1차 전력선으로 트래픽을 재라우팅하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
2차 전력선 상에서 발생하는 기존 통신 세션들을 방해하는 것을 피하기 위해, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애를 피해가도록 1차 전력선으로부터 떨어져 데이터 및/또는 음성 트래픽을 재지향시키기 위해 2차 전력선의 사용되지 않은 시간 슬롯(들) 및/또는 주파수 대역(들)을 활용할 것을 중계기(들)에 명령하도록 도파관 시스템(1602)에 지시할 수 있다.
단계(1716)에서, 트래픽이 장애를 피하기 위해 재라우팅되고 있는 동안, 네트워크 관리 시스템(1601)은 공익 기업(1652)의 장비 및/또는 통신 서비스 제공자(1654)의 장비에 통지할 수 있으며, 이는 결국 검출된 장애 및 인지된다면, 장애의 위치를 공익 기업의 직원(1656) 및/또는 통신 서비스 제공자의 직원(1658)에게 통지할 수 있다. 어느 한 단체로부터의 현장 직원은 장애의 결정된 위치에서 장애를 해결하는 것에 종사할 수 있다. 장애가 제거되거나 공익 기업의 직원 및/또는 통신 서비스 제공자의 직원에 의해 완화되면, 이러한 직원은 네트워크 관리 시스템(1601)에 통신적 결합되는 현장 장비(예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰 등), 그리고/또는 공익 기업 및/또는 통신 서비스 제공자의 장비를 활용하여 직원들의 각각의 기업들 및/또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 통지할 수 있다. 통지는 장애가 완화되었던 방법의 설명 그리고 통신 시스템(1655)의 토폴로지를 변경시킬 수 있는 전력선들(1610)에 대한 임의의 변경들을 포함할 수 있다.
장애가 (판단(1718)에서 판단되는 바와 같이) 해결되었으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 도파관 시스템(1602)에 의해 사용되는 이전 라우팅 구성을 복구하거나 장애를 완화하는데 사용되는 복구 방법이 통신 시스템(1655)의 새로운 네트워크 토폴로지를 야기하였으면, 새로운 라우팅 구성에 따라 트래픽을 라우팅할 것을 단계(1720)에서 도파관 시스템(1602)에 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 장애가 제거되었을 때를 결정하기 위해 전력선(1610) 상에서 테스트 신호들을 전송함으로써 장애의 완화를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 도파관 시스템(1602)이 장애의 부재를 검출하면, 도파관 시스템(1602)이 통신 시스템(1655)의 네트워크 토폴로지가 변경되지 않았다고 판단하는 경우, 도파관 시스템(1602)은 네트워크 관리 시스템(1601)에 의한 도움 없이 도파관 시스템(1602)의 라우팅 구성을 자체적으로 복구할 수 있거나, 도파관 시스템(1602)은 검출된 새로운 네트워크 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 활용할 수 있다.
도 17b는 도 16a 및 도 16b의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법(1750)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 일 실시예에서, 방법(1750)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 공익 기업(1652)의 장비 또는 통신 서비스 제공자(1654)의 장비로부터 유지 관리 스케줄과 연관된 유지 관리 정보를 수신하는 단계(1752)로 시작될 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1754)에서 유지 관리 스케줄 동안 수행될 유지 관리 활동들을 유지 관리 정보로부터 식별할 수 있다. 이러한 활동들로부터, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 관리(예를 들어, 전력선(1610)의 스케줄링된 교체, 전력선(1610) 상의 도파관 시스템(1602)의 스케줄링된 교체, 전력 그리드(1653)에서 전력선들(1610)의 스케줄링된 재구성 등)에 기인하는 장애를 검출할 수 있다.
다른 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1755)에서 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)로부터 텔레미터법 정보를 수신할 수 있다. 텔레미터법 정보는 무엇보다도 텔레미터법 정보를 제시하는 각각의 도파관 시스템(1602)의 정체, 각각의 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)에 의해 취해지는 측정치들, 각각의 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)에 의해 검출되는 예측되거나, 추정되거나, 실제의 장애들과 관련하는 정보, 각각의 도파관 시스템(1602)과 연관된 위치 정보, 검출된 장애의 추정된 위치, 장애의 식별 등을 포함할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 도파관의 동작들, 와이어 표면을 따른 전자파들의 전송 또는 둘 다에 불리할 수 있는 장애의 타입을 텔레미터법 정보로부터 결정할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애를 구분하고 식별하기 위해 다수의 도파관 시스템들(1602)로부터의 텔레미터법 정보를 사용할 수도 있다. 게다가, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애의 위치를 3각 측량하기 위해 영향을 받는 도파관 시스템(1602)의 부근에서의 도파관 시스템들(1602)로부터 텔레미터법 정보를 요청하고/하거나 다른 도파관 시스템들(1602)로부터의 유사한 텔레미터법 정보를 수신함으로써 장애의 식별을 확인할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1756)에서 유지 관리 현장 직원으로부터 스케줄링되지 않은 활동 보고를 수신할 수 있다. 스케줄링되지 않은 유지 관리는 계획되지 않은 현장 호출들의 결과로서, 또는 현장 호출들 또는 스케줄링된 유지 관리 활동들 동안 발견되는 예상되지 않은 현장 문제들의 결과로서 발생할 수 있다. 활동 보고는 통신 시스템(1655) 및/또는 전력 그리드(1653)에서 발견된 문제들을 현장 직원이 처리하는 것에 기인하는 전력 그리드(1653)의 토폴로지 구성에 대한 변경들, (도파관 시스템들(1602) 교체 또는 보수와 같은) 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 대한 변경들, 존재한다면, 수행되는 장애들의 완화 등을 식별할 수 있다.
단계(1758)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 관리 스케줄에 기초하여 장애가 발생할 것인지 여부, 또는 텔레미터법 데이터에 기초하여 장애가 발생하였거나 발생할 것으로 예측되는지 여부, 또는 현장 활동 보고에서 식별되는 장애가 계획되지 않은 유지 관리로 인해 발생하였는지 여부를 단계들(1752 내지 1756)에 따라 수신되는 보고로부터 판단할 수 있다. 이러한 보고들 중 임의의 것으로부터, 네트워크 관리 시스템(1601)은 검출되거나 예측된 장애가 영향을 받는 도파관 시스템들(1602) 또는 통신 시스템(1655)의 다른 도파관 시스템들(1602)에 의한 트래픽의 재라우팅을 필요로 하는지 여부를 판단할 수 있다.
장애가 단계(1758)에서 검출되거나 예측될 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 장애를 피해가기 위해 트래픽을 재라우팅할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있는 단계(1760)로 진행할 수 있다. 장애가 전력 그리드(1653)의 영속적인 토폴로지 변경으로 인해 영속적일 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1770)로 진행하고 단계들(1762, 1764, 1766 및 1772)을 뛰어넘을 수 있다. 단계(1770)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 새로운 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 사용할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다. 그러나, 장애가 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 의해 공급되는 텔레미터법 정보로부터 검출되었을 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 공익 기업의 유지 관리 직원(1656) 또는 통신 서비스 제공자의 유지 관리 직원(1658)에게 장애의 위치, 인지된다면, 장애의 타입, 및 장애를 완화시키기 위해 이러한 직원에게 도움이 될 수 있는 관련된 정보를 통지할 수 있다. 장애가 유지 관리 활동들로 인해 예상될 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 관리 스케줄 동안 유지 관리 활동들에 의해 야기되는 장애들을 피하기 위해 (유지 관리 스케줄과 일관되는) 주어진 스케줄에서 트래픽 루트들을 재구성할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다.
단계(1760)로 되돌아 오면 그리고 단계(1760)의 완료 시에, 과정은 단계(1762)로 계속될 수 있다. 단계(1762)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애(들)가 현장 직원에 의해 완화되었을 때를 모니터링할 수 있다. 장애의 완화는 단계(1762)에서 현장 장비(예를 들어, 랩탑 컴퓨터 또는 핸드헬드 컴퓨터/디바이스)를 활용하여 통신 네트워크(예를 들어, 셀룰러 통신 시스템)를 통해 현장 직원에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)으로 제시되는 현장 보고들을 분석함으로써 검출될 수 있다. 현장 직원이 장애가 완화되었다고 보고하였으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 토폴로지 변경이 장애를 완화시키는데 필요하였는지 여부를 현장 보고로부터 판단하기 위해 단계(1764)로 진행할 수 있다. 토폴로지 변경은 전력선(1610)을 재라우팅하는 것, 상이한 전력선(1610)을 활용하기 위해 도파관 시스템(1602)을 재구성하는 것, 그렇지 않으면 장애를 우회하기 위해 대안적인 링크를 활용하는 것 등을 포함할 수 있다. 토폴로지 변경이 일어났으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1770)에서 새로운 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 사용할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다.
그러나, 토폴로지 변경이 현장 직원에 의해 보고되지 않았으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 검출된 장애(들) 이전에 사용되었던 라우팅 구성을 테스트하기 위해 테스트 신호들을 송신할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있는 단계(1766)로 진행할 수 있다. 테스트 신호들은 장애의 부근에서의 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)로 송신될 수 있다. 테스트 신호들은 신호 장애들(예를 들어, 전자파 반사들)이 도파관 시스템들(1602) 중 임의의 것에 의해 검출되는지 여부를 판단하는데 사용될 수 있다. 테스트 신호들이 이전 라우팅 구성이 앞서 검출된 장애(들)을 더 이상 겪지 않는다는 것을 확인하면, 그 때 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1772)에서 이전 라우팅 구성을 복구할 것을 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 도파관 결합 디바이스(1402)에 의해 분석되고 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고되는 테스트 신호들이 장애(들) 또는 새로운 장애(들)가 존재한다는 것을 나타내면, 그 때 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1768)로 진행하고 현장 문제들을 추가로 처리하기 위해 현장 직원에게 이러한 정보를 보고할 것이다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 이러한 상황에서 단계(1762)에서의 장애(들)의 완화를 계속해서 모니터링할 수 있다.
앞서 언급한 실시예들에서, 도파관 시스템들(1602)은 전력 그리드(1653)의 변경들 및/또는 장애들의 완화에 자체 적응하고 있도록 구성될 수 있다. 즉, 하나 이상의 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)은 네트워크 관리 시스템(1601)에 의해 명령들이 하나 이상의 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)로 송신되는 것을 필요로 하지 않고 장애들의 완화를 자체 모니터링하고 트래픽 루트들을 재구성하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 자체 구성 가능한 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 통신 시스템(1655)의 통신 토폴로지의 거시 레벨 관점을 유지 관리할 수 있도록 네트워크 관리 시스템(1601)에 네트워크 관리 시스템(1601)의 라우팅 선택권들을 통지할 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 17a 및 도 17b에서의 일련의 블록들로서 각각 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 18a를 참조하면, 유도 전자파들을 전파시키는 전송 매체(1800)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 특히, 도 1과 함께 제공되는 전송 매체(125)의 일 추가 예가 제공된다. 일 실시예에서, 전송 매체(1800)는 제1 유전체 재료(1802) 및 제1 유전체 재료(1802) 상에 배치되는 제2 유전체 재료(1804)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 유전체 재료(1802)는 (유전체 코어(1802)로 본원에 지칭되는) 유전체 코어를 포함할 수 있고 제2 유전체 재료(1804)는 (유전체 발포체(1804)로 본원에 지칭되는) 유전체 코어를 전체적으로 또는 부분적으로 둘러싸는 유전체 발포체와 같은 클래딩 또는 쉘을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 코어(1802) 및 유전체 발포체(1804)는 (필요하지는 않지만) 서로에 동축으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 코어(1802) 및 유전체 발포체(1804)의 조합은 유전체 코어(1802) 및 유전체 발포체(1804)의 재료들을 손상시키지 않고 적어도 45 도만큼 구부러지거나 굽혀질 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 발포체(1804)의 외부면은 (재킷(1806)로 본원에 지칭되는) 외부 재킷으로서의 역할을 할 수 있는 제3 유전체 재료(1806)에 의해 추가로 전체적으로 또는 부분적으로 둘러 싸여질 수 있다. 재킷(1806)은 전자파들의 전파에 악영향을 줄 수 있는 환경(예를 들어, 물, 토양 등)에 대한 유전체 코어(1802) 및 유전체 발포체(1804)의 노출을 방지할 수 있다.
유전체 코어(1802)는 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌 재료, 고밀도 폴리우레탄 재료 또는 다른 적절한 유전체 재료(들)를 포함할 수 있다. 유전체 발포체(1804)는 예를 들어, 팽창된 폴리에틸렌 재료와 같은 셀룰러 플라스틱 재료, 또는 다른 적절한 유전체 재료(들)를 포함할 수 있다. 재킷(1806)은 예를 들어, 폴리에틸렌 재료 또는 동등물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 발포체(1804)의 유전율은 유전체 코어(1802)의 유전율보다 더 낮을 (또는 실질적으로 더 낮을) 수 있다. 예를 들어, 유전체 코어(1802)의 유전율은 대략 2.3일 수 있는 반면에, 유전체 발포체(1804)의 유전율은 (공기의 유전율보다 약간 더 높은) 대략 1.15일 수 있다.
유전체 코어(1802)는 전송 매체(1800) 상의 유도 전자파들을 런칭하도록 구성될 수 있는 런처 또는 본원에 설명하는 다른 결합 디바이스로부터 전자파들의 형태의 신호들을 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 전송(1800)은 스터브 안테나(미도시)와 같은 방사 디바이스로부터 전자파들을 수신할 수 있는 예를 들어, 원형 도파관(1809)으로서 구조화된 중공의 도파관(1808)에 결합될 수 있다. 중공의 도파관(1808)은 결국 유전체 코어(1802)에서의 유도 전자파들을 유도할 수 있다. 이러한 구성에서, 유도 전자파들은 유전체 코어(1802)에 의해 유도되거나 이것에 결속되고 유전체 코어(1802)를 따라 종으로 전파한다. 런처의 전자 회로들을 조정함으로써, 전자파들의 동작 주파수는 유도 전자파들의 필드 강도 프로파일(1810)이 재킷(1806)의 외부로 명목상으로 연장되도록 (또는 전혀 연장되지 않도록) 선택될 수 있다.
유전체 코어(1802), 유전체 발포체(1804) 및/또는 재킷(1806)의 부분들 내의 유도 전자파들의 필드 강도의 (모두는 아니더라도) 대부분을 유지 관리함으로써, 전송 매체(1800)는 내부에 전파하는 전자파들의 전파에 악영향을 주지 않고 적합하지 않은 환경들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 매체(1800)는 전송 매체(1800)에서 전파하는 유도 전자파들에 대한 악영향 없이 (또는 거의 없이) 토양에 매립될 수 있다. 마찬가지로, 전송 매체(1800)는 전송 매체(1800)에서 전파하는 유도 전자파들에 대한 악영향 없이 (또는 거의 없이) 물(예를 들어, 비 또는 수중에 배치)에 노출될 수 있다. 일 실시예에서, 전술한 실시예들에서의 유도 전자파들의 전파 손실은 60 ㎓의 동작 주파수에서 1 내지 2 미터 당 ㏈이거나 더 양호할 수 있다. 유도 전자파들의 동작 주파수 그리고/또는 전송 매체(1800)에 대해 사용되는 재료들에 따라, 다른 전파 손실들이 가능할 수 있다. 게다가 전송 매체(1800)를 구성하는데 사용되는 재료들에 따라, 전송 매체(1800)는 일부 실시예들에서 유전체 코어(1802) 및 유전체 발포체(1804)를 통해 전파하는 유도 전자파들에 대한 악영향 없이 (또는 거의 없이) 측면으로 구부러질 수 있다.
도 18b는 도 18a의 전송 매체(1800)와 다른 전송 매체(1820)를 도시하지만, 도 1과 함께 제공되는 전송 매체(125)의 일 추가 예를 제공한다. 전송 매체(1820)는 도 18a의 전송 매체(1800)의 유사한 요소들에 대해 유사한 참조 번호들을 나타낸다. 전송 매체(1800)와 대조적으로, 전송 매체(1820)는 전체적으로 또는 부분적으로 전도성 코어(1822)를 둘러싸는 절연층(1823)을 갖는 전도성 코어(1822)를 포함한다. 절연층(1823) 및 전도성 코어(1822)의 조합은 절연된 전도체(1825)로 본원에 지칭될 것이다. 도 18b의 예시에서, 절연층(1823)은 상술한 재료들로 구성될 수 있는 유전체 발포체(1804) 및 재킷(1806)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 커버된다. 일 실시예에서, 절연층(1823)은 유전체 발포체(1804)보다 더 높은 유전율(예를 들어, 각각 2.3 및 1.15)을 갖는 폴리에틸렌과 같은 유전체 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전송 매체(1820)의 구성요소들은 (필요하지는 않지만) 동축으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, (필요하지는 않지만) 절연층(1823)에서 분리될 수 있는 금속 플레이트들(1809)을 갖는 중공의 도파관(1808)은 절연층(1823)의 외부면 상에서 실질적으로 전파하는 유도 전자파들을 런칭하는데 사용될 수 있지만, 본원에 설명하는 바와 같은 다른 결합 디바이스들이 마찬가지로 채용될 수 있다. 일 실시예에서, 유도 전자파들은 절연층(1823)을 따라 종으로 전자파들을 유도하도록 절연층(1823)에 의해 충분히 유도되거나 결속될 수 있다. 런처의 동작 파라미터들을 조정함으로써, 중공의 도파관(1808)에 의해 런칭되는 유도 전자파들의 동작 주파수는 유도 전자파들이 유전체 발포체(1804) 내에 실질적으로 한정되는 것을 야기하는 전계 강도 프로파일(1824)을 생성할 수 있어, 전송 매체(1820)를 통한 유도 전자파들의 전파에 악영향을 주는 환경(예를 들어, 물, 토양 등)에 유도 전자파들이 노출되는 것을 방지한다.
도 18c는 도 18a 및 도 18b의 전송 매체들(1800 및 1820)과 다른 전송 매체(1830)를 도시하지만, 도 1과 함께 제공되는 전송 매체(125)의 일 추가 예를 제공한다. 전송 매체(1830)는 도 18a 및 도 18b의 전송 매체들(1800 및 1820) 각각의 유사한 요소들에 대해 유사한 참조 번호들을 나타낸다. 전송 매체들(1800 및 1820)과 대조적으로, 전송 매체(1830)는 상술한 재료들로 구성될 수 있는 유전체 발포체(1804) 및 재킷(1806)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 둘러 싸여지는 노출 (또는 비절연) 전도체(1832)를 포함한다. 일 실시예에서, 전송 매체(1830)의 구성요소들은 (필요하지는 않지만) 동축으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, 노출 전도체(1832)에 결합되는 금속 플레이트들(1809)을 갖는 중공의 도파관(1808)은 노출 전도체(1832)의 외부면 상에서 실질적으로 전파하는 유도 전자파들을 런칭하는데 사용될 수 있지만, 본원에 설명하는 다른 결합 디바이스들이 마찬가지로 채용될 수 있다. 일 실시예에서, 유도 전자파들은 노출 전도체(1832)를 따라 종으로 유도 전자파들을 유도하도록 노출 전도체(1832)에 의해 충분히 유도되거나 결속될 수 있다. 런처의 동작 파라미터들을 조정함으로써, 중공의 도파관(1808)에 의해 런칭되는 유도 전자파들의 동작 주파수는 유도 전자파들이 유전체 발포체(1804) 내에 실질적으로 한정되는 것을 야기하는 전계 강도 프로파일(1834)을 생성할 수 있어, 전송 매체(1830)를 통한 전자파들의 전파에 악영향을 주는 환경(예를 들어, 물, 토양 등)에 유도 전자파들이 노출되는 것을 방지한다.
도 18a, 도 18b 및 도 18c의 전송 매체들(1800, 1820 및 1830)과 함께 사용되는 중공의 런처(1808)가 각각 다른 런처들 또는 결합 디바이스들로 대체될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 게다가, 전술한 실시예들 중 임의의 것에 대한 전자파들의 전파 모드(들)은 기본적 모드(들), 비기본적 (또는 비대칭적) 모드(들) 또는 이들의 조합들일 수 있다.
도 18d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 번들화된 전송 매체(1836)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다. 번들화된 전송 매체(1836)는 가요성 슬리브(1839)에 의해 제 위치에 유지되는 복수의 케이블들(1838)을 포함할 수 있다. 복수의 케이블들(1838)은 도 18a의 케이블(1800)의 다수의 사례들, 도 18b의 케이블(1820)의 다수의 사례들, 도 18c의 케이블(1830)의 다수의 사례들, 또는 이들의 임의의 조합들을 포함할 수 있다. 슬리브(1839)는 토양, 물 또는 다른 외부 물질들이 복수의 케이블들(1838)과 접촉하는 것을 방지하는 유전체 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각이 도 10a에 도시된 송수신기와 유사한 송수신기를 활용하는 복수의 런처들, 또는 본원에 설명하는 다른 결합 디바이스들은 각각의 케이블에서의 유도 전자파를 선택적으로 유도하도록 구성될 수 있으며, 각각의 유도 전자파는 상이한 데이터(예를 들어, 음성, 비디오, 메시징, 콘텐트 등)를 전달한다. 일 실시예에서, 각각의 런처 또는 다른 결합 디바이스의 동작 파라미터들을 조정함으로써, 각각의 유도 전자파의 전계 강도 프로파일은 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 대응하는 케이블(1838)의 층들 내에 충분히 또는 실질적으로 한정될 수 있다.
각각의 유도 전자파의 전계 강도 프로파일이 대응하는 케이블(1838) 내에 충분히 또는 실질적으로 한정되지 않는 상황들에서, 도 18e에 도시된 2개의 케이블들과 연관된 신호 도표들로 도시된 바와 같이, 전자기 신호들의 혼선이 케이블들(1838) 사이에서 발생할 수 있다. 도 18e의 도표들은 유도 전자파가 제1 케이블 상에서 유도될 때, 제1 케이블의 방사된 전계들 및 자계들이 제2 케이블 상에 신호들을 유도할 수 있으며, 이는 혼선을 야기한다는 것을 나타낸다. 수가지 완화 옵션들이 도 18d의 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 탄소와 같은 전자계들을 흡수할 수 있는 흡수 재료(1840)가 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 다양한 분극 상태들로 각각의 유도 전자파를 분극화하기 위해 도 18f에 도시된 바와 같이 케이블들(1838)에 적용될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서, 탄소 비드들이 혼선을 감소시키도록 케이블들(1838) 사이의 갭들에 추가될 수 있다.
또 다른 실시예(미도시)에서, 케이블(1838)의 직경은 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키기 위해 케이블들(1838) 사이의 유도 전자파들의 전파의 속도를 달리하도록 상이하게 구성될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서, 각각의 케이블(1838)의 형상은 혼선을 감소시키도록 서로로부터 떨어져 각각의 케이블(1838)의 유도 전자계들을 지향시키도록 비대칭으로(예를 들어, 타원형으로) 될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서, 유전체 발포체와 같은 필러 재료가 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 케이블들(1838)을 충분히 분리시키기 위해 케이블들(1838) 사이에 추가될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서, 종 탄소 스트립들 또는 스월들이 재킷(1806)의 외부로 유도 전자파들의 방사를 감소시키고 그것에 의해 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 각각의 케이블(1838)의 재킷(1806)의 외부면 상에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각각의 런처는 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 직교 주파수, 변조 또는 모드와 같은 상이한 주파수, 변조, 파형 전파 모드를 갖는 유도 전자파를 런칭하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예(미도시)에서, 케이블들(1838)의 쌍들은 상기 쌍들과 상기 쌍들의 부근에서의 다른 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 나선형으로 꼬여질 수 있다. 일부 실시예들에서, 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 특정 케이블들(1838)은 꼬여질 수 있는 반면에, 다른 케이블들(1838)은 꼬여지지 않는다. 게다가, 각각의 트위스티드 페어 케이블(1838)은 쌍들과 쌍들의 부근에서의 다른 케이블들(1838) 사이의 혼선을 추가로 감소시키도록 상이한 피치들(즉, 미터 당 꼬임들과 같은 상이한 꼬임률들)을 가질 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서, 런처들 또는 다른 결합 디바이스들은 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 재킷(1806)을 넘어 케이블들 사이의 갭들로 연장되는 전자계들을 갖는 케이블들(1838)에서의 유도 전자파들을 유도하도록 구성될 수 있다. 케이블들(1838) 사이의 혼선을 완화시키는 전술한 실시예들 중 임의의 하나가 케이블들(1838) 사이의 혼선을 추가로 감소시키도록 결합될 수 있다는 것이 제안된다.
도 18g 및 도 18h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 내부 도파관을 갖는 전송 매체의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다. 일 실시예에서, 전송 매체(1841)는 코어(1842)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코어(1842)는 유전체 코어(1842)(예를 들어, 폴리에틸렌)일 수 있다. 다른 실시예에서, 코어(1842)는 절연되거나 비절연된 전도체일 수 있다. 코어(1842)는 유전체 코어, 또는 전도성 코어의 절연층의 유전율보다 더 낮은 유전율을 갖는 유전체 발포체(예를 들어, 팽창된 폴리에틸렌 재료)를 포함하는 쉘(1844)에 의해 둘러 싸여질 수 있다. 유전율들의 차이는 전자파들이 코어(1842)에 의해 결속되고 유도되는 것을 가능하게 한다. 쉘(1844)은 쉘 재킷(1845)에 의해 커버될 수 있다. 쉘 재킷(1845)은 강성의 재료(예를 들어, 고밀도 플라스틱) 또는 높은 인장 강도 재료(예를 들어, 합성 섬유)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 쉘 재킷(1845)은 부정적인 환경(예를 들어, 물, 습기, 토양 등)으로부터 쉘(1844) 및 코어(1842)의 노출을 방지하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 쉘 재킷(1845)은 쉘 재킷(1845)의 내부면으로부터 코어(1842)의 외부면을 분리시키도록 충분히 강성일 수 있어, 쉘 재킷(1854)와 코어(1842) 사이의 종 갭을 야기한다. 종 갭은 쉘(1844)의 유전체 발포체로 충전될 수 있다.
전송 매체(1841)는 복수의 외부 링 전도체들(1846)을 더 포함할 수 있다. 외부 링 전도체들(1846)은 쉘 재킷(1845) 주변에 짜여져, 쉘 재킷(1845)을 전체적으로 또는 부분적으로 커버하는 전도성 재료의 가닥선들일 수 있다. 외부 링 전도체들(1846)은 소스(예를 들어, 변압기, 발전기 등)로부터 전력 신호들을 수신하는 본 논제 발명에 설명하는 실시예들과 유사한 복귀 전기 경로를 갖는 전력선의 기능을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 링 전도체들(1846)은 물, 토양 또는 다른 환경 요소들에 대한 외부 링 전도체들(1846)의 노출을 방지하기 위해 케이블 재킷(1847)에 의해 커버될 수 있다. 케이블 재킷(1847)은 폴리에틸렌과 같은 절연 재료로 구성될 수 있다. 코어(1842)는 전자파들의 전파를 위한 중심 도파관으로서 사용될 수 있다. 상술한 원형 도파관과 같은 중공의 도파관 런처(1808)는 도 18a, 도 18b 및 도 18c의 실시예들에 대해 설명하는 방식들과 유사한 방식으로 코어(1842)에 의해 유도되는 전자파들을 유도하는 신호들을 런칭하는데 사용될 수 있다. 전자파들은 외부 링 전도체들(1846)의 전기 복귀 경로 또는 임의의 다른 전기 복귀 경로를 활용하지 않고 코어(1842)에 의해 유도될 수 있다. 런처(1808)의 전자 회로들을 조정함으로써, 전자파들의 동작 주파수는 유도 전자파들의 필드 강도 프로파일이 쉘 재킷(1845)의 외부로 명목상으로 연장되도록 (또는 전혀 연장되지 않도록) 선택될 수 있다.
다른 실시예에서, 전송 매체(1843)는 쉘 재킷(1845’)에 의해 둘러 싸여지는 중공의 코어(1842’)를 포함할 수 있다. 쉘 재킷(1845’)은 중공의 코어(1842’)가 전자파들에 대한 전선관으로서 사용되는 것을 가능하게 하는 내부 전도성 표면 또는 다른 표면 재료들을 가질 수 있다. 쉘 재킷(1845’)은 전력 신호를 전도시키는 상술한 외부 링 전도체들(1846)로 적어도 부분적으로 커버될 수 있다. 일 실시예에서, 케이블 재킷(1847)은 물, 토양 또는 다른 환경 요소들에 대한 외부 링 전도체들(1846)의 노출을 방지하기 위해 외부 링 전도체들(1846)의 외부면 상에 배치될 수 있다. 도파관 런처(1808)는 중공의 코어(1842’) 및 쉘 재킷(1845’)의 전도성 내부면에 의해 유도되는 전자파들을 런칭하는데 사용될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서, 중공의 코어(1842’)는 상술한 것과 같은 유전체 발포체를 더 포함할 수 있다.
전송 매체(1841)는 전기 복귀 경로를 활용하여 외부 링 전도체들(1846) 상에서 전력을 전도시키고 코어(1842), 쉘(1844) 및 쉘 재킷(1845)의 조합을 포함하는 내부 도파관을 통하여 통신 서비스들을 제공하는 다목적 케이블을 나타낼 수 있다. 내부 도파관은 (전기 복귀 경로를 활용하지 않고) 코어(1842)에 의해 유도되는 전자파들을 전송하거나 수신하는데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 전송 매체(1843)는 전기 복귀 경로를 활용하여 외부 링 전도체들(1846) 상에서 전력을 전도시키고 중공의 코어(1842’) 및 쉘 재킷(1845’)의 조합을 포함하는 내부 도파관을 통하여 통신 서비스들을 제공하는 다목적 케이블을 나타낼 수 있다. 내부 도파관은 (전기 복귀 경로를 활용하지 않고) 중공의 코어(1842’) 및 쉘 재킷(1845’)에 의해 유도되는 전자파들을 전송하거나 수신하는데 사용될 수 있다.
도 18g 및 도 18h의 실시예들이 외부 링 전도체들(1846)에 의해 둘러 싸여지는 다수의 내부 도파관들을 사용하도록 구성될 수 있다는 점이 제안된다. 내부 도파관들은 상술한 혼선 완화 기법들(예를 들어, 도파관들의 트위스티드 페어들, 상이한 구조적 치수들의 도파관들, 쉘 내에 편광자들의 사용, 상이한 파형 모드들의 사용 등)을 사용하도록 구성될 수 있다.
예시만의 목적으로, 전송 매체들(1800, 1820, 1830, 1836, 1841 및 1843)은 케이블(1850)이 본 논제 발명에 설명하는 전송 매체들 중 임의의 하나, 또는 이들의 다수의 사례들의 무리화를 나타낼 수 있다는 이해로 케이블(1850)로 본원에 지칭될 것이다. 예시만의 목적으로, 전송 매체들(1800, 1820, 1830, 1836, 1841 및 1843)의 유전체 코어(1802), 절연된 전도체(1825), 노출 전도체(1832), 코어(1842) 또는 중공의 코어(1842’)는 각각 케이블(1850)이 전송 매체들(1800, 1820, 1830, 1836, 1841 및/또는 1843)의 유전체 코어(1802), 절연된 전도체(1825), 노출 전도체(1832), 코어(1842) 또는 중공의 코어(1842’)를 각각 활용할 수 있다는 이해로 전송 코어(1852)로 본원에 지칭될 것이다.
이제 도 18i 및 도 18j를 참조하면, 케이블(1850)에 의해 사용될 수 있는 접속기 구성들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 일 실시예에서, 케이블(1850)은 도 18i에 도시된 바와 같이 암 접속 구성 또는 수 접속 구성을 갖도록 구성될 수 있다. 도 18i의 우측 상의 수 구성은 전송 코어(1852)의 일부를 노출시키도록 유전체 발포체(1804) (그리고 있다면, 재킷(1806))을 박리함으로써 달성될 수 있다. 도 18i의 좌측 상의 암 구성은 유전체 발포체(1804) (그리고 있다면, 재킷(1806))을 유지하면서, 전송 코어(1852)의 일부를 제거함으로써 달성될 수 있다. 전송 코어(1852)가 도 18h에 관하여 설명하는 바와 같이 중공인 일 실시예에서, 전송 코어(1852)의 수 부분은 중공의 코어들을 함께 정렬하도록 도 18i의 좌측 측부 상의 암 구성으로 슬라이딩할 수 있는 강성의 외부면을 갖는 중공의 코어를 나타낼 수 있다. 도 18g 및 도 18h의 실시예들에서, 전도체들의 외부 링(1846)이 케이블(1850)의 수 및 암 부분들을 접속시키도록 변경될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
앞서 언급한 실시예들에 기초하여, 수 및 암 접속기 구성들을 갖는 2개의 케이블들(1850)이 함께 정합될 수 있다. 점착성 내부 라이닝 또는 수축 랩 재료를 갖는 슬리브(미도시)가 고정된 위치에 조인트를 유지하고 (예를 들어, 물, 토양 등에 대한) 노출을 방지하기 위해 케이블들(1850) 사이의 조인트의 영역에 적용될 수 있다. 케이블들(1850)이 정합될 때, 하나의 케이블의 전송 코어(1852)가 다른 케이블의 전송 코어(1852)에 아주 근접할 것이다. 어느 한 방향으로부터 이동하는 케이블들(1850)의 어느 한 전송 코어(1852)를 통하여 전파하는 유도 전자파들은 전송 코어들(1852)이 접촉하든 접촉하지 않든, 전송 코어들(1852)이 동축으로 정렬되든 정렬되지 않든, 그리고/또는 전송 코어들(1852) 사이에 갭이 있든 있지 않든, 해제 부분과 전송 코어들(1852) 사이를 건너 지나갈 수 있다.
다른 실시예에서, 단부들 둘 다에서 암 접속기 구성들을 갖는 접합 디바이스(1860)가 도 18j에 도시된 바와 같이 수 접속기 구성들을 갖는 케이블들(1850)을 정합하는데 사용될 수 있다. 도 18j에 도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 접합 디바이스(1860)는 암 접속기 구성들을 갖는 케이블들(1850)에 정합될 수 있는 단부들 둘 다에서 수 접속기 구성들을 갖도록 구성될 수 있다. 도 18j에 도시되지 않은 다른 실시예에서, 접합 디바이스(1860)는 암 및 수 접속기 구성들을 각각 갖는 케이블들(1850)에 정합될 수 있는 대향 단부들에서의 수 접속기 구성 및 암 접속기 구성을 갖도록 구성될 수 있다. 중공의 코어를 갖는 전송 코어(1852)의 경우, 접합 디바이스(1860)의 단부들이 둘 다 수이든, 둘 다 암이든, 이들의 조합이든, 도 18i에 설명하는 수 및 암 구성들이 접합 디바이스(1860)에 적용될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
도 18i 및 도 18j에 도시된 케이블들을 접속시키는 전술한 실시예들은 번들화된 전송 매체(1836)의 케이블(1838)의 각각의 단일 사례에 적용될 수 있다. 마찬가지로, 도 18i 및 도 18j에 도시된 전술한 실시예들은 다수의 내부 도파관들을 갖는 케이블(1841 또는 1843)에 대한 내부 도파관의 각각의 단일 사례에 적용될 수 있다.
이제 도 18k를 참조하면, 유도 전자파들을 전파시키는 전송 매체들(1800’, 1800”, 1800”’ 및 1800”“)의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도가 도시된다. 일 실시예에서, 전송 매체(1800’)는 도 18k에 도시된 바와 같이 구획들로 분할되고 재킷(1806)에 의해 커버되는 유전체 발포체(1804’) 및 코어(1801)를 포함할 수 있다. 코어(1801)는 도 18a의 유전체 코어(1802), 도 18b의 절연된 전도체(1825), 또는 도 18c의 노출 전도체(1832)에 의해 나타내어질 수 있다. 유전체 발포체의 각각의 구획(1804’)은 갭(예를 들어, 공기, 가스, 진공 또는 낮은 유전율을 갖는 물질)에 의해 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 발포체의 구획들(1804’) 사이의 갭 분리들은 도 18k에 도시된 바와 같이 의사 임의일 수 있으며, 이는 유전체 발포체의 각각의 구획(1804’)에서 발생하는 전자파들이 코어(1801)를 따라 종으로 전파함에 따라, 유전체 발포체의 각각의 구획(1804’)에서 발생하는 전자파들의 반사들을 감소시키는데 도움이 될 수 있다. 유전체 발포체의 구획들(1804’)은 예를 들어, 고정된 위치에 코어(1801)를 지지하는 내부 개구부를 갖는 유전체 발포체로 구성된 와셔들로서 구성될 수 있다. 예시만의 목적으로, 와셔들은 와셔들(1804’)로 본원에 지칭될 것이다. 일 실시예에서, 각각의 와셔(1804’)의 내부 개구부는 코어(1801)의 축과 동축으로 정렬될 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 와셔(1804’)의 내부 개구부는 코어(1801)의 축으로부터 오프셋될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서, 각각의 와셔(1804’)는 와셔들(1804’)의 두께의 차이들로 나타내어지는 바에 따라 가변의 종 두께를 가질 수 있다.
대안적인 실시예에서, 전송 매체(1800”)는 도 18k에 도시된 바와 같이 재킷(1806)에 의해 커버되는 나선형으로 코어 주변에 둘러 싸여진 유전체 발포체의 스트립(1804”) 및 코어(1801)를 포함할 수 있다. 도 18k에 도시된 도면으로부터 명백하지 않을 수 있지만, 일 실시예에서, 유전체 발포체의 스트립(1804”)은 유전체 발포체의 스트립(1804”)의 상이한 구획들에 대한 가변의 피치들(즉, 상이한 꼬임률들)로 코어(1801) 주변에 꼬여질 수 있다. 가변의 피치들을 활용하는 것은 유전체 발포체의 스트립(1804”)에 의해 커버되지 않는 코어(1801)의 영역들 사이에서 발생하는 전자파들의 반사들 또는 다른 장애들을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 유전체 발포체의 스트립(1804”)의 두께(직경)이 도 18k에 도시된 코어(1801)의 직경보다 실질적으로 더 클(예를 들어, 2배 이상 더 클) 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
대안적인 실시예에서, 전송 매체(1800”‘)(단면도로 도시됨)는 유전체 발포체(1804) 및 재킷(1806)에 의해 커버되는 비원형 코어(1801’)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 비원형 코어(1801’)는 도 18k에 도시된 바와 같은 타원형 구조, 또는 다른 적절한 비원형 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 비원형 코어(1801’)는 비대칭 구조를 가질 수 있다. 비원형 코어(1801’)는 비원형 코어(1801’) 상에서 유도되는 전자파들의 필드들을 분극화하는데 사용될 수 있다. 비원형 코어(1801’)의 구조는 전자파들이 비원형 코어(1801’)를 따라 전파함에 따라, 전자파들의 분극을 보존하는 것을 도울 수 있다.
대안적인 실시예에서, 전송 매체(1800””)(단면도로 도시됨)는 다수의 코어들(1801”)(2개의 코어들만이 도시되지만 더 많은 것이 가능함)을 포함할 수 있다. 다수의 코어들(1801”)은 유전체 발포체(1804) 및 재킷(1806)에 의해 커버될 수 있다. 다수의 코어들(1801”)은 다수의 코어들(1801”) 상에서 유도되는 전자파들의 필드들을 분극화하는데 사용될 수 있다. 다수의 코어들(1801’)의 구조는 유도 전자파들이 다수의 코어들(1801”)을 따라 전파함에 따라, 유도 전자파들의 분극을 보존할 수 있다.
도 18k의 실시예들이 도 18g 및 도 18h의 실시예들을 변경하는데 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 코어(1842) 또는 코어(1842’)는 구획화된 쉘들(1804’) 사이에 갭들을 갖는 구획화된 쉘들(1804’), 또는 유전체 발포체의 하나 이상의 스트립들(1804”)을 활용하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 코어(1842) 또는 코어(1842’)는 대칭적이거나 비대칭적인 단면 구조를 가질 수 있는 비원형 코어(1801’)을 갖도록 구성될 수 있다. 게다가, 코어(1842) 또는 코어(1842’)는 단일 내부 도파관에서 다수의 코어들(1801”), 또는 다수의 내부 도파관들이 사용될 때, 상이한 수들의 코어들을 사용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 도 18k에 도시된 실시예들 중 임의의 것은 도 18g 및 도 18h의 실시예들에 단독으로 또는 조합으로 적용될 수 있다.
이제 도 18l을 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼선을 완화시키는 번들화된 전송 매체의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도가 도시된다. 일 실시예에서, 번들화된 전송 매체(1836’)는 가변의 코어 구조들(1803)을 포함할 수 있다. 코어들(1803)의 구조들을 달리 함으로써, 전송 매체(1836’)의 코어들 각각에서 유도되는 유도 전자파들의 필드들은 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 충분히 다를 수 있다. 다른 실시예에서, 번들화된 전송 매체(1836”)는 케이블(1838) 당 가변의 수의 코어들(1803’)을 포함할 수 있다. 케이블(1838) 당 코어들(1803’)의 수를 달리 함으로써, 전송 매체(1836”)의 하나 이상의 코어들에서 유도되는 유도 전자파들의 필드들은 케이블들(1838) 사이의 혼선을 감소시키도록 충분히 다를 수 있다. 다른 실시예에서, 코어들(1803 또는 1803’)은 상이한 재료들일 수 있다. 예를 들어, 코어들(1803 또는 1803’)은 유전체 코어(1802), 절연된 전도체 코어(1825), 노출 전도체 코어(1832) 또는 이들의 임의의 조합들일 수 있다.
도 18a 내지 도 18d, 그리고 도 18f 내지 도 18h에 도시된 실시예들이 도 18k 및 도 18l의 실시예들 중 일부에 의해 변경되고/되거나 이것들과 결합될 수 있다는 점이 주목된다. 도 18k 및 도 18l에 도시된 실시예들 중 하나 이상이 (예를 들어, 코어들(1801’, 1801”, 1803 또는 1803’)을 갖는 구획화된 유전체 발포체(1804’) 또는 유전체 발포체의 나선형 스트립(1804”)을 사용하여) 결합될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 일부 실시예들에서, 도 18k의 전송 매체들(1800’, 1800”, 1800”’ 및/또는 1800”“)에서 전파하는 유도 전자파들은 도 18a 내지 도 18c의 전송 매체들(1800, 1820 및 1830)에서 전파하는 유도 전자파들보다 더 적은 전파 손실들을 겪을 수 있다. 게다가, 도 18k 및 도 18l에 도시된 실시예들은 도 18i 및 도 18j에 도시된 접속 실시예들을 사용하도록 구성될 수 있다.
이제 도 18m을 참조하면, 안테나들(1855)로서의 사용을 위한 번들화된 전송 매체(1836)로부터 노출된 테이퍼링된 스터브들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 각각의 안테나(1855)는 무선 통신 디바이스들로 지향되는 무선 신호들을 방사하거나 전송 매체(예를 들어, 전력선)의 표면 상의 전자파 전파를 유도하는 지향성 안테나로서의 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나들(1855)에 의해 방사되는 무선 신호들은 각각의 안테나(1855)에 의해 생성되는 무선 신호들의 위상 및/또는 다른 특성들을 조정함으로써 조향되는 빔일 수 있다. 일 실시예에서, 안테나들(1855)은 다양한 방향으로 무선 신호들을 지향시키는 파이 팬(pie-pan) 안테나 어셈블리에 개별적으로 배치될 수 있다.
본 논제 발명에서 활용되는 바와 같은 “코어들”, “클래딩”, “쉘” 및 “발포체”라는 용어들이 코어를 따라 종으로 전파하면서 전자파들이 코어에 결속되게 유지되는 것을 가능하게 하는 임의의 타입들의 재료들 (또는 재료들의 조합들)을 포함할 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어, 상술한 유전체 발포체(1804”)의 스트립은 (예시만의 목적으로 “랩”으로 본원에 지칭되는) 유전체 코어(1802) 주변을 랩핑하는 통상의 유전체 재료(예를 들어, 폴리에틸렌)의 스트립으로 대체될 수 있다. 이러한 구성에서, 랩의 평균 밀도는 랩의 구획들 사이의 공기 간격의 결과로서 작을 수 있다. 따라서, 랩의 유효 유전율은 유전체 코어(1802)의 유전율 미만일 수 있어, 유도 전자파들이 코어에 결속되게 유지되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 코어(들) 및 코어(들) 주위의 랩핑들에 대해 사용되는 재료들과 관련하는 본 논제 발명의 실시예들 중 임의의 것은 전자파들이 코어(들)를 따라 전파하는 동안 코어(들)에 결속되는 전자파들을 유지하는 것의 결과를 달성하는 다른 유전체 재료들로 구조적으로 구성되고/되거나 변경될 수 있다. 게다가, 본 논제 발명의 실시예들 중 임의의 것에 전체적으로 또는 부분적으로 설명하는 바와 같은 코어는 불투명 재료(예를 들어, 폴리에틸렌)를 포함할 수 있다. 따라서, 코어에 유도되고 결속되는 전자파들은 (예를 들어, 가시 광선의 최저 주파수 미만의) 비광학 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 18n, 도 18o, 도 18p, 도 18q, 도 18r, 도 18s 및 도 18t는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자파들을 전송하거나 수신하는 도파관 디바이스의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다. 일 실시예에서, 도 18n은 방사된 전계들(e-fields)(1861)을 갖는 전자파들을 방사하는 복수의 슬롯들(1863)(예를 들어, 개구부들 또는 간극들)을 갖는 도파관 디바이스(1865)의 정면도를 도시한다. 일 실시예에서, 대칭적으로 위치된 슬롯들(1863)(예를 들어, 도파관(1865)의 북측 및 남측 슬롯들)의 쌍들의 방사된 전계들(1861)은 서로로부터 멀리 지향될 수 있다(즉, 케이블(1862) 주위에서 정반대의 방사상 배향들). 슬롯들(1863)이 직사각형 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 다른 다각형들, 부채꼴 및 원호 형상들과 같은 다른 형상들, 타원체 형상들, 및 다른 형상들이 마찬가지로 가능하다. 예시만의 목적으로, 북측이란 용어는 도면들에 도시된 바와 같은 상대적 방향을 지칭할 것이다. 다른 방향들에 대한 본 논제 발명의 모든 참조들(예를 들어, 남측, 동측, 서측, 북서측 등)은 북측의 예시와 관련될 것이다. 일 실시예에서, 북측 및 남측 슬롯들(1863)에서 대향 배향들을 갖는 전계들을 달성하기 위해, 예를 들어, 북측 및 남측 슬롯들(1863)은 이러한 슬롯들에 공급되는 전자파 신호들의 대략 하나의 파장인 서로 사이의 원주 거리를 갖도록 배열될 수 있다. 도파관(1865)은 케이블(1862)의 배치를 가능하게 하도록 도파관(1865)의 중심에 원통형 공동을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 케이블(1862)은 절연된 전도체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 케이블(1862)은 비절연된 전도체를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 케이블(1862)은 상술한 케이블(1850)의 전송 코어(1852)의 실시예들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 케이블(1862)은 도파관(1865)의 원통형 공동으로 슬라이딩될 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관(1865)은 어셈블리 메커니즘(미도시)을 활용할 수 있다. 어셈블리 메커니즘(예를 들어, 하나 이상의 위치들에서 도파관(1865)을 개방하는 방식을 제공하는 힌지 또는 다른 적절한 메커니즘)은 케이블(1862)의 외부면 상의 도파관(1865)의 배치를 가능하게 하거나 도시된 바와 같은 도파관(1865)을 형성하도록 별도의 부품들을 함께 조립하는데 사용될 수 있다. 이러한 그리고 다른 적절한 실시예들에 따르면, 도파관(1865)은 고리관 같이 케이블(1862) 주변을 둘러 싸도록 구성될 수 있다.
도 18o는 도파관(1865)의 일 실시예의 측면도를 도시한다. 도파관(1865)은 본 논제 발명에 상술한 바와 같은 전송기 회로(예를 들어, 도 1 및 도 10a 참조)에 의해 생성되는 전자파들(1866)을 수신하는 중공의 직사각형 도파관 부분(1867)을 갖도록 구성될 수 있다. 전자파들(1866)은 중공의 직사각형 도파관 부분(1867)에 의해 도파관(1865)의 중공의 고리관(1869)으로 분배될 수 있다. 직사각형 도파관 부분(1867) 및 중공의 고리관(1869)은 이러한 어셈블리들의 중공의 챔버들 내에 전자파들을 유지하는데 적절한 재료들(예를 들어, 탄소 섬유 재료들)로 구성될 수 있다. 도파관 부분(1867)이 중공의 직사각형 구성으로 도시되고 설명되지만, 다른 형상들 및/또는 다른 비중공의 구성들이 채용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 특히, 도파관 부분(1867)은 정사각형 또는 다른 다각형 단면, 케이블(1862)의 외부면에 순응하도록 끝이 잘린 원호 또는 부채꼴 단면, 원형 또는 타원체 단면 또는 단면 형상을 가질 수 있다. 게다가, 도파관 부분(1867)은 고체 유전체 재료로서 구성되거나 이것을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 중공의 고리관(1869)은 대칭적으로 위치된 슬롯들(1863 및 1863’)의 쌍들에서 대향 전계들(1861)을 갖는 전자파들을 각각의 슬롯(1863)으로부터 방사하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯들(1863 및 1863’)의 조합에 의해 방사되는 전자파들은 비기본파 모드들과 같은 - 존재하는 다른 파형 모드들 없이 기본파 모드에 따른 전파를 위해 케이블(1862)에 결속되는 전자파들(1868)을 결국 유도할 수 있다. 이러한 구성에서, 전자파들(1868)은 케이블(1862)에 결합되는 다른 하류 도파관 시스템들로 케이블(1862)을 따라 종으로 전파할 수 있다.
도 18o의 중공의 직사각형 도파관 부분(1867)이 (도파관(1865)의 북측의 위치에서) 슬롯(1863)에 더 근접하므로, 슬롯(1863)이 (남측의 위치에서) 슬롯(1863’)에 의해 방사되는 전자파들보다 더 강한 규모를 갖는 전자파들을 방사할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 슬롯들 사이의 규모 차이들을 감소시키기 위해, 슬롯(1863’)은 슬롯(1863)보다 더 크게 만들어질 수 있다. 슬롯들 사이의 신호 규모들의 균형을 유지하기 위해 상이한 슬롯 크기들을 활용하는 기법이 일부를 후술하는-도 18n, 도 18o, 도 18q, 도 18s, 도 18u 및 도 18v와 관련하는 본 논제 발명의 실시예들 중 임의의 것에 적용될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 18p는 신호 입력(1872)(예를 들어, 통신 신호를 제공하는 동축 케이블)에 각각 결합되는 모놀리식 마이크로파 집적 회로들(MMICs)(1870)과 같은 회로망을 활용하도록 구성될 수 있는 도파관(1865’)을 도시한다. 신호 입력(1872)은 MMIC들(1870)에 전기 신호들을 제공하도록 구성되는 본 논제 발명에 상술한 바와 같은 전송기 회로(예를 들어, 도 1 및 도 10a의 참조 번호 101, 1000 참조)에 의해 생성될 수 있다. 각각의 MMIC(1870)는 방사된 전계들(1861)을 갖는 전자파들을 방사하기 위해 방사 요소(예를 들어, 안테나)로 MMIC(1870)가 변조하고 전송할 수 있는 신호(1872)를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, MMIC’들(1870)은 동일한 신호(1872)를 수신하지만, 대향 배향의 전계들(1861)을 갖는 전자파들을 전송하도록 구성될 수 있다. 이는 다른 MMIC(1870)에 의해 전송되는 전자파들과 180 도 위상이 다른 전자파들을 전송하도록 MMIC들(1870) 중 하나를 구성함으로써 달성될 수 있다. 일 실시예에서, MMIC들(1870)에 의해 방사되는 전자파들의 조합은 비기본파 모드들과 같은 - 존재하는 다른 파형 모드들 없이 기본파 모드에 따른 전파를 위해 케이블(1862)에 결속되는 전자파들(1868)을 함께 유도할 수 있다. 이러한 구성에서, 전자파들(1868)은 케이블(1862)에 결합되는 다른 하류 도파관 시스템들로 케이블(1862)을 따라 종으로 전파할 수 있다.
도 18q 및 도 18r에 도시된 바와 같이 케이블(1862) 상의 전자파들(1868)의 유도를 돕기 위해 테이퍼링된 혼(horn)(1880)이 도 18o 및 도 18p의 실시예들에 추가될 수 있다. 일 실시예에서, 케이블(1862)이 비절연된 전도체인 경우, 케이블(1862) 상에서 유도되는 전자파들은 큰 방사상 치수(예를 들어, 1 미터)를 가질 수 있다. 더 작은 테이퍼링된 혼(1880)의 사용을 가능하게 하기 위해, 절연층(1879)이 도 18q 및 도 18r에서의 점선들로 도시된 바와 같이 공동에서의 또는 이것 근처의 케이블(1862)의 부분 상에 도포될 수 있다. 절연층(1879)은 도파관(1865)으로부터 멀리 향하는 테이퍼링된 단부를 가질 수 있다. 추가된 절연물은 도파관(1865 (또는 1865’))에 의해 초기에 런칭되는 전자파들(1868)이 절연물에 빽빽히 결속되는 것을 가능하게 하며, 이는 결국 전자계들(1868)의 방사상 치수를 감소시킨다(예를 들어, 수 센티미터). 전자파들(1868)이 도파관(1865(1865’))으로부터 멀리 전파하고 절연층(1879)의 테이퍼링된 단부에 도달함에 따라, 전자파들(1868)의 방사상 치수는 증가하기 시작하여, 전자계들(1868)이 절연층 없는 비절연된 전도체 상에서 유도되는 전자파들(1868)로 가졌을 방사상 치수를 궁극적으로 달성한다. 도 18q 및 도 18r의 예시에서, 테이퍼링된 단부는 테이퍼링된 혼(1880)의 단부에서 시작된다. 다른 실시예들에서, 절연층(1879)의 테이퍼링된 단부는 테이퍼링된 혼(1880)의 단부 앞에 또는 뒤에 시작될 수 있다. 테이퍼링된 혼은 금속이거나 다른 전도성 재료로 구성되거나, 유전체층으로 코팅되거나 클래딩되거나 금속 혼과 유사한 반사 특성들을 제공하도록 전도성 재료로 도핑되는 플라스틱 또는 다른 비전도성 재료로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 케이블(1862)은 상술한 케이블(1850)의 실시예들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 도파관들(1865 및 1865’)은 도 18s 및 도 18t에 도시된 바와 같이 케이블(1850)의 전송 코어(1852)에 결합될 수 있다. 도파관들(1865 및 1865’)은 상술한 바와 같이, 전체적으로 또는 부분적으로 케이블(1850)의 내부층들 내에서의 전파를 위해 전송 코어(1852) 상에서 전자파들(1868)을 유도할 수 있다.
도 18q, 도 18r, 도 18s 및 도 18t의 전술한 실시예들의 경우, 전자파들(1868)이 양방향일 수 있다는 점이 주목된다. 예를 들어, 상이한 동작 주파수의 전자파들(1868)이 도파관들(1865 및 1865’)의 슬롯들(1863) 또는 MMIC’들(1870)에 의해 각각 수신될 수 있다. 수신되면, 전자파들은 처리를 위해 통신 신호를 생성하는 수신기 회로(예를 들어, 도 1 및 도 10a의 참조 번호 101, 1000 참조)에 의해 변환될 수 있다.
도시되지 않았지만, 도파관들(1865 및 1865’)이 전자파들(1868)을 종으로 상류 또는 하류로 지향시킬 수 있도록 도파관들(1865 및 1865’)이 조정될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어, 도파관(1865 또는 1865’)의 제1 사례에 결합되는 제1 테이퍼링된 혼(1880)은 케이블(1862) 상에서 서측으로 지향될 수 있는 반면에, 도파관(1865 또는 1865’)의 제2 사례에 결합되는 제2 테이퍼링된 혼(1880)은 케이블(1862) 상에서 동측으로 지향될 수 있다. 도파관들(1865 또는 1865’)의 제1 및 제2 사례들은 중계기 구성에서, 제1 도파관(1865 또는 1865’)에 의해 수신되는 신호들이 케이블(1862) 상의 동측의 방향으로의 재전송을 위해 제2 도파관(1865 또는 1865’)에 제공될 수 있도록 결합될 수 있다. 막 설명한 중계기 구성은 케이블(1862) 상의 동측으로부터 서측의 방향으로 적용될 수도 있다.
도 18n, 도 18o, 도 18q 및 도 18s의 도파관(1865)은 비기본 또는 비대칭파 모드들만을 갖는 전자계들을 생성하도록 구성될 수도 있다. 도 18u는 비기본파 모드들만을 갖는 전자계들을 생성하도록 구성될 수 있는 도파관(1865)의 일 실시예를 도시한다. 중간선(1890)은 도파관(1865)의 정면 플레이트의 후부측(미도시) 상의 전류들이 극성을 변화시키는 슬롯들 사이의 분할선을 나타낸다. 예를 들어, 방사상으로 외측인(즉, 케이블(1862)의 중심점으로부터 멀리 향하는) 전계들에 대응하는 정면 플레이트의 후부측 상의 전류들은 일부 실시예들에서, 중간선(1890)의 외부에 위치되는 슬롯들(예를 들어, 슬롯들(1863A 및 1863B))과 연관될 수 있다. 방사상으로 내측인(즉, 케이블(1862)의 중심점 쪽으로 향하는) 전계들에 대응하는 정면 플레이트의 후부측 상의 전류들은 일부 실시예들에서, 중간선(1890)의 내부에 위치되는 슬롯들과 연관될 수 있다. 전류들의 방향은 다른 파라미터들 중에서 중공의 직사각형 도파관 부분(1867)에 공급되는 전자파들(1866)(도 18o 참조)의 동작 주파수에 따를 수 있다.
예시를 위해, 중공의 직사각형 도파관 부분(1867)에 공급되는 전자파들(1866)이 슬롯들(1863A 및 1863B) 사이의 원주 거리가 전자파들(1866)의 하나의 전체 파장인 동작 주파수를 갖는다고 가정한다. 이러한 사례에서, 슬롯들(1863A 및 1863B)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들은 방사상으로 외측으로 향한다(즉, 대향 배향들을 갖는다). 슬롯들(1863A 및 1863B)에 의해 방사되는 전자파들이 결합될 때, 케이블(1862) 상의 결과로서 생기는 전자파들은 기본파 모드에 따라 전파할 수 있다. 그에 반해서, 슬롯들 중 하나(예를 들어, 슬롯(1863B))를 중간선(1890) 내부에 재위치 선정함으로써(즉, 슬롯(1863C)), 슬롯(1863C)은 슬롯(1863A)에 의해 생성되는 전자파들의 전계들과 대략 180 도 위상이 다른 전계들을 갖는 전자파들을 생성할 것이다. 따라서, 슬롯쌍들(1863A 및 1863C)에 의해 생성되는 전자파들의 전계 배향들이 실질적으로 정렬될 것이다. 따라서, 슬롯쌍들(1863A 및 1863C)에 의해 방사되는 전자파들의 조합은 비기본파 모드에 따른 전파를 위해 케이블(1862)에 결속되는 전자파들을 생성할 것이다.
재구성 가능한 슬롯 배열을 달성하기 위해, 도파관(1865)은 도 18v에 도시된 실시예들에 따라 구성될 수 있다. 구성(A)는 복수의 대칭적으로 위치된 슬롯들을 갖는 도파관(1865)을 도시한다. 구성(A)의 슬롯들(1863) 각각은 전자파들의 방사를 방지하기 위해 재료(예를 들어, 탄소 섬유 또는 금속)로 슬롯을 차단함으로써 선택적으로 디스에이블링될 수 있다. 차단된 (또는 디스에이블링된) 슬롯(1863)은 흑색으로 도시되는 반면에, 인에이블링된 (또는 차단되지 않은) 슬롯(1863)은 백색으로 도시된다. 도시되지 않았지만, 차단 재료는 도파관(1865)의 정면 플레이트의 뒤에 (또는 앞에) 배치될 수 있다. 메커니즘(미도시)은 창문을 커버로 폐쇄하거나 개방하는 것과 매우 유사하게 특정 슬롯(1863) 내외로 차단 재료가 슬라이딩될 수 있도록 차단 재료에 결합될 수 있다. 메커니즘은 개별 슬롯들(1863)을 선택적으로 인에이블링하거나 디스에이블링하도록 도파관(1865)의 회로망에 의해 제어 가능한 선형 모터에 결합될 수 있다. 각각의 슬롯(1863)에서 이러한 메커니즘으로, 도파관(1865)은 도 18v의 실시예들에 도시된 바와 같이 인에이블링되고 디스에이블링된 슬롯들(1863)의 상이한 구성들을 선택하도록 구성될 수 있다. (예를 들어, 도파관(1865) 뒤의 또는 앞의 회전 가능 디스크들을 활용하여) 슬롯들을 커버하거나 개방하는 다른 방법들 또는 기법들이 본 논제 발명의 실시예들에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 도파관 시스템(1865)은 기본파들을 생성하기 위해 구성(B)에 도시된 바와 같이 중간선(1890) 외부의 특정 슬롯들(1863)을 인에이블링하고 중간선(1890) 내부의 특정 슬롯들(1863)을 디스에이블링하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, (즉, 도파관 시스템(1865)의 북측의 그리고 남측의 위치들에서의) 중간선(1890) 외부의 슬롯들(1863) 사이의 원주 거리가 하나의 전체 파장이라고 가정한다. 그러므로, 이러한 슬롯들은 상술한 바와 같이 특정 시간적 사례들에서 방사상으로 외측으로 향하는 전계들(e-fields)을 가질 것이다. 그에 반해서, (즉, 도파관 시스템(1865)의 서측의 그리고 동측의 위치들에서의) 중간선(1890) 내부의 슬롯들은 중간선 외부의 슬롯들(1863) 중 어느 하나에 비해 파장 절반의 원주 거리를 가질 것이다. 중간선(1890) 내부의 슬롯들이 파장 절반 떨어져 있으므로, 이러한 슬롯들은 방사상으로 외측으로 향하는 전계들을 갖는 전자파들을 생성할 것이다. 중간선(1890) 외부의 서측의 그리고 동측의 슬롯들(1863)이 중간선(1890) 내부의 서측의 그리고 동측의 슬롯들 대신에 인에이블링되었으면, 그 때 그러한 슬롯들에 의해 방사되는 전계들은 방사상으로 내측으로 향했을 것이며, 이는 북측의 그리고 남측의 전계들과 결합될 때, 비기본파 모드 전파를 생성할 것이다. 따라서, 도 18v에 도시된 바와 같은 구성(B)은 방사상으로 외측으로 향하는 전계들을 갖는 북측의 그리고 남측의 슬롯들(1863)에서의 전자파들 그리고 또한 방사상으로 외측으로 향하는 전계들을 갖는 서측의 그리고 동측의 슬롯들(1863)에서의 전자파들을 생성하는데 사용될 수 있으며, 이는 결합될 때, 케이블(1862) 상에서 기본파 모드를 갖는 전자파들을 유도한다.
다른 실시예에서, 도파관 시스템(1865)은 구성(C)에 도시된 바와 같이, 중간선(1890) 모두 외부의 북측의, 남측의, 서측의 그리고 동측의 슬롯들(1863)을 인에이블링하고, 모든 다른 슬롯들(1863)을 디스에이블링하도록 구성될 수 있다. 대향 슬롯들의 쌍(예를 들어, 북측의 그리고 남측의, 또는 서측의 그리고 동측의) 사이의 원주 거리가 전체 파장 떨어져 있다고 가정하면, 그 때 구성(C)은 방사상으로 외측으로 향하는 일부 전계들 그리고 방사상으로 내측으로 향하는 다른 필드들을 갖는 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1865)은 구성(D)에 도시된 바와 같이, 중간선(1890) 외부의 북서측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 중간선(1890) 내부의 남동측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 모든 다른 슬롯들(1863)을 디스에이블링하도록 구성될 수 있다. 이러한 슬롯들의 쌍 사이의 원주 거리가 전체 파장 떨어져 있다고 가정하면, 그 때 이러한 구성은 북서측의 방향으로 정렬된 전계들을 갖는 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하는데 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 도파관 시스템(1865)은 남서측의 방향으로 정렬되는 전계들을 갖는 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다. 이는 구성(D)에 사용되는 것과 상이한 배열을 활용함으로써 달성될 수 있다. 구성(E)은 구성(E)에 도시된 바와 같이, 중간선(1890) 외부의 남서측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 중간선(1890) 내부의 북동측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 모든 다른 슬롯들(1863)을 디스에이블링함으로써 달성될 수 있다. 이러한 슬롯들의 쌍 사이의 원주 거리가 전체 파장 떨어져 있다고 가정하면, 그 때 이러한 구성은 남서측의 방향으로 정렬된 전계들을 갖는 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 구성(E)은 구성(D)의 비기본파 모드에 직교하는 비기본파 모드를 생성한다.
또 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1865)은 방사상으로 내측으로 향하는 전계들을 갖는 기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다. 이는 구성(F)에 도시된 바와 같이, 중간선(1890) 내부의 북측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 중간선(1890) 내부의 남측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 중간선(1890) 외부의 동측의 슬롯을 인에이블링하고, 중간선(1890) 외부의 서측의 슬롯(1863)을 인에이블링하고, 모든 다른 슬롯들(1863)을 디스에이블링함으로써 달성될 수 있다. 북측의 슬롯과 남측의 슬롯 사이의 원주 거리가 전체 파장 떨어져 있다고 가정하면, 그 때 이러한 구성은 방사상으로 내측의 전계들을 갖는 기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하는데 사용될 수 있다. 구성들(B) 및 (F)에서 선택되는 슬롯들이 상이하지만, 구성들(B) 및 (F)에 의해 생성되는 기본파 모드들은 동일하다.
또 다른 실시예에서, 전계들은 중공의 직사각형 도파관 부분(1867)에 공급되는 전자파들(1866)의 동작 주파수를 달리 함으로써 기본 또는 비기본파 모드들을 생성하도록 슬롯들 사이에서 조작될 수 있다. 예를 들어, 도 18u의 예시에서, 전자파들(1866)의 특정 동작 주파수의 경우, 슬롯(1863A 및 1863B) 사이의 원주 거리가 전자파들(1866)의 하나의 전체 파장이라고 가정한다. 이러한 사례에서, 슬롯들(1863A 및 1863B)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들은 도시된 바와 같이 방사상으로 외측으로 향할 것이고, 기본파 모드를 갖는 전자파들을 케이블(1862) 상에서 유도하도록 조합으로 사용될 수 있다. 그에 반해서, 슬롯들(1863A 및 1863C)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들은 도시된 바와 같이 방사상으로 정렬될(즉, 북측으로 향하고 있을) 것이고, 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 케이블(1862) 상에서 유도하도록 조합으로 사용될 수 있다.
중공의 직사각형 도파관 부분(1867)에 공급되는 전자파들(1866)의 동작 주파수가 슬롯(1863A 및 1863B) 사이의 원주 거리가 전자파들(1866)의 파장 절반이도록 변경된다고 이제 가정한다. 이러한 사례에서, 슬롯들(1863A 및 1863B)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들이 방사상으로 정렬될(즉, 동일한 방향으로 향할) 것이다. 즉, 슬롯(1863B)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들은 슬롯(1863A)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들과 동일한 방향으로 향할 것이다. 이러한 전자파들은 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 케이블(1862) 상에서 유도하도록 조합으로 사용될 수 있다. 그에 반해서, 슬롯들(1863A 및 1863C)에 의해 방사되는 전자파들의 전계들은 방사상으로 외측일(즉, 케이블(1862)에서 멀) 것이고, 기본파 모드를 갖는 전자파들을 케이블(1862) 상에서 유도하도록 조합으로 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 18p, 도 18r 및 도 18t의 도파관(1865’)은 비기본파 모드들만을 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수도 있다. 이는 도 18w에 도시된 바와 같이 더 많은 MMIC들(1870)을 추가함으로써 달성될 수 있다. 각각의 MMIC(1870)는 동일한 신호 입력(1872)을 수신하도록 구성될 수 있다. 그러나, MMIC들(1870)은 각각의 MMIC(1870)에서의 제어 가능한 위상 편이 회로망을 사용하여 상이한 위상들을 갖는 전자파들을 방사하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 북측의 그리고 남측의 MMIC들(1870)은 180 도 위상차를 갖는 전자파들을 방사하도록 구성될 수 있어, 북측의 또는 남측의 방향으로 전계들을 정렬한다. MMIC들(1870)의 쌍들의 임의의 조합(예를 들어, 서측의 그리고 동측의 MMIC들(1870), 북서측의 그리고 남동측의 MMIC들(1870), 북동측의 그리고 남서측의 MMIC들(1870))은 대향하거나 정렬된 전계들을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 도파관(1865’)은 하나 이상의 비기본파 모드들을 갖는 전자파들, 하나 이상의 기본파 모드들을 갖는 전자파들, 또는 이들의 임의의 조합들을 생성하도록 구성될 수 있다.
비기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하도록 슬롯들(1863)을 쌍으로 선택하는 것이 필요하지 않다는 점이 제안된다. 예를 들어, 비기본파 모드를 갖는 전자파들은 도 18v의 구성(A)에 도시된 복수의 슬롯들로부터 단일 슬롯을 인에이블링하고 모든 다른 슬롯들을 디스에이블링함으로써 생성될 수 있다. 마찬가지로, 도 18w에 도시된 MMIC들(1870) 중 단일 MMIC(1870)가 모든 다른 MMIC들(1870)이 사용 중이 아니거나 디스에이블링되는 동안, 비기본파 모드를 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 다른 파형 모드들 및 파형 모드 조합들이 도파관 슬롯들(1863) 또는 MMIC들(1870)의 다른 비널의 적절한 서브세트들을 인에이블링함으로써 유도될 수 있다.
도 18u 및 도 18v에 도시된 전계 화살표들이 단지 예시적이고 전계들의 정적 묘사를 나타낸다는 점이 추가로 제안된다. 실제로, 전자파들은 하나의 시간적 사례에서 외측으로 향하고, 다른 시간적 사례에서 내측으로 향하는 진동하는 전계들을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 방향으로(예를 들어, 북측으로) 정렬되는 전계들을 갖는 비기본파 모드들의 경우에, 이러한 파형들은 다른 시간적 사례에서, 반대 방향으로(예를 들어, 남측으로) 향하는 전계들을 가질 수 있다. 마찬가지로, 방사상인 전계들을 갖는 기본파 모드들은 하나의 사례에서, 케이블(1862)로부터 멀리 방사상으로 향하고 다른 시간적 사례에서, 케이블(1862) 쪽으로 방사상으로 향하는 전계들을 가질 수 있다. 도 18u 내지 도 18w의 실시예들이 하나 이상의 비기본파 모드들을 갖는 전자파들, 하나 이상의 기본파 모드들(예를 들어, TM00 및 HE11 모드들)을 갖는 전자파들, 또는 이들의 임의의 조합들을 생성하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 이러한 응용들이 본 논제 발명에 설명하는 임의의 실시예들과의 조합으로 사용될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 도 18u 내지 도 18w의 실시예들이 결합될 수 있다는(예를 들어, 슬롯들이 MMIC들과의 조합으로 사용됨) 점이 또한 주목된다.
일부 실시예들에서, 도 18n 내지 도 18w의 도파관 시스템들(1865 및 1865’)이 하나의 파형 모드가 다른 파형 모드보다 우세한 기본 및 비기본파 모드들의 조합들을 생성할 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어 일 실시예에서, 도 18n 내지 도 18w의 도파관 시스템들(1865 및 1865’)에 의해 생성되는 전자파들은 비기본파 모드를 갖는 약한 신호 성분, 그리고 기본파 모드를 갖는 실질적으로 강한 신호 성분을 가질 수 있다. 따라서 이러한 실시예에서, 전자파들은 실질적으로 기본파 모드를 갖는다. 다른 실시예에서, 도 18n 내지 도 18w의 도파관 시스템들(1865 및 1865’)에 의해 생성되는 전자파들은 기본파 모드를 갖는 약한 신호 성분, 그리고 비기본파 모드를 갖는 실질적으로 강한 신호 성분을 가질 수 있다. 따라서 이러한 실시예에서, 전자파들은 실질적으로 비기본파 모드를 갖는다. 게다가, 전송 매체의 길이를 따라 사소한 거리들만을 전파하는 비우세파 모드가 생성될 수 있다.
도 18n 내지 도 18w의 도파관 시스템들(1865 및 1865’)이 결합된 전자파의 결과로서 생기는 파형 모드 또는 모드들과 상이할 수 있는 파형 모드들을 갖는 전자파들의 사례들을 생성하도록 구성될 수 있다는 점이 또한 주목된다. 도 18w의 도파관 시스템(1865’)의 각각의 MMIC(1870)가 다른 MMIC(1870)에 의해 생성되는 전자파들의 다른 사례의 파형 특성들과 상이한 파형 특성들을 갖는 전자파들의 사례를 생성하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 하나의 MMIC(1870)는 예를 들어, 다른 MMIC(1870)에 의해 생성되는 다른 전자파의 상이한 사례의 공간적 배향 및 위상, 주파수, 규모, 전계 배향, 및/또는 자계 배향과 상이한 공간적 배향 및 위상, 주파수, 규모, 전계 배향, 및/또는 자계 배향을 갖는 전자파의 사례를 생성할 수 있다. 따라서, 도파관 시스템(1865’)은 결합될 때, 하나 이상의 바람직한 파형 모드들을 갖는 결과로서 생기는 전자파들을 달성하는 상이한 파형 및 공간적 특성들을 갖는 전자파들의 사례들을 생성하도록 구성될 수 있다.
이러한 예시들로부터, 도 18n 내지 도 18w의 도파관 시스템들(1865 및 1865’)이 하나 이상의 선택 가능한 파형 모드들을 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다는 점이 제안된다. 일 실시예에서 예를 들어, 도파관 시스템들(1865 및 1865’)은 하나 이상의 구성 가능한 파형 및 공간적 특성들을 갖는 전자파들의 사례들을 결합하는 프로세스로부터 선택되고 생성되는 하나 이상의 파형 모드들을 선택하고 단일파 모드 또는 중복파 모드들을 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서 예를 들어, 파라미터 정보는 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 룩업 테이블에서의 각각의 항목은 선택 가능한 파형 모드를 나타낼 수 있다. 선택 가능한 파형 모드는 단일파 모드, 또는 파형 모드들의 조합을 나타낼 수 있다. 파형 모드들의 조합은 하나의 또는 우세한 파형 모드들을 가질 수 있다. 파라미터 정보는 원하는 파형 모드를 갖는 결과로서 생기는 전자파들을 생성하는 전자파들의 사례들을 생성하는 구성 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 파형 모드 또는 모드들이 선택되면, 선택된 파형 모드(들)와 연관된 항목에서의 룩업 테이블로부터 얻어지는 파라미터 정보는 원하는 파형 모드(들)를 갖는 전자파들 달성하기 위해 하나 이상의 MMIC들(1870) 중 어느 것을 활용할지, 그리고/또는 하나 이상의 MMIC들(1870)의 대응하는 구성들을 식별하는데 사용될 수 있다. 파라미터 정보는 MMIC들(1870)의 공간적 배향들에 기초한 하나 이상의 MMIC들(1870)의 선택을 식별할 수 있으며, 이는 원하는 파형 모드를 갖는 전자파들을 생성하는데 필요할 수 있다. 파라미터 정보는 선택된 MMIC들(1870) 각각에 대해 동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있는 특정 위상, 주파수, 규모, 전계 배향 및/또는 자계 배향을 갖는 하나 이상의 MMIC들(1870) 각각을 구성하는 정보를 제공할 수도 있다. 선택 가능한 파형 모드들 및 대응하는 파라미터 정보를 갖는 룩업 테이블은 슬롯이 있는 도파관 시스템(1865)을 구성하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 유도 전자파는 대응하는 파형 모드가 전송 매체 상에서 사소하지 않은 거리들을 전파하고 바람직할 수 있거나 바람직하지 않을 수 있는 다른 파형 모드들보다 규모가 실질적으로 더 큰(예를 들어, 규모가 20 ㏈ 더 큰) 필드 강도를 가지면, 원하는 파형 모드를 갖는 것으로 고려될 수 있다. 이러한 원하는 파형 모드 또는 모드들은 비우세파 모드들로 지칭되는 다른 파형 모드들을 갖는 우세파 모드(들)로 지칭될 수 있다. 유사한 방식으로, 실질적으로 기본파 모드 없는 것으로 일컬어지는 유도 전자파는 어떤 기본파 모드도 갖지 않거나 또는 비우세 기본파 모드를 갖는다. 실질적으로 비기본파 모드 없는 것으로 일컬어지는 유도 전자파는 어떤 비기본파 모드(들)도 갖지 않거나 비우세 비기본파 모드(들)만을 갖는다. 일부 실시예들에서, 단일파 모드 또는 선택된 파형 모드만을 갖는 것으로 일컬어지는 유도 전자파는 하나의 대응하는 우세파 모드만을 가질 수 있다.
도 18u 내지 도 18w의 실시예들이 본 논제 발명의 다른 실시예들에 적용될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어, 도 18u 내지 도 18w의 실시예들은 도 18n 내지 도 18t에 도시된 실시예들에 대한 대안적 실시예들로서 사용될 수 있거나 도 18n 내지 도 18t에 도시된 실시예들과 결합될 수 있다.
이제 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나 그리고 대응하는 이득 및 필드 강도 도표들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 도 19a는 원뿔형 구조를 갖는 유전체 혼 안테나(1901)를 도시한다. 유전체 혼 안테나(1901)는 급전선(1902)의 대향 단부에서 급전점(1902”)을 갖는 급전선(1902)의 하나의 단부(1902’)에 결합된다. 유전체 혼 안테나(1901) 및 급전선(1902) (뿐만 아니라 본 논제 발명에서 후술하는 유전체 안테나의 다른 실시예들)은 폴리에틸렌 재료, 폴리우레탄 재료 또는 다른 적절한 유전체 재료(예를 들어, 합성 수지, 다른 플라스틱들 등)와 같은 유전체 재료들로 구성될 수 있다. 유전체 혼 안테나(1901) 및 급전선(1902) (뿐만 아니라 본 논제 발명에서 후술하는 유전체 안테나의 다른 실시예들)은 실질적으로 또는 전체적으로 임의의 전도성 재료들이 없도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 유전체 혼 안테나(1901) 및 급전선(1902)의 외부면들(1907)은 적어도 95%의 비전도성인 외부면 면적으로 비전도성이거나 실질적으로 비전도성일 수 있고 유전체 혼 안테나(1901) 및 급전선(1902)을 구성하는데 사용되는 유전체 재료들은 실질적으로 (1 천분율 미만과 같이) 전도성이거나 전도성 특성들을 부여하는 것을 야기할 수 있는 불순물들을 포함하지 않는 정도일 수 있다. 그러나 다른 실시예들에서, 하나 이상의 나사들, 리벳들 또는 구성요소들을 서로에 결속하는데 사용되는 다른 결합 요소들로 급전선(1902)의 급전점(1902”)에의 결합에 사용되는 금속 접속기 구성요소, 및/또는 유전체 안테나의 방사 패턴을 상당히 바꾸지 않는 하나 이상의 구조적 요소들과 같은 제한된 수의 전도성 구성요소들이 사용될 수 있다.
급전점(1902”)은 도 18i 및 도 18j의 예시를 통하여 상술한 것과 같이 코어(1852)에 결합되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 급전점(1902”)은 도 18j의 접합 디바이스(1860)와 같은 (도 19a에 도시되지 않은) 조인트를 활용하여 코어(1852)에 결합될 수 있다. 급전점(1902”)을 코어(1852)에 결합시키는 다른 실시예들이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 조인트는 코어(1852)의 말단을 급전점(1902”)이 접촉하게 하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 조인트는 급전점(1902”)과 코어(1852)의 단부 사이에 갭을 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 조인트는 급전점(1902”) 및 코어(1852)가 동축으로 정렬되거나 부분적으로 오정렬되게 할 수 있다. 전술한 실시예들의 임의의 조합에도 불구하고, 전자파들은 급전점(1902”)의 접합점과 코어(1852) 사이에서 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 전파할 수 있다.
케이블(1850)은 도 18s에 도시된 도파관 시스템(1865) 또는 도 18t에 도시된 도파관 시스템(1865’)에 결합될 수 있다. 예시만의 목적으로, 도 18t의 도파관 시스템(1865’)에 참조가 행해질 것이다. 그러나, 도 18s의 도파관 시스템(1865) 또는 다른 도파관 시스템들이 뒤따르는 논의들에 따라 활용될 수도 있다는 점이 이해된다. 도파관 시스템(1865’)은 파형 모드(예를 들어, 상술한 바와 같이 비기본파 모드, 기본파 모드, 혼성파 모드 또는 이들의 조합들)를 선택하고 비광학 동작 주파수(예를 들어, 60 ㎓)를 갖는 전자파들의 사례들을 전송하도록 구성될 수 있다. 전자파들은 도 18t에 도시된 바와 같이 케이블(1850)의 경계면으로 지향될 수 있다.
도파관 시스템(1865’)에 의해 생성되는 전자파들의 사례들은 코어(1852)로부터 급전점(1902”)으로 전파하는 선택된 파형 모드를 갖는 결합된 전자파를 유도할 수 있다. 결합된 전자파는 코어(1852) 내부에서 부분적으로 그리고 코어(1852)의 외부면 상에서 부분적으로 전파할 수 있다. 결합된 전자파가 코어(1852)와 급전점(1902”) 사이의 접합점을 통해 전파했으면, 결합된 전자파는 급전선(1902) 내부에서 부분적으로 그리고 급전선(1902)의 외부면 상에서 부분적으로 계속해서 전파할 수 있다. 일부 실시예들에서, 코어(1852) 및 급전선(1902)의 외부면 상에서 전파하는 결합된 전자파의 부분은 작다. 이러한 실시예들에서, 결합된 전자파는 유전체 안테나(1901) 쪽으로 종으로 전파하는 동안, 코어(1852) 및 급전선(1902)에 의해 유도되거나 이것들에 빽빽히 결합되는 것이라고 할 수 있다.
결합된 전자파가 (급전선(1902)과 유전체 안테나(1901) 사이의 접합점(1902’)에서의) 유전체 안테나(1901)의 근위 부분에 도달할 때, 결합된 전자파는 유전체 안테나(1901)의 근위 부분에 진입하고 (점선으로 나타내어지는) 유전체 안테나(1901)의 축을 따라 종으로 전파한다. 결합된 전자파가 간극(1903)에 도달할 때까지, 결합된 전자파는 도 19b에 도시된 측면도 및 정면도로 나타내어지는 강도 패턴과 유사한 강도 패턴을 갖는다. 도 19b의 전계 강도 패턴은 결합된 전자파들의 전계들이 간극(1903)의 중심 영역에서 가장 강하고 외부 영역들에서 더 약한 것을 나타낸다. 일 실시예에서, 유전체 안테나(1901)에서 전파하는 전자파들의 파형 모드가 혼성파 모드(예를 들어, HE11)인 경우, 외부면들(1907)에서의 전자파들의 누설은 감소되거나 일부 경우에 제거된다. 유전체 안테나(1901)가 물리적 개구부를 갖지 않는 고체 유전체 재료로 구성되지만, 일부 종래 기술 시스템들에서, 간극이란 용어가 자유 공간 무선 신호들을 방사하거나 수신하는 안테나의 개구부를 설명하는데 사용될 수 있더라도, 자유 공간 무선 신호들이 방사되거나 수신되는 유전체 안테나(1901)의 전방면 또는 동작면은 유전체 안테나(1901)의 간극(1903)으로 지칭될 것이라는 점이 추가로 주목된다. 케이블(1850) 상에서 혼성파 모드를 런칭하는 방법들이 이하에 논의된다.
일 실시예에서, 도 19b에 도시된 원거리장 안테나 이득 패턴은 공칭 주파수로부터 결합된 전자파의 동작 주파수를 감소시킴으로써 넓혀질 수 있다. 마찬가지로, 이득 패턴은 공칭 주파수로부터 결합된 전자파의 동작 주파수를 증가시킴으로써 좁혀질 수 있다. 따라서, 간극(1903)에 의해 방사되는 무선 신호들의 빔의 폭은 결합된 전자파의 동작 주파수를 증가시키거나 감소시키도록 도파관 시스템(1865’)을 구성함으로써 제어될 수 있다.
도 19a의 유전체 안테나(1901)는 유사한 안테나 또는 통상적 안테나 설계에 의해 전송되는 자유 공간 무선 신호들과 같은 무선 신호들을 수신하는데 사용될 수도 있다. 간극(1903)에서 유전체 안테나(1901)에 의해 수신되는 무선 신호들은 급전선(1902) 쪽으로 전파하는 유전체 안테나(1901)에서의 전자파들을 유도한다. 전자파들은 급전선(1902)으로부터 급전점(1902”)과 코어(1852)의 말단 사이의 접합점으로 계속해서 전파하고, 그것에 의해 도 18t에 도시된 바와 같이 케이블(1850)에 결합되는 도파관 시스템(1865’)으로 전달된다. 이러한 구성에서, 도파관 시스템(1865’)은 유전체 안테나(1901)를 활용하여 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, (파선들로 나타내어지는) 케이블(1850)의 코어(1852)가 도 19a에 도시된 굴곡을 피하기 위해 급전점(1902”)과 동일 선상이도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 일부 실시예들에서, 동일 선상의 구성은 케이블(1850)에서의 굴곡으로 인한 전자기의 전파의 변화를 감소시킬 수 있다.
이제 도 19c 및 도 19d를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 렌즈(1912)에 결합되거나 이것과 일체로 구성되는 유전체 안테나(1901) 및 대응하는 이득 및 필드 강도 도표들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 일 실시예에서, 렌즈(1912)는 유전체 안테나(1901)의 제2 유전율과 실질적으로 유사하거나 동등한 제1 유전율을 갖는 유전체 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 렌즈(1912)는 유전체 안테나(1901)의 제2 유전율과 상이한 제1 유전율을 갖는 유전체 재료를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들 중 어느 하나에서, 렌즈(1912)의 형상은 유전체 안테나(1901)에서의 상이한 지점들에서 전파하는 다양한 전자파들의 지연들을 등화시키도록 선택되거나 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈(1912)는 도 19c의 상단 도면에 도시된 바와 같은 유전체 안테나(1901)의 일체화된 부분일 수 있고 특히, 렌즈 및 유전체 안테나(1901)는 몰딩되거나, 기계 가공되거나, 단일 부품의 유전체 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 렌즈(1912)는 접착제 재료, 외부 에지들 상의 브래킷들 또는 다른 적절한 부착 기법들을 통하여 부착될 수 있는 도 19c의 하단 도면에 도시된 바와 같은 유전체 안테나(1901)의 어셈블리 구성요소일 수 있다. 렌즈(1912)는 유전체 안테나(1901)에서의 전자파들의 전파를 조정하도록 구성되는 도 19c에 도시된 바와 같은 볼록한 구조를 가질 수 있다. 둥근 렌즈 및 원뿔형 유전체 안테나 구성이 도시되지만, 피라미드 형상들, 타원형 형상들 및 다른 기하학적 형상들을 포함하는 다른 형상들이 마찬가지로 구현될 수 있다.
특히, 렌즈(1912)의 곡률은 유전체 안테나(1901)의 간극(1903)에 의해 생성되는 근거리장 무선 신호들 사이의 위상차들을 감소시키는 방식으로 선택될 수 있다. 렌즈(1912)는 전파하는 전자파들에 위치 의존성 지연들을 적용시킴으로써 이를 달성한다. 렌즈(1912)의 곡률 때문에, 지연들은 간극(1903)에서 전자파들이 나오는 곳에 따라 다르다. 예를 들어, 유전체 안테나(1901)의 중심축(1905)을 통하여 전파하는 전자파들은 중심축(1905)으로부터 떨어져 방사상으로 전파하는 전자파들보다 렌즈(1901)를 통해 더 많은 지연을 겪을 것이다. 예를 들어, 간극(1903)의 외부 에지들 쪽으로 전파하는 전자파들은 렌즈를 통해 최소의 지연을 겪거나 어떤 지연도 겪지 않을 것이다. 전파 지연은 전자파들이 중심축(1905)에 가까워짐에 따라, 증가한다. 따라서, 렌즈(1912)의 곡률은 근거리장 무선 신호들이 실질적으로 유사한 위상들을 갖도록 구성될 수 있다. 근거리장 무선 신호들의 위상들 사이의 차이들을 감소시킴으로써, 유전체 안테나(1901)에 의해 생성되는 원거리장 신호들의 폭은 감소될 수 있으며, 이는 결국 높은 이득을 갖는 비교적 좁은 빔 패턴을 생성하는 도 19d에 도시된 원거리장 강도 도표로 도시된 바와 같은 주로브의 폭 내의 원거리장 무선 신호들의 강도를 증가시킨다.
이제 도 19e 및 도 19f를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 리지들 (또는 스텝들)(1914)을 갖는 렌즈(1912)에 결합되는 유전체 안테나(1901) 및 대응하는 이득 및 필드 강도 도표들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 이러한 예시들에서, 렌즈(1912)는 도 19e의 측면도 및 사시도에 도시된 동심원 리지들(1914)을 포함할 수 있다. 각각의 리지(1914)는 수직판(1916) 및 디딤판(1918)을 포함할 수 있다. 디딤판(1918)의 크기는 간극(1903)의 곡률에 따라 변화된다. 예를 들어, 간극(1903)의 중심에서의 디딤판(1918)은 간극(1903)의 외부 에지들에서의 디딤판보다 더 클 수 있다. 간극(1903)에 도달하는 전자파들의 반사들을 감소시키기 위해, 각각의 수직판(1916)은 선택된 파장 인자를 나타내는 깊이를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수직판(1916)은 유전체 안테나(1901)에서 전파하는 전자파들의 파장의 4분의 1의 깊이를 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 하나의 수직판(1916)으로부터 반사되는 전자파가 인접한 수직판(1916)으로부터 반사되는 전자파에 대하여 180 도의 위상차를 갖게 한다. 따라서, 인접한 수직판들(1916)로부터 반사되는 위상이 다른 전자파들은 실질적으로 소거되어, 그것에 의해 야기되는 반사 및 왜곡을 감소시킨다. 특정 수직판/디딤판 구성이 나타내어지지만, 상이한 수의 수직판들, 상이한 수직판 형상들 등을 갖는 다른 구성들이 마찬가지로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 19e에 도시된 동심원 리지들을 갖는 렌즈(1912)는 도 19c에 도시된 매끄러운 볼록한 표면을 갖는 렌즈(1912)보다 더 적은 전자파 반사들을 겪을 수 있다. 도 19f는 도 19e의 유전체 안테나(1901)의 결과로서 생기는 원거리장 이득 도표를 도시한다.
이제 도 19g를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 타원형 구조를 갖는 유전체 안테나(1901)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 도 19g는 유전체 안테나(1901)의 측면도, 평면도 및 정면도를 도시한다. 타원형 형상은 참조 번호 1922로 도시된 바와 같이 유전체 안테나(1901)의 높이를 감소시키고 참조 번호 1924로 도시된 바와 같이 유전체 안테나(1901)를 신장시킴으로써 달성된다. 결과로서 생기는 타원형 형상(1926)이 도 19g로 도시된 정면도에 도시된다. 타원형 형상은 금형 도구 또는 다른 적절한 구성 기법으로 기계 가공을 통하여 형성될 수 있다.
이제 도 19h를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 19g의 유전체 안테나(1901)에 의해 방사되는 근거리장 신호들(1928) 및 원거리장 신호들(1930)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 근거리장 빔 패턴(1928)의 단면은 유전체 안테나(1901)의 간극(1903)의 타원형 형상을 모사한다. 원거리장 빔 패턴(1930)의 단면은 근거리장 신호들(1928)의 타원형 형상에 기인하는 회전 오프셋(대략 90 도)을 갖는다. 오프셋은 근거리장 신호들(1928)에 푸리에 변환을 적용함으로써 결정될 수 있다. 근거리장 빔 패턴(1928)의 단면 및 원거리장 빔 패턴(1930)의 단면이 회전 효과를 입증하기 위해 거의 동일한 크기로서 도시되지만, 원거리장 빔 패턴(1930)의 실제 크기는 유전체 안테나(1901)로부터의 거리와 함께 증가할 수 있다.
원거리장 신호들(1930)의 신장된 형상 및 원거리장 신호들(1930)의 신장된 형상의 배향은 원거리장 신호들(1930)을 수신하도록 구성되는 원거리에 위치된 수신기에 관하여 유전체 안테나(1901)를 정렬할 때, 유용한 것으로 판명될 수 있다. 수신기는 본 논제 발명에 의해 설명하는 것과 같은 도파관 시스템에 결합되는 하나 이상의 유전체 안테나들을 포함할 수 있다. 신장된 원거리장 신호들(1930)은 원거리에 위치된 수신기가 원거리장 신호들(1930)을 검출할 가능성을 증가시킬 수 있다. 게다가, 신장된 원거리장 신호들(1930)은 도 19m에 도시된 것과 같은 짐벌 어셈블리에 결합되는 유전체 안테나(1901), 또는 변호사 문서 제 2015-0603_7785-1210호를 갖는 통신 디바이스 및 작동 짐벌 마운트를 갖는 안테나 어셈블리(COMMUNICATION DEVICE AND ANTENNA ASSEMBLY WITH ACTUATED GIMBAL MOUNT)라는 명칭의 동시 계류 중인 출원, 및 2015년 10월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제 14/873,241호(그 내용들이 임의의 그리고 모든 목적으로 참조로 본원에 포함됨)에 설명하는 작동 짐벌 마운트를 포함하지만 이제 제한되지 않는 다른 작동 안테나 마운트가 있는 상황들에서 유용할 수 있다. 특히, 신장된 원거리장 신호들(1930)은 예를 들어, 짐벌 마운트가 (예를 들어, 요 및 피치가 조정 가능하지만 롤이 고정되는) 수신기의 방향으로 유전체 안테나(1901)를 정렬하는 2개의 자유도만을 갖는 상황들에서 유용할 수 있다.
도시되지 않았지만, 도 19g 및 도 19h의 유전체 안테나(1901)가 근거리장 신호들에서의 위상차들을 감소시킴으로써 원거리장 신호들(1930)의 강도를 증가시키기 위해 도 19c 및 도 19e에 도시된 것과 같은 통합되거나 부착 가능한 렌즈(1912)를 가질 수 있다는 점이 이해될 것이다.
이제 도 19i를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 원거리장 무선 신호들을 조정하는 유전체 안테나(1901)의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도들이 도시된다. 일부 실시예들에서, 유전체 안테나(1901)에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들의 폭은 유전체 안테나(1901)의 간극(1903)의 표면 영역에 맞추어질 수 있는 유전체 안테나(1901)에서 전파하는 전자파들의 파장들의 수에 반대로 비례하는 것이라고 할 수 있다. 따라서, 전자파들의 파장들이 증가함에 따라, 비례하여 원거리장 무선 신호들의 폭은 증가한다 (그리고 원거리장 무선 신호들의 강도는 감소한다). 환원하면, 전자파들의 주파수가 감소할 때, 원거리장 무선 신호들의 폭은 비례하여 증가한다. 따라서, 수신기의 방향으로 예를 들어, 도 19m에 도시된 짐벌 어셈블리 또는 다른 작동 안테나 마운트를 사용하여 유전체 안테나(1901)를 정렬하는 프로세스를 향상시키기 위해, 급전선(1902)을 통하여 유전체 안테나(1901)에 공급되는 전자파들의 주파수는 수신기가 원거리장 무선 신호들의 일부를 검출할 가능성을 증가시키기에 원거리장 무선 신호들이 충분히 넓도록 감소될 수 있다.
일부 실시예들에서, 수신기는 원거리장 무선 신호들 상의 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 측정으로부터, 수신기는 원거리장 무선 신호들을 생성하는 유전체 안테나(1901)에 결합되는 도파관 시스템에 지시할 수 있다. 수신기는 전방향 무선 신호를 통하여 도파관 시스템 또는 도파관 시스템 사이의 테더링된 인터페이스에 명령들을 제공할 수 있다. 수신기에 의해 제공되는 명령들은 수신기에 대한 유전체 안테나(1901)의 정렬을 개선하기 위해 유전체 안테나(1901)의 방향을 조정하도록 유전체 안테나(1901)에 결합되는 짐벌 어셈블리에서의 작동기들을 도파관 시스템이 제어하는 것을 야기할 수 있다. 원거리장 무선 신호들의 품질이 개선됨에 따라, 수신기는 전자파들의 주파수를 증가시킬 것을 도파관 시스템에 지시할 수도 있으며, 이는 결국 원거리장 무선 신호들의 폭을 감소시키고 대응하여 원거리장 무선 신호들의 강도를 증가시킨다.
대안적인 실시예에서, 탄소 또는 전도성 재료들로 구성된 흡수 시트들(1932) 및/또는 다른 흡수기들이 도 19i에 도시된 사시도 및 정면도로 도시된 바와 같이 유전체 안테나(1901)에 내장될 수 있다. 전자파들의 전계들이 흡수 시트들(1932)과 평행할 때, 전자파들은 흡수된다. 그러나, 흡수 시트들(1932)이 존재하지 않는 여유 영역(1934)은 전자파들이 간극(1903)으로 전파하는 것을 가능하게 하고 그것에 의해 대략 여유 영역(1934)의 폭을 갖는 근거리장 무선 신호들을 방사할 것이다. 여유 영역(1932)의 표면 영역에 대한 파장들의 수를 감소시킴으로써, 근거리장 무선 신호들의 폭은 감소하는 반면에, 원거리장 무선 신호들의 폭은 증가된다. 이러한 특성은 상술한 정렬 프로세스 동안 유용할 수 있다.
예를 들어 정렬 프로세스의 시작에서, 전자파들에 의해 방사되는 전계들의 극성은 흡수 시트들(1932)과 평행하도록 구성될 수 있다. 원거리에 위치된 수신기가 짐벌 어셈블리의 작동기들 또는 다른 작동 마운트를 사용하여 유전체 안테나(1901)를 지향시킬 것을 유전체 안테나(1901)에 결합되는 도파관 시스템에 지시함에 따라, 원거리에 위치된 수신기는 수신기에 의해 수행되는 신호 측정들이 개선됨에 따라, 흡수 시트들(1932)에 대한 전자파들의 전계들의 정렬을 증분적으로 조정할 것을 도파관 시스템에 지시할 수도 있다. 정렬이 개선됨에 따라, 궁극적으로 도파관 시스템은 전계들이 흡수 시트들(1932)에 직교하도록 전계들을 조정한다. 이러한 점에서, 흡수 시트들(1932) 근처의 전자파들은 더 이상 흡수되지 않을 것이고, 모든 또는 실질적으로 모든 전자파들이 간극(1903)으로 전파할 것이다. 근거리장 무선 신호들이 이제 간극(1903) 모두 또는 실질적으로 모두를 커버하므로, 원거리장 신호들이 수신기로 지향됨에 따라, 원거리장 신호들은 더 좁은 폭 및 더 높은 강도를 가질 것이다.
(상술한 바와 같이) 원거리장 무선 신호들을 수신하도록 구성되는 수신기가 도파관 시스템에 의해 활용되는 유전체 안테나(1901)로 지향되는 무선 신호들을 전송할 수 있는 전송기를 활용하도록 구성될 수도 있다는 점이 이해될 것이다. 예시를 위해, 이러한 수신기는 원거리장 무선 신호들을 수신하고 도파관 시스템으로 지향되는 무선 신호들을 전송할 수 있는 원격 시스템으로 지칭될 것이다. 이러한 실시예에서, 도파관 시스템은 도파관 시스템이 유전체 안테나(1901)를 통하여 수신하는 무선 신호들을 분석하고 원격 시스템에 의해 생성되는 무선 신호들의 품질이 원격 시스템에 의한 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하는 원거리장 신호 패턴에 대한 추가 조정들을 정당화하는지 여부, 그리고/또는 짐벌(도 19m 참조) 또는 다른 작동 마운트를 통한 유전체 안테나의 추가 배향 정렬이 필요한지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 도파관 시스템에 의한 무선 신호들의 수신의 품질이 개선됨에 따라, 도파관 시스템은 전자파들의 동작 주파수를 증가시킬 수 있으며, 이는 결국 원거리장 무선 신호들의 폭을 감소시키고 대응하여 원거리장 무선 신호들의 강도를 증가시킨다. 다른 동작 모드들에서, 짐벌 또는 다른 작동 마운트는 최적의 정렬을 유지하도록 주기적으로 조정될 수 있다.
도 19i의 전술한 실시예들이 결합될 수도 있다. 예를 들어, 도파관 시스템은 원격 시스템에 의해 생성되는 무선 신호들 그리고 원격 시스템에 의해 수신되는 원거리장 신호들의 품질을 나타내는 원격 시스템에 의해 제공되는 메시지들 또는 명령들의 분석의 조합에 기초하여 원거리장 신호 패턴에 대한 조정들 및/또는 안테나 배향 조정들을 수행할 수 있다.
이제 도 19j를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나(1901)에 결합될 수 있는 플랜지(1942)와 같은 고리관의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도들이 도시된다. 플랜지는 금속(예를 들어, 알루미늄), 유전체 재료(예를 들어, 폴리에틸렌 및/또는 발포체), 또는 다른 적절한 재료들로 구성될 수 있다. 플랜지(1942)는 도 19k에 도시된 바와 같이 급전점(1902”) (그리고 일부 실시예들에서, 또한 급전선(1902))을 도파관 시스템(1948)(예를 들어, 원형 도파관)과 정렬하는데 활용될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 플랜지(1942)는 급전점(1902”)과 계합하는 중심 홀(1946)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 홀(1946)은 나사산이 내어질 수 있고 급전선(1902)은 매끄러운 표면을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 플랜지(1946)는 급전선(1902)의 연성의 외부면 상에 보완적 나사산들을 형성하도록 급전점(1902”)의 일부를 홀(1946)로 삽입하고 다이로서의 역할을 하는 플랜지(1946)를 회전시킴으로써 (폴리에틸렌과 같은 유전체 재료로 구성되는) 급전점(1902”)과 계합할 수 있다.
급전선(1902)이 플랜지(1946)에 의해 또는 이것으로 나사산이 내어졌으면, 급전점(1902”) 및 플랜지(1946)로부터 연장되는 급전선(1902)의 부분은 플랜지(1942)를 회전시킴으로써 부응해서 짧아지거나 길어질 수 있다. 다른 실시예들에서, 급전선(1902)은 급전선(1902)을 플랜지(1946)와 계합시키는 것의 용이함을 개선하기 위해 플랜지(1946)와의 계합을 위해 정합하는 나사산들로 미리 나사산이 내어질 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 급전선(1902)은 매끄러운 표면을 가질 수 있고 플랜지(1942)의 홀(1946)은 나사산이 내어지지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서, 홀(1946)은 예를 들어, 급전선(1902)의 계합이 마찰 힘들에 의해 제 위치에 유지되게 하도록 급전선(1902)의 직경과 유사한 직경을 가질 수 있다.
정렬을 위해, 플랜지(1942)는 도파관 시스템(1948)의 보완적 정렬 핀들(1949)에 정렬하는데 사용될 수 있는 2개 이상의 정렬 홀들(1947)을 동반하는 나사산이 내어진 홀들(1944)을 더 포함할 수 있으며, 이는 결국 플랜지(1942)의 나사산이 내어진 홀들(1944)에 도파관 시스템(1948)의 홀들(1944’)을 정렬하는 것을 돕는다(도 19k 및 도 19l 참조). 플랜지(1942)가 도파관 시스템(1948)에 정렬되었으면, 플랜지(1942) 및 도파관 시스템(1948)은 나사산이 내어진 스크류(1950)로 서로에 고정될 수 있어, 도 19l에 도시된 완성된 어셈블리를 야기한다. 나사산이 내어진 설계에서, 급전선(1902)의 급전점(1902”)은 전자파들이 교환되는 도파관 시스템(1948)의 포트(1945)에 관하여 내측으로 또는 외측으로 조정될 수 있다. 상기 조정은 급전점(1902”)과 포트(1945) 사이의 갭(1943)이 증가되거나 감소되는 것을 가능하게 한다. 상기 조정은 도파관 시스템(1948)과 급전선(1902)의 급전점(1902”) 사이의 결합 인터페이스를 조절하는데 사용될 수 있다. 도 19l은 또한 플랜지(1942)가 관형 외부 재킷(1952)에 의해 수용되는 동축으로 정렬된 유전체 발포체 구획들(1951)과 급전선(1902)을 정렬하는데 사용될 수 있는 방법을 나타낸다. 도 19l의 예시는 도 18k에 도시된 전송 매체(1800’)와 유사하다. 어셈블리 프로세스를 완료하기 위해, 플랜지(1942)는 도 19l에 도시된 바와 같이 도파관 시스템(1948)에 결합될 수 있다.
이제 도 19n을 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유전체 안테나(1901’)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 도 19n은 대응하는 간극(1903’)을 각각 갖는 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이를 도시한다. 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이의 각각의 안테나는 복수의 케이블들(1850)의 각각의 대응하는 코어(1852)에 결합되는 대응하는 급전점(1902”)을 갖는 급전선(1902)을 가질 수 있다. 각각의 케이블(1850)은 도 18t에 도시된 것과 같은 상이한 (또는 동일한) 도파관 시스템(1865’)에 결합될 수 있다. 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이는 복수의 공간적 배향들을 갖는 무선 신호들을 전송하는데 사용될 수 있다. 360 도를 커버하는 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이는 다른 통신 디바이스들과의 전방향 통신을 수행하는 안테나들 또는 유사한 타입의 안테나들에 하나 이상의 도파관 시스템들(1865’)이 결합되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 19a의 유전체 안테나(1901)에 대해 상술한 전자파들의 양방향 전파 특성들은 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 간극(1903’)으로 급전선(1902)에 의해 유도되는 코어(1852)로부터 급전점(1902”)으로, 그리고 역 방향으로 전파하는 전자파들에 대해 또한 적용 가능하다. 마찬가지로, 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이는 앞서 논의된 바와 같이 실질적으로 또는 전체적으로 전도성 외부면들 및 내부 전도성 재료들이 없을 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이 및 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 대응하는 급전점들(1902’)은 폴리에틸렌 또는 폴리우레탄 재료들과 같은 유전체만의 재료들 또는 안테나의 방사 패턴을 상당히 바꾸지 않는 단지 사소한 양들의 전도성 재료로 구성될 수 있다.
피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이의 각각의 안테나가 도 19b에서의 유전체 안테나(1901)에 대해 도시된 것과 유사한 이득 및 전계 강도 맵들을 가질 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나들(1901’)의 어레이의 각각의 안테나는 도 19a의 유전체 안테나(1901)에 대해 상술한 바와 같이 무선 신호들을 수신하는데 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 피라미드 형상의 유전체 혼 안테나의 단일 사례가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 도 19a의 유전체 안테나(1901)의 다수의 사례들이 도 19n에 도시된 어레이 구성과 유사한 어레이 구성으로 사용될 수 있다.
이제 도 19o를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 무선 신호들을 조향하도록 구성 가능한 유전체 안테나들(1901)의 어레이(1976)의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도들이 도시된다. 유전체 안테나들(1901)의 어레이(1976)는 원뿔형 형상의 안테나들(1901) 또는 피라미드 형상의 유전체 안테나들(1901’)일 수 있다. 빔 조향을 수행하기 위해, 유전체 안테나들(1901)의 어레이(1976)에 결합되는 도파관 시스템은 각각의 쌍이 어레이(1976)에서의 유전체 안테나들(1901) 중 하나에 결합되는 증폭기들(1973) 및 위상 편이기들(1974)을 포함하는 회로(1972)를 활용하도록 구성될 수 있다. 도파관 시스템은 유전체 안테나들(1901)에 공급되는 신호들의 위상 지연을 증분적으로 증가시킴으로써 원거리장 무선 신호들을 좌측에서 우측으로(서측에서 동측으로) 조향할 수 있다.
예를 들어, 도파관 시스템은 어떤 위상 지연도 갖지 않는 열(1)의 유전체 안테나들(“C1”)에 제1 신호를 제공할 수 있다. 도파관 시스템은 열(2)(“C2”)에 제2 신호를 추가로 제공할 수 있으며, 제2 신호는 제1 위상 지연을 갖는 제1 신호를 포함한다. 도파관 시스템은 열(3)의 유전체 안테나들(“C3”)에 제3 신호를 추가로 제공할 수 있으며, 제3 신호는 제2 위상 지연을 갖는 제2 신호를 포함한다. 마지막으로, 도파관 시스템은 열(4)의 유전체 안테나들(“C4”)에 제4 신호를 제공할 수 있으며, 제4 신호는 제3 위상 지연을 갖는 제3 신호를 포함한다. 이러한 위상 편이 신호들은 어레이에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들이 좌측에서 우측으로 편이하게 할 것이다. 마찬가지로, 원거리장 신호들은 우측에서 좌측으로(동측에서 서측으로)(“C4”에서 C1로), 북측에서 남측으로(“R1”에서 “R4”로), 남측에서 북측으로(“R4”에서 “R1”로), 그리고 남서측에서 북동측으로(“C1-R4”에서 “C4-R1”로) 조향될 수 있다.
유사한 기법들을 활용하여, 빔 조향은 안테나들의 이하의 시퀀스: “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”에 의해 전송되는 신호들의 위상을 증분적으로 증가시키도록 도파관 시스템을 구성함으로써 남서측에서 북동측과 같은 다른 방향으로 수행될 수도 있다. 유사한 방식으로, 빔 조향은 북동측에서 남서측으로, 북서측에서 남동측으로, 남동측에서 북서측으로뿐만 아니라, 3차원 공간에서의 다른 방향으로 수행될 수 있다. 빔 조향은 무엇보다도, 유전체 안테나들(1901)의 어레이(1976)를 원격 수신기와 정렬하는데 그리고/또는 모바일 통신 디바이스들로의 신호들의 지향성을 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 안테나들(1976)의 페이즈드 어레이(1976)는 도 19m의 짐벌 어셈블리 또는 다른 작동 마운트의 사용을 피해가는데 사용될 수도 있다. 전술한 것이 위상 지연들에 의해 제어되는 빔 조향을 설명하였지만, 이득 및 위상 조정이 원하는 빔 패턴의 형성에서의 부가 제어 및 다목적성을 제공하기 위해 유사한 방식으로 페이즈드 어레이(1976)의 유전체 안테나들(1901)에 마찬가지로 적용될 수 있다.
이제 도 20a 및 도 20b를 참조하면, 전신주들에 의해 지지되는 전력선들 상에서 유도 전자파들을 유도하는데 사용되는 도 18a의 케이블(1850)의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 일 실시예에서 도 20a에 도시된 바와 같이, 케이블(1850)은 예를 들어, 도 18a 내지 도 18c에 도시된 중공의 도파관(1808)을 활용하여 케이블(1850)의 하나 이상의 내부층들 내에서 유도 전자파들을 런칭하는 마이크로파 장치에 하나의 단부에서 결합될 수 있다. 마이크로파 장치는 신호들을 전송하거나 케이블(1850)로부터 수신하는 도 10a에 도시된 것과 같은 마이크로파 송수신기를 활용할 수 있다. 케이블(1850)의 하나 이상의 내부층들에서 유도되는 유도 전자파들은 혼 안테나를 통하여 전자파들을 방사하기 위해 (도 20a에서 점선으로 나타내어지는) 혼 안테나 내부에 위치되는 케이블(1850)의 노출된 스터브로 전파할 수 있다. 혼 안테나로부터 방사된 신호들은 결국 중압(MV) 전력선과 같은 전력선 상에서 종으로 전파하는 유도 전자파들을 유도할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로파 장치는 낮은 전압(예를 들어, 220V) 전력선으로부터 AC 전력을 받을 수 있다. 대안적으로, 혼 안테나는 MV 전력선과 같은 전력선 상에서 종으로 전파하는 유도 전자파들을 유도하거나 다른 안테나 시스템(들)으로 무선 신호들을 전송하기 위해 도 20b에 도시된 바와 같이 스터브 안테나로 대체될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 도 20a에 도시된 중공의 혼 안테나는 도 19a의 유전체 안테나(1901), 또는 도 19n의 피라미드 형상의 혼 안테나(1901’)와 같은 고체 유전체 안테나로 대체될 수 있다. 이러한 실시예에서, 혼 안테나는 도 20c에 도시된 양방향 혼 안테나들(2040)과 같은 다른 혼 안테나로 지향되는 무선 신호들을 방사할 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각의 혼 안테나(2040)는 도 20c에 도시된 바와 같이, 다른 혼 안테나(2040)로 무선 신호들을 전송하거나 다른 혼 안테나(2040)로부터 무선 신호들을 수신할 수 있다. 이러한 구성은 안테나들 사이에서 양방향 무선 통신을 수행하는데 사용될 수 있다. 도시되지 않았지만, 혼 안테나들(2040)은 혼 안테나들(2040)의 방향을 조향하기 위해 전기 기계 디바이스를 갖도록 구성될 수 있다.
대안적 실시예들에서, 제1 및 제2 케이블들(1850A’ 및 1850B’)이 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이 마이크로파 장치 및 변압기(2052)에 각각 결합될 수 있다. 제1 및 제2 케이블들(1850A’ 및 1850B’)은 예를 들어, 전도성 코어를 각각 갖는 도 18b 및 도 18c의 케이블(1820) 또는 케이블(1830) 각각에 의해 나타내어질 수 있다. 제1 케이블(1850A’)의 전도성 코어의 제1 단부는 내부에 런칭되는 유도 전자파들을 전파시키는 마이크로파 장치에 결합될 수 있다. 제1 케이블(1850A’)의 전도성 코어의 제2 단부는 제1 케이블(1850A’)에서 전파하는 유도 전자파들을 수신하고 변압기(2052)의 전도성 코일의 제2 단부를 통하여 제2 케이블(1850B’)의 제1 단부로 유도 전자파들과 연관된 신호들을 공급하는 변압기(2052)의 전도성 코일의 제1 단부에 결합될 수 있다. 제2 케이블(1850B’)의 제2 단부는 MV 전력선 상에서 종으로 전파하는 유도 전자파들을 유도하기 위해 도 20a의 혼 안테나에 결합될 수 있거나 도 20b의 스터브 안테나로서 노출될 수 있다.
케이블(1850, 1850A’ 및 1850B’)이 각각 전송 매체들(1800, 1820 및/또는 1830)의 다수의 사례들을 포함하는 일 실시예에서, 도 18k에 도시된 것과 같은 안테나들(1855)의 다로드 구조가 형성될 수 있다. 각각의 안테나(1855)는 예를 들어, 다수의 무선 신호들을 방사하기 위해 도 20a에 도시된 바와 같은 혼 안테나 어셈블리 또는 파이 팬(pie-pan) 안테나 어셈블리(미도시)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 안테나들(1855)은 도 20b에서의 스터브 안테나들로서 사용될 수 있다. 도 20a 및 도 20b의 마이크로파 장치는 안테나들(1855)에 의해 방사되는 무선 신호들을 빔 조향하기 위해 유도 전자파들을 조정하도록 구성될 수 있다. 안테나들(1855) 중 하나 이상은 전력선 상에서 유도 전자파들을 유도하는데 사용될 수도 있다.
이제 도 20c를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 네트워크(2000)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 일 실시예에서 예를 들어, 도 16a의 도파관 시스템(1602)은 도 20c의 NID들(2010 및 2020)과 같은 네트워크 인터페이스 디바이스들(NIDs)로 포함될 수 있다. 도파관 시스템(1602)의 기능성을 갖는 NID는 고객 부지(2002)(회사 또는 주택지)와 (때때로 서비스 영역 인터페이스 또는 SAI로 지칭되는) 페데스탈(2004) 사이의 전송 능력들을 향상시키는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 중앙 교환국(2030)은 페데스탈(2004)에 하나 이상의 파이버 케이블들(2026)을 공급할 수 있다. 파이버 케이블들(2026)은 페데스탈(2004)에 위치되는 소형 DSLAM들(2024)에 고속 전이중 데이터 서비스들(예를 들어, 1 내지 100 Gbps 이상)을 제공할 수 있다. 데이터 서비스들은 음성, 인터넷 트래픽, 매체 콘텐트 서비스들(예를 들어, 스트리밍 비디오 서비스들, 방송 TV) 등의 전송을 위해 사용될 수 있다. 종래 기술 시스템들에서, 소형 DSLAM들(2024)은 트위스티드 페어 전화선들(예를 들어, 외부 절연 외피에 의해 둘러 싸여지는 24 게이지 절연 고체 와이어들과 같은 트위스티드 페어 케이블들의 비차폐 번들을 포함하는 카테고리 5e 또는 Cat. 5e 비차폐 트위스티드 페어(UTP) 케이블들에 포함되는 트위스티드 페어들)에 전형적으로 접속되며, 트위스티드 페어 전화선들은 결국 고객 부지(2002)에 직접 접속된다. 이러한 시스템들에서, DSL 데이터 속도들은 다른 요인들 중에서 고객 부지(2002)까지의 레거시 트위스티드 페어 케이블들의 길이로 부분적으로 인해 100 Mbps 이하로 점점 줄어든다.
그러나, 도 20c의 실시예들은 종래 기술 DSL 시스템들과 별개이다. 도 20c의 예시에서, 소형 DSLAM(2024)은 예를 들어, (단독으로 또는 조합으로 도 18a 내지 도 18d, 그리고 도 18f 내지 도 18l에 관하여 설명하는 케이블 실시예들 중 전체적으로 또는 부분적으로 임의의 것을 나타낼 수 있는) 케이블(1850)을 통하여 NID(2020)에 접속되도록 구성될 수 있다. 고객 부지(2002)와 페데스탈(2004) 사이에 케이블(1850)을 활용하는 것은 NID들(2010 및 2020)이 업링크 및 다운링크 통신을 위해 유도 전자파들을 전송하고 수신하는 것을 가능하게 한다. 상술한 실시예들에 기초하여, 케이블(1850)은 양방향으로의 이러한 파형들의 전계 프로파일이 케이블(1850)의 내부층들 내에서 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 한정되는 한은, 다운링크 경로 또는 업링크 경로에서의 전자파 전파에 악영향을 주지 않고 비에 노출될 수 있거나, 매립될 수 있다. 본 예시에서, 다운링크 통신은 페데스탈(2004)에서 고객 부지(2002)로의 통신 경로를 나타내는 반면에, 업링크 통신은 고객 부지(2002)에서 페데스탈(2004)로의 통신 경로를 나타낸다. 케이블(1850)이 도 18g 및 도 18h의 실시예들 중 하나를 포함하는 일 실시예에서, 케이블(1850)은 NID(2010 및 2020) 그리고 고객 부지(2002) 및 페데스탈(2004)의 다른 장비에 전력을 공급하는 목적에 도움이 될 수 있다.
고객 부지(2002)에서, DSL 신호들은 (내장 라우터를 가질 수 있고 고객 부지(2002)에 도시된 사용자 장비에 와이파이와 같은 무선 서비스들을 제공할 수 있는) DSL 모뎀(2006)에서 비롯될 수 있다. DSL 신호들은 트위스티드 페어 전화기(2008)에 의해 NID(2010)에 공급될 수 있다. NID(2010)는 업링크 경로 상에서 페데스탈(2004)로 지향되는 유도 전자파들(2014)을 케이블(1850) 내에서 런칭하기 위해 통합된 도파관(1602)을 활용할 수 있다. 다운링크 경로에서, 소형 DSLAM(2024)에 의해 생성되는 DSL 신호들은 트위스티드 페어 전화선(2022)을 통해 NID(2020)로 통할 수 있다. NID(2020)에 통합되는 도파관 시스템(1602)은 DSL 신호들 또는 이들의 일부를 전기 신호들에서 다운링크 경로 상에서 케이블(1850) 내에서 전파하는 유도 전자파들(2014)로 변환할 수 있다. 전이중 통신을 제공하기 위해, 업링크 상의 유도 전자파들(2014)은 간섭을 감소시키거나 피하기 위해 다운링크 상의 유도 전자파들(2014)과 상이한 반송 주파수 및/또는 상이한 변조 접근법으로 동작하도록 구성될 수 있다. 게다가 업링크 및 다운링크 경로들 상에서, 유도 전자파들(2014)은 상술한 바와 같이, 케이블(1850)의 코어 구획에 의해 유도되고, 이러한 파형들은 케이블(1850)의 내부층들에 전체적으로 또는 부분적으로 유도 전자파들을 한정하는 필드 강도 프로파일을 갖도록 구성될 수 있다. 유도 전자파들(2014)이 케이블(1850)의 외부에 도시되지만, 이러한 파형들의 묘사는 예시만의 목적을 위한 것이다. 이러한 이유로, 유도 전자파들(2014)은 케이블(1850)의 내부층들에 의해 유도되는 것을 나타내도록 “해시(hash) 표시들”로 그려진다.
다운링크 경로 상에서, NID(2010)의 통합된 도파관 시스템(1602)은 NID(2020)에 의해 생성되는 유도 전자파들(2014)을 수신하고 유도 전자파들(2014)을 DSL 모뎀(2006)의 요건들에 순응하는 DSL 신호들로 다시 변환한다. DSL 신호들은 그 다음 프로세싱을 위해 전화선(2008)의 트위스티드 페어 와이어들의 세트를 통하여 DSL 모뎀(2006)에 공급된다. 마찬가지로 업링크 경로 상에서, NID(2020)의 통합된 도파관 시스템(1602)은 NID(2010)에 의해 생성되는 유도 전자파들(2014)을 수신하고 유도 전자파들(2014)을 소형 DSLAM(2024)의 요건들에 순응하는 DSL 신호들로 다시 변환한다. DSL 신호들은 그 다음 프로세싱을 위해 전화선(2022)의 트위스티드 페어 와이어들의 세트를 통하여 소형 DSLAM(2024)에 공급된다. 전화선들(2008 및 2022)의 짧은 길이 때문에, DSL 모뎀(2008) 및 소형 DSLAM(2024)은 매우 빠른 속도들(예를 들어, 1 Gbps 내지 60 Gbps 이상)로 업링크 및 다운링크 상에서 DSL 모뎀(2008) 및 소형 DSLAM(2024) 자체 사이에서 DSL 신호들을 송신하고 수신할 수 있다. 따라서, 업링크 및 다운링크 경로들은 대부분의 상황들에서, 트위스티드 페어 전화선들을 통한 통상적 DSL 통신의 데이터 속도 한계들을 초과할 수 있다.
전형적으로, DSL 디바이스들은 다운링크 경로가 통상적으로 업링크 경로보다 더 빠른 데이터 속도를 지원하므로, 비대칭 데이터 속도들을 위해 구성된다. 그러나, 케이블(1850)은 다운링크 및 업링크 경로들 둘 다 상에서 훨씬 더 빠른 속도들을 제공할 수 있다. 펌웨어 업데이트로, 도 20c에 도시된 것과 같은 레거시 DSL 모뎀(2006)은 업링크 및 다운링크 경로들 둘 다 상에서 더 빠른 속도들을 갖도록 구성될 수 있다. 유사한 펌웨어 업데이트들이 업링크 및 다운링크 경로들 상의 더 빠른 속도들을 이용하기 위해 소형 DSLAM(2024)에 행해질 수 있다. DSL 모뎀(2006) 및 소형 DSLAM(2024)에의 인터페이스들이 통상적 트위스티드 페어 전화선들로서 남아 있으므로, 펌웨어 변경들 및 DSL 신호들에서 유도 전자파들(2014)로의 변환 및 그 반대를 수행하기 위한 NID들(2010 및 2020)의 추가 이외의 어떤 하드웨어 변경도 레거시 DSL 모뎀 또는 레거시 소형 DSLAM에 필요하지 않다. NID들의 사용은 레거시 모뎀들(2006) 및 소형 DSLAM들(2024)의 재사용을 가능하게 하며, 이는 결국 설치 비용들 및 시스템 업그레이드들을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 새로운 구성의 경우, 소형 DSLAM들 및 DSL 모뎀들의 업데이트된 버전들은 상술한 기능들을 수행하는 통합된 도파관 시스템들을 갖도록 구성될 수 있어, 통합된 도파관 시스템들을 갖는 NID들(2010 및 2020)에 대한 필요를 제거한다. 이러한 실시예에서, 모뎀(2006)의 업데이트된 버전 및 소형 DSLAM(2024)의 업데이트된 버전은 케이블(1850)에 직접 접속되고 양방향 유도 전자파 전송들을 통하여 통신하여, 트위스티드 페어 전화선들(2008 및 2022)을 사용하는 DSL 신호들의 전송 또는 수신에 대한 필요를 회피할 것이다.
페데스탈(2004)과 고객 부지(2002) 사이의 케이블(1850)의 사용이 물류의 측면에서 비실용적이거나 많은 비용이 드는 일 실시예에서, NID(2010)는 전신주(118) 상의 도파관(108)에서 비롯되고, 케이블(1850’)이 고객 부지(2002)의 NID(2010)에 도달하기 전에 토양에 매립될 수 있는 (본 논제 발명의 케이블(1850)과 유사한) 케이블(1850’)에 대신에 결합되도록 구성될 수 있다. 케이블(1850’)은 NID(2010)와 도파관(108) 사이에서 유도 전자파들(2014’)을 수신하고 전송하는데 사용될 수 있다. 도파관(108)은 기지국(104)에 결합될 수 있는 도파관(106)을 통하여 접속될 수 있다. 기지국(104)은 파이버(2026’)를 통한 중앙 교환국(2030)에의 기지국(104)의 접속을 통하여 고객 부지(2002)에 데이터 통신 서비스들을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 중앙 교환국(2026)으로부터 페데스탈(2004)로의 액세스가 파이버 링크를 통해 실용적이지 않고, 기지국(104)에의 접속이 파이버 링크(2026’)를 통하여 가능한 상황들에서, 대안적 경로가 지주(116)에서 비롯되는 (본 논제 발명의 케이블(1850)과 유사한) 케이블(1850”)을 통하여 페데스탈(2004)의 NID(2020)에 접속하는데 사용될 수 있다. 케이블(1850”)은 NID(2020)에 도달하기 전에 매립될 수도 있다.
이제 도 20d 내지 도 20f를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 20c의 통신 네트워크(2000) (또는 다른 적절한 통신 네트워크들)에 사용될 수 있는 안테나 마운트들의 예시적인, 비제한적인 실시예들의 블록도들이 도시된다. 일부 실시예들에서, 안테나 마운트(2052)는 도 20d에 도시된 바와 같이 안테나 마운트(2052)에 통합되는 하나 이상의 도파관 시스템들(미도시)에 에너지를 공급하는 유도성 전원 공급기를 통하여 중압 전력선에 결합될 수 있다. 안테나 마운트(2052)는 도 20f에 도시된 평면도 및 측면도로 도시된 것과 같은 유전체 안테나들(1901)(예를 들어, 16개의 안테나들)의 어레이를 포함할 수 있다. 도 20f에 도시된 유전체 안테나들(1901)은 유전체 안테나들(1901)의 그룹들과 통상적 볼펜 사이의 사진 비교로 예시된 바와 같이 치수가 작을 수 있다. 다른 실시예들에서, 지주 장착 안테나(2054)가 도 20d에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 안테나 마운트(2056)는 도 20e에 도시된 바와 같이 아암 어셈블리를 갖는 지주에 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 20e에 도시된 안테나 마운트(2058)는 본 논제 발명에 설명하는 바와 같은 케이블들과 같은 케이블(1850)에 결합되는 지주의 상단 부분 상에 배치될 수 있다.
도 20d 및 도 20e의 안테나 마운트들 중 임의의 것의 유전체 안테나들(1901)의 어레이는 도 1 내지 도 20을 통하여 본 논제 발명에 설명하는 바와 같이 하나 이상의 도파관 시스템들을 포함할 수 있다. 도파관 시스템들은 (무선 신호들의 전송 또는 수신을 위해) 유전체 안테나들(1901)의 어레이로 빔 조향을 수행하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 각각의 유전체 안테나(1901)는 무선 신호들을 수신하고 전송하는 별도의 섹터로서 활용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 20d 및 도 20e의 안테나 마운트들에 통합되는 하나 이상의 도파관 시스템들은 광범위한 멀티 입력 멀티 출력(MIMO) 전송 및 수신 기법으로 유전체 안테나들(1901)의 조합들을 활용하도록 구성될 수 있다. 도 20d 및 도 20e의 안테나 마운트들에 통합되는 하나 이상의 도파관 시스템들은 도 20d 및 도 20e의 안테나 마운트들 중 임의의 것의 유전체 안테나들(1901)의 임의의 조합과 SISO, SIMO, MISO, SISO, 신호 다이버시티(예를 들어, 주파수, 시간, 공간, 분극 또는 다른 형태들의 신호 다이버시티 기법들) 등과 같은 통신 기법들을 적용하도록 구성될 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 도 20d 및 도 20e의 안테나 마운트들은 도 20f에 도시된 안테나 어레이들의 2개 이상의 스택들을 갖도록 구성될 수 있다.
도 21a 및 도 21b는 다운링크 및 업링크 통신에 대한 실시예들을 설명한다. 도 21a의 방법(2100)은 NID(2020)에 의해 단계(2104)에서 유도 전자파들(2014)로 변환되고 고객 부지(2002)로 다운링크 서비스들을 제공하는 케이블(1850)과 같은 전송 매체 상에서 전파하는 전기 신호들(예를 들어, DSL 신호들)이 DSLAM(예를 들어, 페데스탈(2004)의 또는 중앙 교환국(2030)으로부터의 소형 DSLAM(2024))에 의해 생성되는 단계(2102)로 시작될 수 있다. 단계(2108)에서, 고객 부지(2002)의 NID(2010)는 전화선(2008)을 통해 DSL 모뎀(2006)과 같은 고객 부지 장비(CPE)로 단계(2110)에서 공급되는 전기 신호들(예를 들어, DSL 신호들)로 다시 유도 전자파들(2014)을 변환한다. 대안적으로 또는 조합으로, 전력 및/또는 유도 전자파들(2014’)은 대안적이거나 부가적인 다운링크 (및/또는 업링크) 경로로서 (도 18g 또는 도 18h에 도시된 바와 같이 내부 도파관을 갖는) 급전망의 전력선(1850’)으로부터 NID(2010)로 공급될 수 있다.
도 21b의 방법(2120)의 단계(2122)에서, DSL 모뎀(2006)은 전기 신호들(예를 들어, DSL 신호들)을 전화선(2008)을 통하여 NID(2010)로 공급할 수 있으며, NID(2010)는 결국 단계(2124)에서 케이블(1850)을 통하여 NID(2020)로 지향되는 유도 전자파들로 DSL 신호들을 변환한다. 단계(2128)에서, 페데스탈(2004)의 NID(2020) (또는 중앙 교환국(2030))은 단계(2129)에서 DSLAM(예를 들어, 소형 DSLAM(2024))으로 공급되는 전기 신호들(예를 들어, DSL 신호들)로 다시 유도 전자파들(2014)을 변환한다. 대안적으로 또는 조합으로, 전력 및 유도 전자파들(2014’)은 대안적이거나 부가적인 업링크 (및/또는 다운링크) 경로로서 (도 18g 또는 도 18h에 도시된 바와 같이 내부 도파관을 갖는) 급전망의 전력선(1850’)으로부터 NID(2020)로 공급될 수 있다.
이제 도 21c를 참조하면, 전송 매체 상의 전자파들을 유도하고 수신하는 방법(2130)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 단계(2132)에서, 도 18n 내지 도 18t의 도파관들(1865 및 1865’)은 (예를 들어, 기지국과 같은 통신 디바이스에 의해 공급되는) 제1 통신 신호로부터 제1 전자파들을 생성하고, 단계(2134)에서 전송 매체의 경계면에서 “오직” 기본파 모드를 갖는 제1 전자파들을 유도하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 경계면은 도 18q 및 도 18r에 도시된 바와 같이 전송 매체의 외부면일 수 있다. 다른 실시예에서, 경계면은 도 18s 및 도 18t에 도시된 바와 같이 전송 매체의 내부층일 수 있다. 단계(2136)에서, 도 18n 내지 도 18t의 도파관들(1865 및 1865’)은 도 21c에 설명하는 동일하거나 상이한 전송 매체의 경계면에서 제2 전자파들을 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전자파들은 “오직” 기본파 모드를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 전자파들은 기본 및 비기본파 모드들과 같은 파형 모드들의 조합을 가질 수 있다. 단계(2138)에서, 제2 통신 신호가 예를 들어, 동일하거나 상이한 통신 디바이스에 의한 프로세싱을 위해 제2 전자파들로부터 생성될 수 있다. 도 21c 및 도 21d의 실시예들은 본 논제 발명에 설명하는 임의의 실시예들에 적용될 수 있다.
이제 도 21d를 참조하면, 전송 매체 상의 전자파들을 유도하고 수신하는 방법(2140)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 단계(2142)에서, 도 18n 내지 도 18w의 도파관들(1865 및 1865’)은 (예를 들어, 통신 디바이스에 의해 공급되는) 제1 통신 신호로부터 제1 전자파들을 생성하고, 단계(2144)에서 전송 매체의 경계면에서 “오직” 비기본파 모드를 갖는 제2 전자파들을 유도하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 경계면은 도 18q 및 도 18r에 도시된 바와 같이 전송 매체의 외부면일 수 있다. 다른 실시예에서, 경계면은 도 18s 및 도 18t에 도시된 바와 같이 전송 매체의 내부층일 수 있다. 단계(2146)에서, 도 18n 내지 도 18w의 도파관들(1865 및 1865’)은 도 21e에 설명하는 동일하거나 상이한 전송 매체의 경계면에서 전자파들을 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전자파들은 “오직” 비기본파 모드를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 전자파들은 기본 및 비기본파 모드들과 같은 파형 모드들의 조합을 가질 수 있다. 단계(2148)에서, 제2 통신 신호가 예를 들어, 동일하거나 상이한 통신 디바이스에 의한 프로세싱을 위해 전자파들로부터 생성될 수 있다. 도 21e 및 도 21f의 실시예들은 본 논제 발명에 설명하는 임의의 실시예들에 적용될 수 있다.
도 21e는 도 19a 및 도 19n에 도시된 유전체 안테나들과 같은 유전체 안테나로부터 신호들을 방사하는 방법(2150)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(2150)은 도 18t의 도파관 시스템(1865’)과 같은 전송기가 제1 통신 신호를 포함하는 제1 전자파들을 생성하는 단계(2152)로 시작될 수 있다. 제1 전자파들은 결국 단계(2153)에서 본 논제 발명에 설명하는 유전체 안테나의 임의의 것의 급전점에 결합되는 케이블(1850)의 코어(1852) 상에서 제2 전자파들을 유도한다. 제2 전자파들은 단계(2154)에서 급전점에서 수신되고 단계(2155)에서 유전체 안테나의 근위 부분으로 전파한다. 단계(2156)에서, 제2 전자파들은 유전체 안테나의 근위 부분으로부터 안테나의 간극으로 계속해서 전파하고 그것에 의해 단계(2157)에서 도 19a 내지 도 19n에 관하여 상술한 바와 같이, 무선 신호들이 방사되게 한다.
도 21f는 도 19a 또는 도 19n의 유전체 안테나들과 같은 유전체 안테나에서 무선 신호들을 수신하는 방법(2160)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(2160)은 유전체 안테나의 간극이 무선 신호들을 수신하는 단계(2161)로 시작될 수 있다. 단계(2162)에서, 무선 신호들은 간극으로부터 유전체 안테나의 급전점으로 전파하는 전자파들을 유도한다. 전자파들이 단계(2163)에서 급전점에서 수신되면, 단계(2164)에서 급전점에 결합되는 케이블의 코어로 전파한다. 단계(2165)에서, 도 18t의 도파관 시스템(1865’)과 같은 수신기가 전자파들을 수신하고 단계(2166)에서 전자파들로부터 제2 통신 신호를 생성한다.
방법들(2150 및 2160)은 도 20c에 도시된 유전체 안테나들(2040)과 같은 다른 유전체 안테나들과의 양방향 무선 통신을 위해, 그리고/또는 휴대용 통신 디바이스들(예를 들어, 휴대폰들, 태블릿들, 랩탑들)과 같은 다른 통신 디바이스들, 빌딩(예를 들어, 거주지)에 위치되는 무선 통신 디바이스들 등과의 양방향 무선 통신을 수행하기 위해 도 19a, 도 19c, 도 19e, 도 19g 내지 도 19i, 그리고 도 19l 내지 도 19o의 유전체 안테나들을 구성하는데 사용될 수 있다. 도 20a에 도시된 것과 같은 마이크로파 장치는 도 20c에 도시된 바와 같이 복수의 유전체 안테나들(2040)에 결합되는 하나 이상의 케이블들(1850)을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 20c에 도시된 유전체 안테나들(2040)은 이러한 안테나들에 의한 무선 통신의 영역을 추가로 확장시키기 위해 훨씬 더 많은 유전체 안테나들(예를 들어, 도 19c, 도 19e, 도 19g 내지 도 19i, 그리고 도 19l 내지 도 19o)을 갖도록 구성될 수 있다.
방법들(2150 및 2160)은 방사되는 원거리장 무선 신호들을 조향하도록 안테나들의 부분들에 증분적 위상 지연들을 적용함으로써 도 19o의 유전체 안테나들(1901)의 페이즈드 어레이(1976)와의 사용을 위해 추가로 구성될 수 있다. 방법들(2150 및 2160)은 (도파관 시스템에 결합되는 다른 유전체 안테나(1901)와 같은) 원격 시스템에 의한 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하도록 (제어 가능 작동기들을 가질 수 있는) 도 19m에 도시된 짐벌을 활용하여 유전체 안테나(1901)에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들 및/또는 유전체 안테나(1901)의 배향을 조정하도록 구성될 수도 있다. 게다가, 방법들(2150 및 2160)은 도파관 시스템의 유전체 안테나(1901)를 통하여 명령들, 메시지들 또는 무선 신호들을 수신하는 도파관 시스템이 원거리장 신호들의 조정들을 수행하는 것을 가능하게 하도록 원격 시스템으로부터 이러한 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다.
설명의 단순함을 위해, 각각의 프로세스들이 도 21a 내지 도 21f에서 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
도 21g는 예를 들어, 도 16a 및 도 16b의 시스템과 같은 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법(2170)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(2170)은 도 16a 및 도 16b의 도파관 시스템(1602)과 같은 네트워크 요소가 전력선(1610)과 같은 전송 매체의 외부면 상의 유도 전자파들의 열화를 모니터링하도록 구성될 수 있는 단계(2172)로 시작될 수 있다. 신호 열화는 일정 규모 임계치 미만으로 강하하는 유도 전자파들의 신호 규모, 일정 SNR 임계치 미만으로 강하하는 신호 대 잡음비(SNR), 하나 이상의 임계치들 미만으로 강하하는 서비스의 품질(QoS), 일정 BER 임계치를 초과하는 비트 오류율(BER), 일정 PLR 임계치를 초과하는 패킷 손실률(PLR), 일정 임계치를 초과하는 반사된 전자파들 대 전방으로의 전자파들의 비율, 파형 모드에 대한 예상되지 않은 변경 또는 변화, 대상 또는 대상들이 전파 손실 또는 유도 전자파들의 산란(예를 들어, 전송 매체의 외부면 상의 물 누적, 전송 매체의 꼬아 잇기, 부러진 나뭇가지 등)을 야기하는 것을 나타내는 유도 전자파들의 스펙트럼 변화, 또는 이들의 임의의 조합들을 제한 없이 포함하는 임의의 수의 요인들에 따라 검출될 수 있다. 도 16a의 장애 센서(1604b)와 같은 감지 디바이스는 위의 신호 측정들 중 하나 이상을 수행하고 그것에 의해 전자파들이 신호 열화를 겪는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 위의 측정들을 수행하는데 적절한 다른 감지 디바이스들이 본 논제 발명에 의해 고려된다.
신호 열화가 단계(2174)에서 검출되면, 네트워크 요소는 어느 대상 또는 대상들이 열화를 야기하고 있을 수 있는지를 결정하고, 검출되면, 도 16a 및 도 16b의 네트워크 관리 시스템(1601)으로 검출된 대상(들)을 보고할 수 있는 단계(2176)로 진행할 수 있다. 대상 검출은 스펙트럼 분석 또는 다른 형태들의 신호 분석, 환경 분석(예를 들어, 기압계 판독들, 비 검출 등), 또는 전송 매체에 의해 유도되는 전자파들의 전파에 악영향을 줄 수 있는 이질적 대상들을 검출하는 다른 적절한 기법들에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 요소는 네트워크 요소에 의해 수신되는 전자파로부터 유도되는 스펙트럼 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 네트워크 요소는 그 다음 스펙트럼 데이터를 네트워크 요소의 메모리에 저장되는 복수의 스펙트럼 프로파일들과 비교할 수 있다. 복수의 스펙트럼 프로파일들은 네트워크 요소의 메모리에 미리 저장될 수 있고, 방해물들이 전송 매체의 외부면 상에 존재할 때, 전파 손실 또는 신호 열화를 야기할 수 있는 이러한 방해물들을 특성화하거나 식별하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 물 및/또는 물방울들의 얇은 막과 같은 전송 매체의 외부면 상의 물의 누적은 이러한 방해물을 모델링하는 스펙트럼 데이터를 포함하는 스펙트럼 프로파일에 의해 식별 가능할 수 있는 전송 매체에 의해 유도되는 전자파들의 신호 열화를 야기할 수 있다. 스펙트럼 프로파일은 물(예를 들어, 모의의 빗물)을 겪게 되었던 전송 매체의 외부면을 통해 전자파들을 수신할 때, 테스트 장비(예를 들어, 스펙트럼 분석 능력을 갖는 도파관 시스템)에 의해 생성되는 스펙트럼 데이터를 수집하고 분석함으로써 (실험실 또는 다른 적절한 테스트 환경과 같은) 제어된 환경에서 생성될 수 있다. 물과 같은 방해물은 다른 방해물들(예를 들어, 전송 매체들 사이의 꼬아 잇기)과 상이한 스펙트럼 특징을 생성할 수 있다. 고유 스펙트럼 특징은 다른 방해물들에 우선하여 특정 방해물들을 식별하는데 사용될 수 있다. 이러한 기법으로, 전송 매체 상에 떨어진 나뭇가지, 꼬아 잇기 등과 같은 다른 방해물들을 특성화하는 스펙트럼 프로파일들이 생성될 수 있다. 스펙트럼 프로파일들에 더하여, SNR, BER, PLR 등과 같은 상이한 메트릭들에 대한 임계치들이 생성될 수 있다. 이러한 임계치들은 데이터의 전송을 위해 유도 전자파들을 활용하는 통신 네트워크에 대한 원하는 성능 기준들에 따라 서비스 제공자에 의해 선택될 수 있다. 일부 방해물들은 다른 방법들에 의해 검출될 수도 있다. 예를 들어, 빗물은 네트워크 요소에 결합되는 비 검출기에 의해 검출될 수 있고, 떨어진 나뭇가지들은 네트워크 요소에 결합되는 진동 검출기에 의해 검출될 수 있는 등이다.
네트워크 요소가 전자파들의 열화를 야기하고 있을 수 있는 대상들을 검출하는 장비에 접근하지 못하면, 그 때 네트워크 요소는 단계(2176)를 뛰어넘고 네트워크 요소가 하나 이상의 이웃하는 네트워크 요소들(예를 들어, 네트워크 요소의 부근에서의 다른 도파관 시스템(들)(1602))에 검출된 신호 열화를 통지하는 단계(2178)로 진행할 수 있다. 신호 열화가 상당하면, 네트워크 요소는 예를 들어, 무선 통신과 같은 이웃하는 네트워크 요소(들)와 통신하는 상이한 매체에 의존할 수 있다. 대안적으로, 네트워크 요소는 유도 전자파들의 동작 주파수(예를 들어, 40 ㎓ 내지 1 ㎓)를 실질적으로 감소시키거나, 제어 채널과 같은 낮은 주파수(예를 들어, 1 ㎒)로 동작하는 다른 유도 전자파들을 활용하여 이웃하는 네트워크 요소들과 통신할 수 있다. 낮은 주파수 제어 채널은 훨씬 더 높은 동작 주파수들에서 신호 열화를 야기하는 대상(들)에 의한 간섭에 훨씬 덜 민감할 수 있다.
대안적 통신 수단이 네트워크 요소들 사이에서 확립되면, 단계(2180)에서, 네트워크 요소 및 이웃하는 네트워크 요소들은 검출된 신호 열화를 완화시키기 위해 유도 전자파들을 조정하는 프로세스를 조절할 수 있다. 프로세스는 예를 들어, 네트워크 요소들 중 어느 것이 전자파들에 대한 조정들을 수행할 것인지를 선택하는 프로토콜, 조정들의 빈도 및 규모, 그리고 원하는 신호 품질을 달성할 목표들(예를 들어, QoS, BER, PLR, SNR 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 열화를 야기하는 대상이 전송 매체의 외부면 상의 물 누적이면, 네트워크 요소들은 도 21h에 도시된 바와 같이 전계들의 방사상 정렬을 획득하기 위해 전자파들의 전계들(e-fields) 및/또는 자계들(h-fields)의 분극을 조정하도록 구성될 수 있다. 특히, 도 21h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전송 매체 상의 물 누적으로 인한 전파 손실들을 완화시키는 전자파의 전계들의 정렬의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(2101)를 제공한다. 이러한 예에서, 전송 매체(125)의 절연 금속 케이블 구현과 같은 케이블의 종단면이 40 ㎓로 전파하는 유도 전자파들과 연관된 전계들을 예시하는 필드 벡터들과 함께 제공된다. 더 강한 전계들은 더 약한 전계들에 비해 더 어두운 필드 벡터들로 제공된다.
일 실시예에서, 분극의 조정은 전자파들의 특정 파형 모드(예를 들어, 횡단 자기(TM) 모드, 횡단 전기(TE) 모드, 횡단 전자기(TEM) 모드, 또는 또한 HE 모드로서 알려져 있는 TM 모드 및 TE 모드의 혼성체)를 생성함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 요소가 도 18w의 도파관 시스템(1865’)을 포함한다고 가정하면, 전계들의 분극의 조정은 각각의 MMIC(1870)에 의해 생성되는 전자파들의 위상, 주파수, 진폭 또는 이들의 조합들을 바꾸도록 2개 이상의 MMIC’들(1870)을 구성함으로써 달성될 수 있다. 특정 조정들은 예를 들어, 도 21h에 도시된 수막의 영역에서 전계들이 물의 표면에 수직으로 정렬하게 할 수 있다. 물의 표면에 수직인 (또는 대략 수직인) 전계들은 수막에 평행한 전계들보다 수막에서 더 약한 전류들을 유도할 것이다. 더 약한 전류들을 유도함으로써, 종으로 전파하는 전자파들은 더 적은 전파 손실을 겪을 것이다. 게다가, 전계들의 집중이 수막 위에서 공기로 연장되는 것이 또한 바람직하다. 공기에서의 전계들의 집중이 높게 유지되고 총필드 강도의 대다수가 물 및 절연체의 영역에 집중되는 것 대신에 공기에 있으면, 그 때 전파 손실들은 또한 감소될 것이다. 예를 들어, 고우바우파들 (또는 TM00 파형들 ― 도 21k의 블록도(2131) 참조)과 같은 절연층에 빽빽히 결속되는 전자파들의 전계들은 필드 강도의 더 많은 것이 물의 영역에 집중되므로, 전계들이 수막에 수직일 (또는 방사상으로 정렬될) 수 있더라도 더 많은 전파 손실들을 겪을 것이다.
따라서, (즉, 수막 위의) 공기의 영역에서 더 높은 비율의 필드 강도를 갖는 수막에 수직인 (또는 대략 수직인) 전계들을 갖는 전자파들은 절연층 또는 물층에서 더 많은 필드 강도를 갖는 빽빽히 결속된 전자파들 또는 더 많은 손실들을 생성하는 수막의 영역 내에서 전파의 방향으로의 전계들을 갖는 전자파들보다 더 적은 전파 손실을 겪을 것이다.
도 21h는 40 ㎓로 동작하는 TM01 전자파들에 대한 전계를 절연된 전도체의 세로 보기로 도시한다. 그에 반해서, 도 21i 및 도 21j는 전자파들의 전파의 방향으로의 전계들(즉, 도 21i 및 도 21j의 페이지 밖으로 지향되는 전계들)의 필드 강도를 도시하는 도 21h의 절연된 전도체의 단면도들(2111 및 2121) 각각을 도시한다. 도 21i 및 도 21j에 도시된 전자파들은 45 ㎓ 및 40 ㎓에서의 TM01 파형 모드를 각각 갖는다. 도 21i는 전자파들의 전파의 방향으로의 전계들의 강도가 절연물의 외부면과 수막의 외부면(즉, 수막의 영역) 사이의 영역에서 높은 것을 나타낸다. 높은 강도는 밝은 색상으로 도시된다(색상이 더 밝을수록 페이지 밖으로 지향되는 전계들의 강도가 더 높다). 도 21i는 수막에서의 큰 전류들 그리고 따라서 많은 전파 손실들을 야기하는 수막의 영역에서 종으로 분극화되는 전계들의 높은 집중이 있다는 것을 예시한다. 따라서 특정 상황들 하에서,(TM01 파형 모드를 갖는) 45 ㎓에서의 전자파들은 빗물 또는 다른 방해물들이 절연된 전도체의 외부면 상에 위치되는 것을 완화시키기에 덜 적절하다.
그에 반해서, 도 21j는 전자파들의 전파의 방향으로의 전계들의 강도가 수막의 영역에서 더 약한 것을 나타낸다. 더 낮은 강도가 수막의 영역에서 더 어두운 색상으로 도시된다. 더 낮은 강도는 수막에 대부분 수직이거나 방사상으로 분극화되는 전계들의 결과이다. 방사상으로 정렬된 전계들은 또한 도 21h에 도시된 바와 같이 공기의 영역에 매우 집중된다. 따라서, (TM01 파형 모드를 갖는) 40 ㎓에서의 전자파들은 동일한 파형 모드를 갖는 45 ㎓ 파형들보다 수막에서 더 적은 전류를 유도하는 전계들을 생성한다. 따라서, 도 21j의 전자파들은 절연된 전도체의 외부면 상에 누적되는 수막 또는 물방울들로 인한 전파 손실들을 감소시키는데 더 적절한 특성들을 나타낸다.
전송 매체의 물리적 특성들이 달라질 수 있고, 전송 매체의 외부면 상의 물 또는 다른 방해물들의 영향들이 비선형 효과들을 야기할 수 있으므로, 단계(2182)의 제1 반복 상의 도 21h에 도시된 전계 분극 및 공기에의 전계 집중을 달성하도록 모든 상황들을 정확하게 모델링하는 것이 항상 가능한 것은 아닐 수 있다. 완화 프로세스의 속도를 증가시키기 위해, 네트워크 요소는 단계(2186)에서 룩업 테이블로부터 전자파들을 조정하는 시작점을 선택하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 룩업 테이블의 항목들은 단계(2176)에서 검출되는 대상의 타입(예를 들어, 빗물)에 대한 일치들이 탐색될 수 있다. 다른 실시예에서, 룩업 테이블은 네트워크 요소들에 의해 수신되는 영향을 받는 전자파로부터 유도되는 스펙트럼 데이터에 대한 일치들이 탐색될 수 있다. 테이블 항목들은 도 21h에 도시된 것과 유사한 전계 특성들을 달성하는 적어도 개략 조정을 달성하기 위해 전자파들을 조정하는 특정 파라미터들(예를 들어, 주파수, 위상, 진폭, 파형 모드 등)을 제공할 수 있다. 개략 조정은 도 21h 및 도 21j에 관하여 앞서 논의된 바람직한 전파 특성들을 달성하는 해법에 집중될 가능성을 개선하는데 도움이 될 수 있다.
개략 조정이 단계(2186)에서 행해지면, 네트워크 요소는 상기 조정이 바람직한 타겟에 대한 개선된 신호 품질을 갖는지 여부를 단계(2184)에서 결정할 수 있다. 단계(2184)는 네트워크 요소들 사이의 협력적 교환에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 요소가 단계(2186)에서 룩업 테이블로부터 얻어지는 파라미터들에 따라 조정된 전자파를 생성하고 이웃하는 네트워크 요소로 조정된 전자파를 전송한다고 가정한다. 단계(2184)에서, 네트워크 요소는 조정된 전자파들을 수신하는 이웃하는 네트워크 요소로부터 피드백을 수신하고, 동의된 타겟 목표들에 따라 수신된 파형들의 품질을 분석하고, 네트워크 요소로 결과들을 제공함으로써 조정이 개선된 신호 품질을 갖는지 여부를 판단할 수 있다. 마찬가지로, 네트워크 요소는 이웃하는 네트워크 요소들로부터 수신되는 조정된 전자파들을 테스트할 수 있고 분석의 결과들을 포함하는 피드백을 이웃하는 네트워크 요소들로 제공할 수 있다. 특정 탐색 알고리즘이 앞서 논의되었지만, 구배 탐색, 유전 알고리즘, 전역 탐색 또는 다른 최적화 기법들과 같은 다른 탐색 알고리즘들이 마찬가지로 채용될 수 있다. 따라서, 단계들(2182, 2186 및 2184)은 네트워크 요소 및 네트워크 요소의 이웃하는 것(들)에 의해 수행되는 조정 및 테스트 프로세스를 나타낸다.
이것을 고려하여, 단계(2184)에서, 신호 품질이 하나 이상의 원하는 파라미터 타겟들(예를 들어, SNR, BER, PLR 등)을 달성하지 않았다고 네트워크 요소 (또는 네트워크 요소의 이웃하는 것들)이 판단하면, 그 때 증분적 조정들이 단계(2182)에서 네트워크 요소 및 네트워크 요소의 이웃하는 것들 각각에 대해 시작될 수 있다. 단계(2182)에서, 네트워크 요소 (및/또는 네트워크 요소의 이웃하는 것들)은 타겟 목표가 달성될 때까지, 전자파들의 규모, 위상, 주파수, 파형 모드 및/또는 다른 조절 가능한 특징들을 증분적으로 조정하도록 구성될 수 있다. 이러한 조정들을 수행하기 위해, 네트워크 요소 (및 네트워크 요소의 이웃하는 것들)은 도 18w의 도파관 시스템(1865’)을 갖도록 구성될 수 있다. 네트워크 요소 (및 네트워크 요소의 이웃하는 것들)은 특정 방향으로(예를 들어, 수막의 영역에서의 전파의 방향으로부터 멀리) 분극화되는 전계들을 달성하기 위해 전자파들의 하나 이상의 동작 파라미터들을 증분적으로 조정하도록 2개 이상의 MMIC’들(1870)을 활용할 수 있다. 2개 이상의 MMIC’들(1870)은 (방해물 외부의) 공기의 영역에서 높은 집중을 갖는 전계들을 달성하는 전자파들의 하나 이상의 동작 파라미터들을 증분적으로 조정하도록 구성될 수도 있다.
반복 프로세스는 상류 및 하류 통신을 개선하는 해법에 집중되는 시간을 감소시키기 위한 네트워크 요소들 사이에서 조정되는 시행 착오 프로세스일 수 있다. 조정 프로세스의 일부로서 예를 들어, 하나의 네트워크 요소는 전자파들의 파형 모드가 아닌 규모를 조정하도록 구성될 수 있는 반면에, 다른 네트워크 요소는 규모가 아닌 파형 모드를 조정하도록 구성될 수 있다. 전송 매체의 외부면 상의 방해물들을 완화시키기 위해 전자파들의 바람직한 특성들을 달성하는 조정들의 반복의 수 및 조합은 실험 작업 및/또는 시뮬레이션들에 따라 서비스 제공자에 의해 확립되고 네트워크 요소들로 프로그래밍될 수 있다.
상류 및 하류 전자파들의 신호 품질이 하나 이상의 파라미터 타겟들(예를 들어 SNR, BER, PLR 등)을 달성하는 바람직한 레벨로 개선되었다는 것을 네트워크 요소(들)가 단계(2184)에서 검출하면, 네트워크 요소들은 단계(2188)로 진행하고 조정된 상류 및 하류 전자파들에 따라 통신을 재개할 수 있다. 통신이 단계(2188)에서 일어나지만, 네트워크 요소들은 이러한 파형들의 신호 품질이 개선되었는지 여부를 판단하기 위해 본래 전자파들에 기초한 상류 및 하류 테스트 신호들을 전송하도록 구성될 수 있다. 이러한 테스트 신호들은 주기적 간격(예를 들어, 30 초 또는 다른 적절한 기간들마다 한 번)으로 전송될 수 있다. 각각의 네트워크 요소는 수신된 테스트 신호들이 바람직한 스펙트럼 프로파일 및/또는 다른 파라미터 타겟(예를 들어, SNR, BER, PLR 등)을 달성하는지 여부를 판단하기 위해 예를 들어, 수신된 테스트 신호들의 스펙트럼 데이터를 분석할 수 있다. 신호 품질이 개선되지 않았거나 명목상으로 개선되었으면, 네트워크 요소들은 조정된 상류 및 하류 전자파들을 활용하여 단계(2188)에서 통신을 계속하도록 구성될 수 있다.
그러나, 신호 품질이 본래 전자파들을 활용하는 것으로 다시 복귀하기에 충분히 개선되었으면, 그 때 네트워크 요소(들)은 단계(2192)로 진행하여 본래 전자파들을 생성하는 설정들(예를 들어, 본래 파형 모드, 본래 규모, 본래 주파수, 본래 위상, 본래 공간적 배향 등)을 복구할 수 있다. 신호 품질은 방해물의 제거(예를 들어, 빗물이 증발함, 현장 직원이 떨어진 나뭇가지를 제거함 등)의 결과로서 개선될 수 있다. 단계(2194)에서, 네트워크 요소들은 본래 전자파들을 활용하여 통신을 개시하고 상류 및 하류 테스트들을 수행할 수 있다. 네트워크 요소들이 단계(2194)에서 수행되는 테스트들로부터 단계(2196)에서 본래 전자파들의 신호 품질이 만족스럽다고 판단하면, 그 때 네트워크 요소들은 본래 전자파들로 통신을 재개하고 상술한 바와 같은 단계(2172) 및 이후의 단계들로 진행할 수 있다.
본래 전자파들과 연관된 파라미터 타겟들(예를 들어, BER, SNR, PLR 등)에 따라 테스트 신호들을 분석함으로써, 성공적 테스트가 단계(2196)에서 결정될 수 있다. 단계(2194)에서 수행되는 테스트들이 단계(2196)에서 성공하지 못한 것으로 결정되면, 네트워크 요소(들)은 상술한 바와 같은 단계들(2182, 2186 및 2184)로 진행할 수 있다. 상류 및 하류 전자파들에 대한 이전 조정이 성공적으로 이미 결정되었을 수 있으므로, 네트워크 요소(들)은 앞서 조정된 전자파들에 대해 사용된 설정들을 복구할 수 있다. 따라서, 단계들(2182, 2186 및 2184) 중 임의의 하나의 단일 반복이 단계(2188)로 복귀하기에 충분할 수 있다.
일부 실시예들에서 예를 들어, 본래 전자파들을 사용할 때의 데이터 스루풋이 조정된 전자파들을 사용할 때의 데이터 스루풋보다 더 양호하면, 본래 전자파들을 복구하는 것이 바람직할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 그러나, 조정된 전자파들의 데이터 스루풋이 더 양호하거나 본래 전자파들의 데이터 스루풋에 실질적으로 근접할 때, 네트워크 요소(들)는 대신에 단계(2188)에서부터 계속되도록 구성될 수 있다.
도 21h 및 도 21k가 TM01 파형 모드를 설명하지만, 다른 파형 모드들(예를 들어, HE 파형들, TE 파형들, TEM 파형들 등) 또는 파형 모드들의 조합이 도 21h에 도시된 원하는 효과들을 달성할 수 있다는 점이 또한 주목된다. 따라서, 파형 모드는 단독으로 또는 하나 이상의 다른 파형 모드들과의 조합으로 도 21h 및 도 21j에 관하여 설명하는 바와 같이 전파 손실들을 감소시키는 전계 특성들을 갖는 전자파들을 생성할 수 있다. 그러므로, 이러한 파형 모드들은 네트워크 요소들이 생성하도록 구성될 수 있는 가능한 파형 모드들로서 고려된다.
방법(2170)이 단계들(2182 또는 2186)에서 컷 오프 주파수를 거칠 수 없는 다른 파형 모드들을 생성하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어, 도 21l은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼성파의 전계들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도(2141)를 도시한다. HE 모드를 갖는 파형들은 전자파들의 전파의 방향으로부터 멀리 향하는 선형으로 분극화된 전계들을 갖고 방해물의 영역(예를 들어, 도 21h 내지 도 21j에 도시된 수막)에 수직일 (또는 대략 수직일) 수 있다. HE 모드를 갖는 파형들은 총 누적된 필드 강도의 더 많은 것이 공기에 있도록 절연된 전도체의 외부면의 실질적으로 외부로 연장되는 전계들을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, HE 모드를 갖는 일부 전자파들은 방해물의 영역에 직교하거나 대략 직교하는 전계들을 갖는 큰 파형 모드의 특성들을 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 특성들은 전파 손실들을 감소시킬 수 있다. HE 모드를 갖는 전자파들은 또한 비제로 컷 오프 주파수들을 갖는 다른 파형 모드들과 달리 HE 모드를 갖는 전자파들이 컷 오프 주파수를 갖지 않는다는(즉, HE 모드를 갖는 전자파들이 DC 근처에서 동작할 수 있다는) 고유 특성을 갖는다.
이제 도 21m을 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼성파 대 고우바우파의 전계 특성들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(2151)가 도시된다. 도면(2153)은 절연된 전도체에 대한 HE11 모드 파형들과 고우바우파들 사이의 에너지의 분배를 나타낸다. 도면(2153)의 에너지 도표들은 고우바우파들을 생성하는데 사용되는 전력의 양이 HE11 파형들과 동일하다고(즉, 에너지 곡선들 아래의 면적이 동일하다고) 가정한다. 도면(2153)의 예시에서, 고우바우파들은 고우바우파들이 절연된 전도체의 외부면 너머 연장될 때, 가파른 전력 강하를 갖는 반면에, HE11 파형들은 절연층 너머 실질적으로 더 작은 전력 강하를 갖는다. 따라서, 고우바우파들은 HE 11 파형들보다 절연층 근처에서 에너지의 더 높은 집중을 갖는다. 도면(2155)은 수막이 절연체의 외부면 상에 존재할 때의 유사한 고우바우 및 HE11 에너지 곡선들을 도시한다. 도면들(2153 및 2155)의 에너지 곡선들 사이의 차이는 고우바우 및 HE11 에너지 곡선들에 대한 전력 강하가 도면(2153)에서는 절연체의 외부 에지 상에서 그리고 도면(2155)에서는 수막의 외부 에지 상에서 시작된다는 것이다. 그러나, 에너지 곡선 도면들(2153 및 2155)은 동일한 작용을 도시한다. 즉, 고우바우파들의 전계들은 절연층에 빽빽히 결속되며, 이는 물에 노출될 때, 절연층 및 수막 외부에 더 높은 집중을 갖는 HE11 파형들의 전계들보다 더 많은 전파 손실들을 야기한다. 이러한 특성들은 HE11 및 고우바우 도면들(2157 및 2159)에 각각 도시된다.
HE11 파형들의 동작 주파수를 조정함으로써, 절연체 및 절연체의 외부를 둘러싸는 물층의 필드들과 비교할 때, 공기의 영역들에서 더 큰 누적된 필드 강도를 갖는 HE11 파형들의 전계들은 도 21n의 블록도(2161)에 도시된 바와 같이 실질적으로 얇은 수막 위로 연장되도록 구성될 수 있다. 도 21n은 2.25의 유전율을 갖는 1 ㎝의 반경 및 1.5 ㎝의 절연물 반경을 갖는 와이어를 도시한다. HE11 파형들의 동작 주파수가 감소됨에 따라, 전계들은 외측으로 연장되어 파형 모드의 크기를 확장시킨다. 특정 동작 주파수들(예를 들어, 3 ㎓)에서, 파형 모드 확장은 절연된 와이어 및 절연된 와이어 상에 존재할 수 있는 임의의 방해물들의 직경보다 실질적으로 더 클 수 있다.
수막에 수직인 전계들을 갖고 전계들의 에너지의 대부분을 수막 외부에 둠으로써, HE11 파형들은 전송 매체가 물 또는 다른 방해물들을 거쳤을 때, 고우바우파들보다 더 적은 전파 손실을 갖는다. 고우바우파들이 바람직한 방사상 전계들을 갖지만, 파형들은 절연층에 빽빽히 결합되며, 이는 전계들이 방해물의 영역에 매우 집중되는 것을 야기한다. 따라서, 고우바우파들은 수막과 같은 방해물이 절연된 전도체의 외부면 상에 존재할 때, 여전히 많은 전파 손실들을 겪는다.
이제 도 22a 및 도 22b를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 혼성파들을 런칭하는 도파관 시스템(2200)의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 도파관 시스템(2200)은 프로브들(2202)이 절연된 전도체(2208)의 외부면에 대하여 상이한 위치들 또는 배향들로 배치되는 것을 가능하게 하는 슬라이딩 가능하거나 회전 가능한 메커니즘(2204)에 결합되는 프로브들(2202)을 포함할 수 있다. 메커니즘(2204)은 프로브들(2202)에 의한 전자파들의 전송을 가능하게 하는 동축 급전 장치(2206) 또는 다른 결합부를 포함할 수 있다. 동축 급전 장치(2206)는 프로브들(2202) 사이의 경로차가 파장 절반 또는 파장 절반의 일부 홀수 정수 배수이도록 메커니즘(2204) 상의 일정 위치에 배치될 수 있다. 프로브들(2202)이 반대의 위상의 전자기 신호들을 생성할 때, (HE11 모드와 같은) 혼성 모드를 갖는 전자파들이 절연된 전도체(2208)의 외부면 상에서 유도될 수 있다.
메커니즘(2204)은 프로브들(2202)을 바람직한 위치로 이동시키는 모터 또는 다른 작동기(미도시)에 결합될 수도 있다. 일 실시예에서 예를 들어, 도파관 시스템(2200)은 도 23의 블록도(2300)에 도시된 바와 같이 수평으로 분극화된 HE11 모드를 갖는 전자파들을 생성하기 위해 (프로브들(2202)이 회전 가능하다고 가정하면) 프로브들(2202)을 상이한 위치(예를 들어, 동측 및 서측)로 회전시킬 것을 모터에 지시하는 제어기를 포함할 수 있다. 절연된 전도체(2208)의 외부면으로 전자파들을 유도하기 위해, 도파관 시스템(2200)은 도 22b에 도시된 테이퍼링된 혼(2210)을 더 포함할 수 있다. 테이퍼링된 혼(2110)은 절연된 전도체(2208)와 동축으로 정렬될 수 있다. 테이퍼링된 혼(2210)의 단면 치수를 감소시키기 위해, 부가 절연층(미도시)이 절연된 전도체(2208) 상에 배치될 수 있다. 부가 절연층은 도 18q 및 도 18r에 도시된 테이퍼링된 절연층(1879)과 유사할 수 있다. 부가 절연층은 테이퍼링된 혼(2210)으로부터 멀리 향하는 테이퍼링된 단부를 가질 수 있다. 테이퍼링된 절연층(1879)은 HE11 모드에 따라 런칭되는 초기 전자파의 크기를 감소시킬 수 있다. 전자파들이 절연층의 테이퍼링된 단부 쪽으로 전파함에 따라, HE11 모드는 도 23에 도시된 바와 같이 HE11 모드가 HE11 모드의 전체 크기에 도달할 때까지 확장된다. 다른 실시예들에서, 도파관 시스템(2200)은 테이퍼링된 절연층(1879)을 사용할 필요가 없을 수 있다.
도 23은 HE11 모드 파형들이 빗물과 같은 방해물들을 완화하는데 사용될 수 있다는 것을 예시한다. 예를 들어, 빗물이 도 23에 도시된 바와 같이 절연된 전도체(2208)의 외부면을 수막이 둘러싸게 하였다고 가정한다. 물방울들이 절연된 전도체(2208)의 하단에 모였다고 추가로 가정한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 수막은 총 HE11 파형의 작은 부분을 점유한다. 또한 수평으로 분극화된 HE11 파형들을 가짐으로써, 물방울들은 HE11 파형들의 최소로 강렬한 영역에 있어 물방울들에 의해 야기되는 손실들을 감소시킨다. 따라서, HE11 파형들은 절연된 전도체(2208)에 빽빽히 결합되는 모드를 갖는 고우바우파들 또는 파형들보다 훨씬 더 적은 전파 손실들 그리고 따라서 물에 의해 점유되는 영역들에서 더 큰 에너지를 겪는다.
도 22a 및 도 22b의 도파관 시스템(2200)이 HE 모드를 갖는 전자파들을 생성할 수 있는 본 논제 발명의 다른 도파관 시스템들로 대체될 수 있다는 점이 제안된다. 예를 들어, 도 18w의 도파관 시스템(1865’)은 HE 모드를 갖는 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 도파관 시스템(1865’)의 2개 이상의 MMIC’들(1870)은 HE 모드에 존재하는 전계들과 같은 분극화된 전계들을 생성하기 위해 반대의 위상의 전자파들을 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상이한 쌍들의 MMIC’들(1870)이 상이한 공간적 위치들(예를 들어, 북측 및 남측, 서측 및 동측, 북서측 및 남동측, 북동측 및 남동측, 또는 다른 하위 단편적 좌표들)에서 분극화되는 HE 파형들을 생성하기 위해 선택될 수 있다. 게다가, 도 18n 내지 도 18w의 도파관 시스템들은 HE 모드 파형들을 전파시키는데 적절한 케이블(1850)의 하나 이상의 실시예들의 코어(1852)로 HE 모드를 갖는 전자파들을 런칭하도록 구성될 수 있다.
HE 파형들이 전송 매체 상의 방해물들을 완화시키는 바람직한 특성들을 가질 수 있지만, 컷 오프 주파수를 갖는 특정 파형 모드들(예를 들어, TE 모드들, TM 모드들, TEM 모드들 또는 이들의 조합들)이 충분히 큰 파형들을 나타내고 방해물의 영역에 직교하는 (또는 대략 직교하는) 분극화된 전계들을 가질 수도 있어 방해물에 의해 야기되는 전파 손실들을 완화시키기 위해 컷 오프 주파수를 갖는 특정 파형 모드들의 사용을 가능하게 한다는 점이 제안된다. 방법(2070)은 예를 들어, 단계(2086)에서 룩업 테이블로부터 이러한 파형 모드들을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 방해물 및 방해물에 수직인 (또는 대략 수직인) 분극화된 전계들보다 더 큰 파형 모드를 나타내는 컷 오프 주파수를 갖는 파형 모드들이 실험 작업 및/또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 적은 전파 손실 특성들을 갖는 컷 오프 주파수들을 갖는 하나 이상의 파형들을 생성하는 파라미터들(예를 들어, 규모, 위상, 주파수, 파형 모드(들), 공간적 위치 선정 등)의 조합이 결정되면, 각각의 파형에 대한 파라미터 결과들이 도파관 시스템의 메모리에서의 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 마찬가지로, 전파 손실들을 감소시키는 특성들을 나타내는 컷 오프 주파수들을 갖는 파형 모드들이 단계들(2082 내지 2084)의 프로세스에 상술한 탐색 알고리즘들 중 임의의 것에 의해 반복하여 생성될 수도 있다.
설명의 단순함을 위해, 각각의 프로세스들이 도 21g에서 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
도 24를 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 블록도가 도시된다. 본 명세서에 기술된 실시예의 다양한 실시예들에 대한 추가적인 환경들을 제공하기 위해, 도 24 및 이하의 논의는 본 논제 발명의 다양한 실시예들이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 환경(2400)의 간단하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 실시예들이 하나 이상의 컴퓨터들상에서 구동할 수 있는 컴퓨터 실행 가능한 명령들의 일반적인 맥락에서 상술되었지만, 당업자들은 실시예들이 다른 프로그램 모듈들과 조합하여 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 또한 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 태스크들을 수행하거나 특정 추상 데이터형을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 컴포넌트들, 데이터 구조들, 등을 포함한다. 더욱이, 본 발명의 방법들은 단일 프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들뿐만 아니라 개인용 컴퓨터들, 핸드 헬드 컴퓨팅 디바이스들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 가전 제품, 등을 포함하여, 다른 컴퓨터 시스템 구성들로 실시될 수 있고, 이들 각각은 하나 이상의 연관 디바이스들에 동작 가능하게 결합될 수 있다는 것을 당업자들이 인식할 것이다.
본원에 사용되는 바에 따라, 프로세싱 회로는 프로세서뿐만 아니라, 입력 신호들 또는 데이터를 처리하고 입력 신호들 또는 데이터에 대한 응답으로 출력 신호들 또는 데이터를 생성하는 주문형 집적 회로, 디지털 로직 회로, 상태 기계, 프로그래밍 가능 게이트 어레이 또는 다른 회로와 같은 다른 특수 용도 회로들을 포함한다. 프로세서의 동작에 관련하여 본원에 설명하는 임의의 기능들 및 특징들이 프로세싱 회로에 의해 마찬가지로 수행될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
청구항들에 사용되는, 용어 "제 1", "제 2", "제 3", 등은, 문맥에 의해 달리 명확하지 않다면, 단지 명료함을 위한 것이지 다른 방식으로 시간상의 임의의 순서를 나타내거나 암시하지 않는다. 예를 들어 "제 1 결정", "제 2 결정"및 "제 3 결정"은 제 2 결정 이전에 제 1 결정이 행해지는 것을 나타내거나 암시하지 않으며 그 반대도 마찬가지다.
본 명세서의 실시예들 중 도시된 실시예들은 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 디바이스들에 의해 특정 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서도 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 메모리 저장 디바이스들 모두에 위치될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스들은 전형적으로 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및/또는 통신 매체를 포함할 수 있는 다양한 매체를 포함하고, 두 개의 용어들은 여기서 다음과 같이 서로 다르게 사용된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 저장 매체일 수 있고 휘발성 및 비휘발성 매체, 제거 가능 및 제거 불가능한 매체를 모두 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령들, 프로그램 모듈들, 구조화된 데이터 또는 비구조화된 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술과 관련하여 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 원하는 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적 소거가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVD; digital versatile disk) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들 또는 다른 유형의 및/또는 비일시적인 매체를 포함하지만 그로 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 저장 장치, 메모리 또는 컴퓨터 판독 가능 매체에 적용되는 용어 "유형의" 또는 "비일시적"은 변경자들로서의 일시적인 신호 전달 그 자체만을 배제하고 모든 표준 저장 매체, 메모리 또는 컴퓨터-판독 가능 매체에 대한 권리들을 포기하지 않는 것으로 이해되어야한다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 매체에 의해 저장된 정보에 대한 다양한 동작들을 위해, 예를 들어 액세스 요청들, 질의들 또는 다른 데이터 검색 프로토콜들을 통해 하나 이상의 로컬 또는 원격 컴퓨팅 디바이스들에 의해 액세스될 수 있다.
통신 매체는 전형적으로 변조된 데이터 신호, 예컨대, 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 데이터 신호에서 컴퓨터 판독 가능 명령들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 다른 구조화된 또는 비구조화된 데이터를 구현하며, 임의의 정보 전달 또는 전송 매체를 포함한다. 용어 "변조된 데이터 신호" 또는 신호들은 그의 특징들 세트 중 하나 이상을 갖고 하나 이상의 신호들에 정보를 인코딩하는 이러한 방식으로 변경된 신호를 말한다. 제한이 아닌 예로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 유선 접속과 같은 유선 매체, 및 음향, RF, 적외선 및 다른 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다.
다시 도 24를 참조하면, 기지국(예를 들어, 기지국 디바이스들(1504), 매크로셀 사이트(1502) 또는 기지국들(1614)) 또는 중앙 교환국(예를 들어, 중앙 교환국(1501 또는 1611))의 적어도 일부를 통하여 또는 이것을 형성하는 신호들을 전송하고 수신하는 예시적 환경(2400)이 도시된다. 예시적 환경(2400)의 적어도 일부는 전송 디바이스들(101 또는 102)에 대해 사용될 수도 있다. 예시적 환경은 컴퓨터(2402)를 포함할 수 있으며, 컴퓨터(2402)는 프로세싱 유닛(2404), 시스템 메모리(2406) 및 시스템 버스(2408)를 포함한다. 시스템 버스(2408)는 시스템 메모리(2406)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 시스템 구성요소들을 프로세싱 유닛(2404)에 결합시킨다. 프로세싱 유닛(2404)은 다양한 상업적으로 이용 가능한 프로세서들 중 임의의 것일 수 있다. 듀얼 마이크로프로세서들 및 다른 멀티프로세서 아키텍처들이 프로세싱 유닛(2404)으로서 채용될 수도 있다.
시스템 버스(2408)는 다양한 상업적으로 이용 가능한 버스 아키텍처들 중 임의의 것을 사용하는(메모리 제어기를 가지거나 가지지 않는) 메모리 버스, 주변 장치 버스, 및 로컬 버스에 또한 상호 접속할 수 있는 몇몇 형태들의 버스 구조 아키텍처 중 어느 것일 수 있다. 시스템 메모리(2406)는 ROM(2410) 및 RAM(2412)을 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM(erasable programmable read only memory), EEPROM과 같은 비휘발성 메모리에 저장될 수 있으며, BIOS는 시동 동안과 같이 컴퓨터(2402) 내의 요소들간에 정보를 전송하는 것을 돕는 기본 루틴들을 포함한다. RAM(2412)은 또한 데이터 캐싱을 위한 정적 RAM과 같은 고속 RAM을 포함할 수 있다.
컴퓨터(2402)는 내부 하드 디스크 드라이브(HDD; 2414)(예를 들면, EIDE, SATA)를 추가로 포함하고, 내부 하드 디스크 드라이브(2414)는 또한 적절한 섀시(도시되지 않음), 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD; 2416)(예를 들면, 제거 가능한 디스켓(2418)로부터 판독하거나 그에 기록하기 위한) 및 광 디스크 드라이브(2420)(예를 들면, CD-ROM 디스크(2422)를 판독하거나, DVD와 같은 다른 고용량 광학 매체로부터 판독하거나 그에 기록하기 위한)에서 외부 사용을 위해 또한 구성될 수 있다. 하드 디스크 드라이브(2414), 자기 디스크 드라이브(2416) 및 광 디스크 드라이브(2420)는 하드 디스크 드라이브 인터페이스(2424), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(2426) 및 광학 드라이브 인터페이스(2428), 각각에 의해 시스템 버스(2408)에 접속될 수 있다. 외부 구동 구현들을 위한 인터페이스(2424)는 범용 직렬 버스(USB) 및 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 인터페이스 기술들 중 적어도 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 다른 외부 구동 연결 기술들은 여기에 설명된 실시예들의 고려 내에 있다.
드라이브들 및 이들과 연관된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 데이터, 데이터 구조들, 컴퓨터-실행 가능한 명령들, 등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(2402)에 대하여, 드라이브들 및 저장 매체는 적절한 디지털 포맷으로 임의의 데이터의 저장을 수용한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 설명이 하드 디스크 드라이브(HDD), 제거가능한 자기 디스켓, 및 CD 또는 DVD와 같은 제거가능한 광학 매체를 언급하지만, 짚 드라이브들, 자기 카세트들, 플래시 메모리 카드들, 카트리지들, 등과 같은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 다른 형태들의 저장 매체가 또한 예시적인 동작 환경에서 사용될 수 있다는 것, 및 또한, 임의의 이러한 저장 매체는 여기에 기술된 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 포함할 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해되어야 한다.
다수의 프로그램 모듈들이 운영 체계(2430), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(2432), 다른 프로그램 모듈들(2434) 및 프로그램 데이터(2436)를 포함하는 드라이브 및 RAM(2412)에 저장될 수 있다. 운영 체계, 애플리케이션들, 모듈들 및/또는 데이터가 RAM(2412)에 또한 캐시될 수 있다. 여기에 기술된 시스템들 및 방법들은 다양한 상업적으로 이용 가능한 운영 체계들 또는 운영 체계들의 조합들을 이용하여 구현될 수 있다. 프로세싱 유닛(2404)에 의해 구현되고 그렇지 않으면 실행될 수 있는 애플리케이션 프로그램들(2432)의 예들은 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 수행되는 다이버시티 선택 결정을 포함한다.
사용자는 하나 이상의 유/무선 입력 디바이스들, 예컨대 키보드(2438) 및 마우스(2440)와 같은 포인팅 디바이스를 통해 명령 및 정보를 컴퓨터(2402)에 입력할 수 있다. 다른 입력 디바이스들(도시되지 않음)은 마이크로폰, 적외선(IR) 원격 제어기, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 등을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 입력 디바이스들은 종종 시스템 버스(2408)에 결합될 수 있는 입력 디바이스 인터페이스(2442)를 통해 프로세싱 유닛(2404)에 접속되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, 범용 직렬 버스(USB) 포트, IR 인터페이스, 등과 같은 다른 인터페이스들에 의해 접속될 수 있다.
모니터(2444) 또는 다른 형태의 디스플레이 디바이스는 또한 비디오 어댑터(2446)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(2408)에 접속될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 모니터(2444)가 또한, 인터넷 및 클라우드 기반 네트워크를 통하는 것을 포함하여, 임의의 통신 수단을 통해 컴퓨터(2402)와 연관된 디스플레이 정보를 수신하기 위해 임의의 디스플레이 디바이스(예를 들면, 디스플레이를 갖는 다른 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 등)일 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 모니터(2444)에 추가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커들, 프린터들, 등과 같은 다른 주변 출력 디바이스들(도시되지 않음)을 포함한다.
컴퓨터(2402)는 원격 컴퓨터(들)(2448)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들로의 유선 및/또는 무선 통신을 통한 논리 접속을 사용하는 네트워킹된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(2448)는, 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 개인용 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 엔터테인먼트 기기, 피어 디바이스 또는 다른 공통 네트워크 노드일 수 있으며, 간략화를 위해 메모리/저장 디바이스(2450)만이 도시되지만, 전형적으로는 컴퓨터(2402)와 관련하여 설명된 많은 또는 모든 요소들을 포함한다. 도시된 논리 접속들은 근거리 통신망(LAN)(2452) 및/또는 광역 통신망(WAN)(2454)과 같은 보다 큰 네트워크들에 대한 유선/무선 접속을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경들은 사무실들 및 회사들에서 일반적이며, 인트라넷과 같은 기업 전체 컴퓨터 네트워크들을 가능하게 하고, 그의 모두는 인터넷과 같은 글로벌 통신 네트워크에 연결할 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(2402)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(2456)를 통해 근거리 통신망(2452)에 접속될 수 있다. 어댑터(2456)는 LAN(2452)에 대한 유선 또는 무선 통신을 가능하게 하고, 이는 또한 무선 어댑터(2456)와 통신하기 위해 그 위에 배치된 무선 AP를 포함할 수 있다.
WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(2402)는 모뎀(2458)을 포함할 수 있거나 WAN(2454)상의 통신 서버에 접속될 수 있거나 또는 인터넷에 의해서와 같이 WAN(2454)을 통한 통신을 확립하기 위한 다른 수단을 가질 수 있다. 내부 또는 외부 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(2458)은 입력 디바이스 인터페이스(2442)를 통해 시스템 버스(2408)에 접속될 수 있다. 네트워킹된 환경에서, 컴퓨터(2402) 또는 그 일 부분들에 대해 도시된 프로그램 모듈들은 원격 메모리/저장 디바이스(2450)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 접속들은 예이며, 컴퓨터들간의 통신 링크를 확립하는 다른 수단이 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
컴퓨터(2402)는 무선 통신에 동작 가능하게 배치된 임의의 무선 디바이스들 또는 엔티티들, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크탑 및/또는 휴대용 컴퓨터, 개인용 휴대 정보 단말, 통신 위성, 무선으로 검출 가능한 태그(예를 들면, 키오스크, 신문 가판대, 화장실)과 연관된 위치 또는 장비의 일 부분, 및 전화와 통신하도록 동작가능할 수 있다. 이는 무선 장치 또는 엔티티와 통신하도록 동작할 수 있다. 이는 무선 충실도(Wi-Fi) 및 블루투스® 무선 기술들을 포함할 수 있다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크와 같이 사전 정의된 구조일 수 있고, 단순히 적어도 2 개의 디바이스들 사이의 애드 혹 통신일 수 있다.
Wi-Fi는 집에 있는 소파, 호텔 방에 있는 침대 또는 직장에 있는 회의실에서 유선 없이 인터넷에 연결하게할 수 있다. Wi-Fi는 휴대 전화에서 사용되는 것과 유사한 무선 기술로서, 이러한 디바이스들, 예를 들어, 컴퓨터들이 실내 및 실외 기지국의 범위 내 어디에서나 데이터를 송수신할 수 있게 한다. Wi-Fi 네트워크는 IEEE 802.11(a, b, g, n, ac, ag 등)이라는 무선 기술들을 사용하여 안전하고, 신뢰가능하고, 빠른 무선 연결을 제공한다. Wi-Fi 네트워크는 컴퓨터들을 서로 인터넷, 유선 네트워크들(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용할 수 있음)에 연결하기 위해 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크들은 예를 들면, 허가되지 않은 2.4 및 5GHz 무선 대역들에서 작동하거나 두 대역들(이중 대역)을 포함하는 제품들에 의해 동작해서, 네트워크들은 많은 사무실에서 사용되는 기본 10BaseT 유선 이더넷 네트워크들과 유사한 실제 성능을 제공할 수 있다.
도 25는 여기에 개시된 요지의 하나 이상의 양태들을 구현 및 이용할 수 있는 모바일 네트워크 플랫폼(2510)의 일 예시적인 실시예(2500)를 나타낸다. 하나 이상의 실시예들에서, 모바일 네트워크 플랫폼(2510)은 개시된 논제 사안과 연관된 기지국들(예를 들어, 기지국 디바이스들(1504), 매크로셀 사이트(1502) 또는 기지국들(1614)), 중앙 교환국(예를 들어, 중앙 교환국(1501 또는 1611)) 또는 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 전송되고 수신되는 신호들을 생성하고 수신할 수 있다. 일반적으로, 무선 네트워크 플랫폼(2510)은 패킷 교환(PS)(예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP), 프레임 중계, 비동기식 전송 모드(ATM)) 및 회선 교환(CS) 트래픽(예를 들면, 음성 및 데이터) 둘 모두, 뿐만 아니라 네트워킹된 무선 통신을 위한 제어 생성을 가능하게 하는 구성요소들, 예를 들면, 노드들, 게이트웨이들, 인터페이스들, 서버들, 또는 별개의 플랫폼들을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 무선 네트워크 플랫폼(2510)은 원격 통신 반송파 네트워크들에 포함될 수 있고, 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 반송파측 구성요소들이 고려될 수 있다. 모바일 네트워크 플랫폼(2510)은 전화 네트워크(들)(2540)(예를 들어, 공중 교환 전화망(PSTN; public switched telephone network) 또는 공중 육상 이동망(PLMN; public land mobile network)) 또는 시그널링 시스템 #7(SS7) 네트워크(2570)와 같은 레거시 네트워크들로부터 수신된 CS 트래픽을 인터페이스할 수 있는 CS 게이트웨이 노드(들)(2552)를 포함한다. 회로 교환 게이트웨이 노드(들)(2522)는 이러한 네트워크들로부터 발생하는 트래픽(예를 들어, 음성)을 인가 및 인증할 수 있다. 추가로, CS 게이트웨이 노드(들)(2522)는 SS7 네트워크(2570)를 통해 생성된 이동성 또는 로밍 데이터에 액세스할 수 있다; 예를 들면, 메모리(2530)에 상주할 수 있는 방문 위치 레지스터(VLR)에 저장된 이동성 데이터. 더욱이, CS 게이트웨이 노드(들)(2522)는 CS-기반 트래픽 및 시그널링 및 PS 게이트웨이 노드(들)(2518)에 인터페이스한다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, CS 게이트웨이 노드(들)(2522)는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(들)(GGSN)에서 적어도 부분적으로 실현될 수 있다. CS 게이트웨이 노드(들)(2522), PS 게이트웨이 노드(들)(2518) 및 서빙 노드(들)(2516)의 기능 및 특정 동작이 원격 통신을 위해 이동 네트워크 플랫폼(2510)에 의해 이용되는 무선 기술(들)에 의해 제공되고 지시되는 것이 이해되어야 한다.
CS-교환 트래픽 및 시그널링을 수신 및 처리하는 것 이외에, PS 게이트웨이 노드(들)(2518)는 서빙되는 이동 디바이스들과 함께 PS-기반 데이터 세션들을 인가 및 인증할 수 있다. 데이터 세션들은 PS 게이트웨이 노드(들)(2518)를 통해 이동 네트워크 플랫폼(2510)과 또한 인터페이스될 수 있는 근거리 통신망(들)(LAN)에서 구현될 수 있는, 광역 통신망들(WANs)(2550), 기업 내 네트워크(들)(2570), 및 서비스 네트워크(들)(2580)와 같이 무선 네트워크 플랫폼(2510) 외부의 네트워크들과 교환되는 트래픽(들) 또는 콘텐트(들)를 포함할 수 있다. WANs(2550) 및 기업 내 네트워크(들)(2560)가 적어도 부분적으로는 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS)과 같은 서비스 네트워크(들)를 구현할 수 있다는 것이 주의될 것이다. 기술 자원(들)(2517)에서 이용 가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여, 패킷-교환 게이트웨이 노드(들)(2518)는 데이터 세션이 확립될 때 패킷 데이터 프로토콜 컨텍스트들을 생성할 수 있고; 패킷화된 데이터의 라우팅을 가능하게 하는 다른 데이터 구조들도 생성될 수 있다. 이를 위해, 일 양태에서, PS 게이트웨이 노드(들)(2518)는 Wi-Fi 네트워크와 같은 별개의 무선 네트워크(들)(도시되지 않음)와의 패킷화된 통신을 가능하게할 수 있는 터널 인터페이스(예를 들면, 3GPP UMTS 네트워크(들)(도시되지 않음) 내의 터널 종단 게이트웨이(TTG))를 포함할 수 있다.
실시예(2500)에서, 무선 네트워크 플랫폼(2510)은 또한 기술 자원(들)(2517) 내의 이용 가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여 PS 게이트웨이 노드(들)(2518)를 통해 수신된 데이터 스트림들의 다양한 패킷화된 플로우들을 전달하는 서빙 노드(들)(2516)를 포함한다. CS 통신에 주로 의존하는 기술 자원(들)(2517)의 경우, 서버 노드(들)는 PS 게이트웨이 노드(들)(2518)에 의존하지 않고 트래픽을 전달할 수 있음이 주의될 것이다; 예를 들면, 서버 노드(들)는 적어도 부분적으로 이동 교환국을 구현할 수 있다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, 서빙 노드(들)(2516)는 서빙 GPRS 지원 노드(들)(SGSN)에서 구현될 수 있다.
패킷화된 통신을 이용하는 무선 기술들에 대하여, 무선 네트워크 플랫폼(2510)의 서버(들)(2514)는 다수의 별개의 패킷화된 데이터 스트림들 또는 플로우들을 생성할 수 있는 다수의 애플리케이션들을 실행할 수 있고, 그러한 플로우들을 관리(예를 들어, 스케줄링, 대기열에 넣기, 포맷 ...)할 수 있다. 이러한 애플리케이션(들)은 무선 네트워크 플랫폼(2510)에 의해 제공되는 표준 서비스들(예를 들어, 권한 설정, 청구서 발부, 고객 지원 등)에 부가 기능들을 포함할 수 있다. 데이터 스트림들(예를 들면, 음성 호 또는 데이터 세션의 부분인 콘텐트(들))은 데이터 세션의 인가/인증 및 개시를 위한 PS 게이트웨이 노드(들)(2518), 및 이후에 통신을 위한 서빙 노드(들)(2516)로 전달될 수 있다. 애플리케이션 서버 이외에, 서버(들)(2514)는 유틸리티 서버(들)를 포함할 수 있고, 유틸리티 서버는 권한 설정 서버, 운영 및 유지 보수 서버, 적어도 부분적으로 인증 기관 및 방화벽뿐만 아니라 다른 보안 메커니즘들을 구현할 수 있는 보안 서버, 등을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 보안 서버(들)는 CS 게이트웨이 노드(들)(2522) 및 PS 게이트웨이 노드(2518)가 규정할 수 있는 인가 및 인증 절차들에 더하여 네트워크의 동작 및 데이터 무결성을 보장하기 위해 무선 네트워크 플랫폼(2510)을 통해 서빙된 통신을 보호한다. 더욱이, 권한 설정 서버(들)는 별개의 서비스 제공자에 의해 운영되는 네트워크들과 같은 외부 네트워크(들)로부터 서비스를 공급할 수 있다; 예를 들어, WAN(2550) 또는 위성 위치 확인 시스템(GPS; Global Positioning System) 네트워크(들)(미도시). 권한 설정 서버(들)는 또한 더 많은 네트워크 커버리지를 제공함으로써 무선 서비스 커버리지를 향상시키는 도 1(들)에 도시된 바와 같은 분산형 안테나 네트워크들과 같은 무선 네트워크 플랫폼(2510)(예를 들어, 동일한 서비스 제공자에 의해 배치 및 운영됨)과 연관된 네트워크들을 통해 커버리지를 공급할 수 있다. 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같은 중계 디바이스들은 또한 UE(2575)에 의한 가입자 서비스 경험을 향상시키기 위해 네트워크 커버리지를 개선한다.
서버(들)(2514)가 매크로 네트워크 플랫폼(2510)의 기능성의 적어도 일부를 부여하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있음이 주의될 것이다. 이를 위해, 하나 이상의 프로세서는, 예를 들면, 메모리(2530)에 저장된 코드 명령들을 실행할 수 있다. 서버(들)(2514)가 전술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 동작하는 콘텐츠 관리자(2515)를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
예시적인 실시예(2500)에서, 메모리(2530)는 무선 네트워크 플랫폼(2510)의 동작과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 다른 동작 정보는 무선 플랫폼 네트워크(2510)를 통해 서빙되는 이동 디바이스들의 권한 설정 정보, 가입자 데이터베이스들; 애플리케이션 인텔리전스, 요금 체계(예: 프로모션 요금, 정액 요금 프로그램, 쿠폰 제공 캠페인) 이질적인 무선 장치, 또는 무선, 기술 계층의 작동을 위한 통신 프로토콜들과 일관된 기술 사양(들); 등을 포함할 수 있다. 메모리(2530)는 전화 네트워크(2540), WAN(2550), 기업 내 네트워크(2570), 또는 SS7 네트워크(2560) 중 적어도 하나로부터의 정보를 또한 저장할 수 있다. 일 양태에서, 메모리(2530)는 데이터 저장소 구성요소의 부분으로서 또는 원격으로 연결된 메모리 저장소로서 액세스될 수 있다.
개시된 주제의 다양한 양태들에 대한 환경을 제공하기 위해, 도 25 및 이하의 논의는 개시된 주제의 다양한 양태들이 구현될 수 있는 적합한 환경에 대한 간략하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 요지는 컴퓨터 및/또는 컴퓨터들상에서 구동하는 컴퓨터 프로그램의 컴퓨터 실행 가능 명령들의 일반적인 환경에서 상술되었지만, 당업자들은 개시된 요지가 또한 다른 프로그램 모듈들과 조합하여 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 태스크들을 수행하고 및/또는 특정 추상 데이터형들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 구성요소들, 데이터 구조들, 등을 포함한다.
도 26은 통신 디바이스(2600)의 예시적인 실시예를 도시한다. 통신 디바이스(2600)는 (예를 들어, 도 15, 도 16a 및 도 16b에서의) 본 논제 발명에 의해 언급되는 모바일 디바이스들 및 빌딩 내 디바이스들과 같은 디바이스들의 예시적인 실시예로서의 역할을 할 수 있다.
통신 디바이스(2600)는 유선 및/또는 무선 송수신기(2602)(본원의 송수신기(2602)), 사용자 인터페이스(UI)(2604), 전원 공급기(2614), 위치 추적 수신기(2616), 모션 센서(2618), 배향 센서(2620) 및 이들의 동작들을 관리하는 제어기(2606)를 포함할 수 있다. 송수신기(2602)는 몇가지만 언급하자면 블루투스®, 지그비®, 와이파이, DECT 또는 셀룰러 통신 기술들과 같은 단거리 또는 장거리 무선 액세스 기술들(블루투스® 및 지그비®는 Bluetooth® Special Interest Group 및 ZigBee® Alliance 각각에 의해 등록된 상표들임)을 지원할 수 있다. 셀룰러 기술들은, 예를 들어, CDMA-1X, UMTS/HSDPA, GSM/GPRS, TDMA/EDGE, EV/DO, WiMAX, SDR, LTE뿐만 아니라, 셀룰러 기술들이 발달함에 따라 다른 차세대 무선 통신 기술들을 포함할 수 있다. 송수신기(2602)는 (PSTN과 같은) 회로 전환 유선 액세스 기술들, (TCP/IP, VoIP 등과 같은) 패킷 전환 유선 액세스 기술들, 및 이들의 조합들을 지원하도록 구성될 수도 있다.
UI(2604)는 통신 디바이스(2600)의 동작들을 조작하는 롤러 볼, 조이스틱, 마우스 또는 내비게이션 디스크와 같은 내비게이션 메커니즘을 갖는 누를 수 있거나 터치 감응식의 키패드(2608)를 포함할 수 있다. 키패드(2608)는 통신 디바이스(2600)의 하우징 어셈블리의 일체화된 부분 또는 (USB 케이블과 같은) 테더링된 유선 인터페이스 또는 예를 들어, 블루투스®를 지원하는 무선 인터페이스에 의해 통신 디바이스(2600)에 동작 가능하게 결합되는 독립 디바이스일 수 있다. 키패드(2608)는 전화기들 및/또는 영문 숫자 키들을 갖는 쿼티 키패드에 의해 통상적으로 사용되는 숫자 키패드를 나타낼 수 있다. UI(2604)는 단색 또는 컬러 LCD(액정 디스플레이), OLED(유기 발광 다이오드) 또는 통신 디바이스(2600)의 최종 사용자에게 이미지들을 전달하는 다른 적절한 디스플레이 기술과 같은 디스플레이(2610)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(2610)가 터치 감응식인 일 실시예에서, 키패드(2608)의 일부 또는 모두가 내비게이션 특징들을 갖는 디스플레이(2610)를 통하여 제공될 수 있다.
디스플레이(2610)는 또한 사용자 입력을 검출하는 사용자 인터페이스로서의 역할을 하기 위해 터치 스크린 기술을 이용할 수 있다. 터치 스크린 디스플레이로서, 통신 디바이스(2600)는 손가락의 터치로 사용자에 의해 선택될 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 요소들을 갖는 사용자 인터페이스를 제공하도록 구성될 수 있다. 터치 스크린 디스플레이(2610)는 사용자의 손가락의 얼마나 많은 표면적이 터치 스크린 디스플레이의 일부 상에 배치되었는지를 검출하기 위해 용량성, 저항성 또는 다른 형태들의 감지 기술이 구비될 수 있다. 이러한 감지 정보는 GUI 요소들 또는 사용자 인터페이스의 다른 기능들의 조작을 제어하는데 사용될 수 있다. 디스플레이(2610)는 통신 디바이스(2600)의 하우징 어셈블리의 일체화된 부분 또는 (케이블과 같은) 테더링된 유선 인터페이스 또는 무선 인터페이스에 의해 통신 디바이스(2600)에 통신적 결합되는 독립 디바이스일 수 있다.
UI(2604)는 (사람 귀의 근처에서 들리는 오디오와 같은) 낮은 볼륨 오디오 및 (핸즈 프리 동작을 위한 스피커폰과 같은) 높은 볼륨 오디오를 전달하는 오디오 기술을 활용하는 오디오 시스템(2612)을 포함할 수도 있다. 오디오 시스템(2612)은 최종 사용자의 가청의 신호들을 수신하는 마이크를 더 포함할 수 있다. 오디오 시스템(2612)은 음성 인식 애플리케이션들을 위해 사용될 수도 있다. UI(2604)는 정지 또는 움직이는 이미지들을 캡처하는 고체 촬상 소자(CCD) 카메라와 같은 이미지 센서(2613)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급기(2614)는 장거리 또는 단거리 휴대용 통신을 용이하게 하기 위해 통신 디바이스(2600)의 구성요소들에 에너지를 공급하는 교체 가능 및 재충전 가능 배터리, 공급 조절 기술, 및/또는 충전 시스템 기술과 같은 통상의 전력 관리 기술들을 활용할 수 있다. 대안적으로 또는 조합으로, 충전 시스템은 USB 포트 또는 다른 적절한 테더링 기술들과 같은 물리적 인터페이스를 통해 공급되는 DC 전력과 같은 외부 전원들을 활용할 수 있다.
위치 추적 수신기(2616)는 내비게이션과 같은 위치 추적 서비스들을 용이하게 하는데 사용될 수 있는 GPS 위성들의 무리에 의해 생성되는 신호들에 기초한 통신 디바이스(2600)의 위치를 식별하는 GPS 지원 측위가 가능한 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신기와 같은 위치 추적 기술을 활용할 수 있다. 모션 센서(2618)는 3차원 공간에서 통신 디바이스(2600)의 모션을 검출하기 위해 가속도계, 자이로스코프 또는 다른 적절한 모션 감지 기술과 같은 모션 감지 기술을 활용할 수 있다. 배향 센서(2620)는 통신 디바이스(2600)의 배향(북측, 남측, 서측, 및 동측 뿐만 아니라, 도, 분, 또는 다른 적절한 배향 메트릭들로의 결합된 배향들)을 검출하기 위해 자력계와 같은 배향 감지 기술을 활용할 수 있다.
통신 디바이스(2600)는 수신된 신호 강도 표시기(RSSI) 및/또는 신호 도래 시간(TOA) 또는 전파 시간(TOF) 측정치들을 활용하는 것과 같은 감지 기법들에 의해 셀룰러, 와이파이, 블루투스® 또는 다른 무선 액세스 포인트들에의 근접을 또한 결정하기 위해 송수신기(2602)를 사용할 수 있다. 제어기(2606)는 통신 디바이스(2600)의 앞서 언급한 구성요소들에 의해 공급되는 데이터를 제어하고, 처리하는 컴퓨터 명령들을 실행시키는 플래시, ROM, RAM, SRAM, DRAM 또는 다른 저장 기술들과 같은 연관된 저장 메모리를 갖는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 프로그래밍 가능 게이트 어레이, 주문형 집적 회로 및/또는 비디오 프로세서와 같은 컴퓨팅 기술들을 활용할 수 있다.
도 26에 도시되지 않은 다른 구성요소들이 본 논제 발명의 하나 이상의 실시예들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 디바이스(2600)는 가입자 식별 모듈(SIM) 카드 또는 범용 집적 회로 카드(UICC)와 같은 신원 모듈을 추가하거나 제거하는 슬롯을 포함할 수 있다. SIM 또는 UICC 카드들은 가입자 서비스들을 식별하고, 프로그램들을 실행시키고, 가입자 데이터를 저장하는 등에 사용될 수 있다.
본 명세서에서, "저장소", "저장 장치", "데이터 저장소", "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성요소의 동작 및 기능에 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성요소와 같은 용어들은 "메모리 구성요소들" 또는 "메모리" 또는 메모리를 포함하는 구성요소들로 구현된 엔티티들을 말한다. 본 명세에 기술된 메모리 구성요소들이 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나, 한정이 아닌 예시로서, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 디스크 저장 장치, 및 메모리 저장 장치와 같은 비휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리 둘 모두를 포함할 수 있다. 또한, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램 가능 ROM(PROM), 전기적 프로그램 가능 ROM(EPROM), 전기적 소거 가능 ROM(EEPROM), 또는 플래시 메모리에 포함될 수 있다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로 작동하는 랜덤 액세스 메모리(RAM; Random Access Memory)를 포함할 수 있다. RAM은 동기식 RAM(SRAM; Synchronous RAM), 동적 RAM(DRAM; Dynamic RAM), 동기식 DRAM(SDRAM; Synchronous DRAM), 2배속 SDRAM(DDR SDRAM), 향상된 SDDRAM(ESDRAM), 싱크링크(Synchlink DRAM; SLDRAM) 및 다이렉트 램버스 RAM(DRRAM)을 포함한다. 추가로, 여기에서 시스템들 또는 방법들의 개시된 메모리 구성요소들은 이들 및 임의의 다른 적합한 형태들의 메모리를 포함하지만 그로 제한되지 않도록 의도된다.
더욱이, 개시된 요지가 단일 프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템들, 미니-컴퓨팅 디바이스들, 메인프레임 컴퓨터들, 뿐만 아니라 개인용 컴퓨터, 핸드-헬드 컴퓨팅(hand-held computing)(예를 들면, PDA, 전화, 스마트폰, 시계, 태블릿 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 등), 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 소비자 또는 산업 전자 제품, 등을 포함하는 다른 컴퓨터 시스템 구성들에 의해 실행될 수 있다. 도시된 양태들은 또한 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 디바이스들에 의해 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실행될 수 있다; 그러나, 본 개시의 모두가 아닌 일부 양태들은 독립형 컴퓨터들에서 실행될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 메모리 저장 디바이스들 모두에 위치될 수 있다.
여기에 기술된 실시예들 중 일부는 여기에 설명된 하나 이상의 특징들을 자동화하는 것을 가능하게 하기 위해 인공 지능(AI)을 또한 채용할 수 있다. 예를 들어, 인공 지능은 전송 효율을 최대화하기 위해 후보 주파수, 변조 방식, MIMO 모드 및/또는 유도파 모드를 평가하고 선택하는데 선택적 트레이닝 제어기(230)에서 사용될 수 있다. 실시예들(예를 들어, 기존 통신 네트워크에 추가된 후에 최대값/이익을 제공하는 획득된 셀 사이트들을 자동으로 식별하는 것과 관련하여)은 그 다양한 실시예들을 수행하기 위해 다양한 AI 기반 방식들을 채용할 수 있다. 더욱이, 분류자(Classifier)는 획득된 네트워크의 각 셀 사이트의 랭킹 또는 우선순위를 결정하기 위해 채용될 수 있다. 분류자는 입력 속성 벡터, x =(x1, x2, x3, x4, ..., xn)를 입력이 클래스에 속하는 신뢰도, 즉, f(x) = 신뢰도(클래스)로 맵핑하는 함수이다. 이러한 분류는 사용자가 자동으로 수행되기를 희망하는 동작을 예지 또는 추론하기 위해 확률론적 및/또는 통계 기반 분석(예를 들어, 분석 유틸리티들 및 비용들을 팩터링)을 채용할 수 있다. 지원 벡터 머신(SVM; support vector machine)은 채용될 수 있는 분류자의 일 예이다. SVM은 초곡면(hypersurface)이 비-트리거링 이벤트들로부터 트리거링 기준들을 분할하려고 시도하는 가능한 입력들의 공간에서 초곡면을 찾아서 작동한다. 직관적으로, 이는 학습 데이터에 가깝지만 그와 동일하지 않은 테스트 데이터에 대해 분류 정정을 수행한다. 다른 지향성 및 비지향성 모델 분류 접근법들은 예를 들어, 채용될 수 있는 상이한 독립 패턴들을 제공하는 나이브 베이즈, 베이지안 네트워크, 의사 결정 트리들, 신경망들, 퍼지 논리 모델들, 및 확률론적 분류 모델들을 포함한다. 여기에 사용된 분류는 또한 우선 순위 모델을 개발하는 데 이용되는 통계 회귀를 포함한다.
쉽게 이해되는 바와 같이, 하나 이상의 실시예들은(예를 들어, 일반 트레이닝 데이터를 통해) 명시적으로 트레이닝될 뿐만 아니라(예를 들어, UE 거동, 운영자 선호들, 이력 정보, 외부 정보, 등을 관측하는 것을 통해) 암시적으로 트레이닝되는 분류자들을 채용할 수 있다. 예를 들어, SVM들은 분류자 생성자 및 피쳐 선택 모듈 내에서 학습 또는 트레이닝 단계를 통해 구성될 수 있다. 따라서, 분류자(들)는 다수의 기능들을 자동으로 학습하고 수행하는데 사용될 수 있으며, 상기 다수의 기능들은 획득된 셀 사이트들 중 어느 것이 최대 가입자들의 수에 이익인지 및/또는 획득한 셀 사이트들 중 어느 것이 기존 통신 네트워크 커버리지, 등에 최소값을 추가할 것인지의 사전 결정된 기준들에 따라 결정하지만 그로 제한되지 않는다.
본 출원의 일부 문맥들에서 사용된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 용어들 "구성요소", "시스템"은 하나일 수 있는 컴퓨터 관련 엔티티 또는 하나 이상의 특정 기능을 갖는 동작 장치와 관련된 엔티티를 지칭하거나 그를 포함하는 것으로 의도되고, 엔티티는 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어 중 어느 것일 수 있다. 일 예로서, 구성요소는 프로세서상에 구동하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 컴퓨터 실행 가능 명령들, 프로그램, 및/또는 컴퓨터상일 수 있지만, 그로 한정되지 않는다. 제한 없이 설명하기 위해, 서버상에 구동하는 응용 프로그램과 서버 모두 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터상에 국한될 수 있고 및/또는 2 대 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 또한, 이들 구성요소들은 다양한 데이터 구조가 저장된 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행할 수 있다. 구성요소들은 하나 이상의 데이터 패킷들(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템 및/또는 신호를 통해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 다른 구성요소와 상호 작용하는 하나의 구성요소로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따라서와 같이 로컬 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다. 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷으로). 다른 예로서, 구성요소는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션에 의해 동작되는 전기 또는 전자 회로에 의해 동작되는 기계적 부분들에 의해 제공되는 특정 기능을 갖는 장치일 수 있으며, 프로세서는 장치의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션의 적어도 일부를 실행한다. 또 다른 예로서, 구성요소는 기계적 부분들 없이 전자 구성요소들을 통해 특정 기능을 제공하는 장치일 수 있으며, 전자 구성요소들은 적어도 부분적으로 전자 구성요소들의 기능을 부여하는 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하기 위해 내부에 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 구성요소들이 개별 구성요소들로서 도시되었지만, 예시적인 실시예를 벗어나지 않고 다수의 구성요소들이 단일 구성요소로서 구현될 수 있거나 단일 구성요소가 다수의 구성요소들로서 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
또한, 다양한 실시예들은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 임의의 조합을 생성하기 위해 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 사용하여 방법, 장치 또는 물품으로서 구현되어 개시된 주제를 구현하도록 컴퓨터를 제어할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터 판독 가능 장치 또는 컴퓨터 판독 가능 저장/통신 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 자기 저장 디바이스들(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립들), 광학 디스크들(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD)), 스마트 카드들 및 플래시 메모리 디바이스들(예를 들면, 카드, 스틱, 키 드라이브)를 포함할 수 있지만, 그로 제한되지 않는다. 물론, 당업자들은 다양한 실시예들의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 이러한 구성에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있음을 알 것이다.
또한, "예시" 및 "예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 경우 또는 예로서 제공되는 것을 의미하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 "예" 또는 "예시적인" 것으로 기술된 임의의 실시예 또는 설계는 다른 실시예들 또는 설계들보다 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되지는 않는다. 오히려, 예 또는 예시라는 단어의 사용은 구체적인 방식으로 개념들을 제시하기 위한 것이다. 본 출원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 독점적인 "또는"보다는 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 달리 명시되거나 문맥상 명확하지 않은 한, "X는 A 또는 B를 채용한다"는 임의의 당연한 포괄적인 치환들을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 채용하는 경우; X는 B를 채용한다; 또는 X가 A와 B를 모두 채용하면 앞의 경우들 중 어느 하나에서 "X는 A 또는 B를 채용한다"가 충족된다. 또한, 본 출원 및 첨부된 특허 청구 범위에서 사용되는 단수형은 달리 명시되지 않거나 단수 형태로 지시되는 문맥으로부터 명백하지 않은 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
더욱이, "사용자 장비", "이동국", "모바일", "가입자 기지국", "액세스 단말", "단말", "핸드셋", "이동 디바이스"(및/또는 유사한 용어를 나타내는 용어들)과 같은 용어들은 데이터, 제어, 음성, 비디오, 사운드, 게임 또는 실질적으로 임의의 데이터-스트림 또는 시그널링-스트림을 수신 또는 전달하기 위해 무선 통신 서비스의 가입자 또는 사용자에 의해 이용되는 무선 디바이스를 지칭할 수 있다. 전술한 용어들은 본 명세서 및 관련 도면을 참조하여 상호 교환하여 이용된다.
또한, 용어들 "사용자", "가입자", "고객", "소비자" 등은 문맥이 용어들 사이의 특정 구별들을 보장하지 않는 한, 전체적으로 상호 교환적으로 채용된다. 이러한 용어들이 인공 지능(예를 들어, 적어도 복잡한 수학적 형식론에 기초한 추론을할 수 있는 능력)을 통해 지원된 인간 개체들 또는 자동화된 구성요소들을 의미할 수 있으며, 이는 시뮬레이션된 시각, 소리 인식 등을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "프로세서"는; 단일-코어 프로세서들; 소프트웨어 멀티스레드 실행 기능을 갖춘 단일 프로세서들; 멀티-코어 프로세서; 소프트웨어 멀티스레드 실행 기능을 갖춘 멀티-코어 프로세서들; 하드웨어 멀티스레드 기술에 의한 멀티-코어 프로세서들; 병렬 플랫폼들; 및 분산 공유 메모리가 있는 병렬 플랫폼들를 포함하지만 이에 한정되지 않는 실질적으로 임의의 컴퓨팅 프로세싱 유닛 또는 디바이스를 지칭할 수 있다. 추가로, 프로세서는 집적 회로, 주문형 집적 회로(ASIC; Application Specific Integrated Circuit), 디지털 신호 프로세서(DSP; Digital Signal Processor), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA; Field Programmable Gate Array), 프로그램 가능 논리 제어기(PLC; Programmable Logic Controller), 복잡한 프로그래머블 로직 디바이스(CPLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소들 또는 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 지칭할 수 있다. 프로세서들은 공간 사용을 최적화하거나 사용자 장비의 성능을 향상시키기 위해 분자 및 양자점 기반 트랜지스터들, 스위치들 및 게이트들과 같지만, 그에 제한되지 않는, 나노-스케일 아키텍처들을 활용할 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 프로세싱 유닛들의 조합으로서 구현될 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성요소의 동작 및 기능성과 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성요소와 같은 용어는 "메모리 구성요소들" 또는 "메모리"에 구현된 엔티티들, 또는 메모리를 포함하는 구성요소들을 지칭한다. 여기에 기술된 메모리 구성요소들 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나 휘발성 및 비휘발성 메모리 둘 모두 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
상술했던 것은 다양한 실시예들의 예들만을 포함한다. 물론, 이러한 예들을 설명하기 위해 구성요소들 또는 방법론들의 모든 생각할 수 있는 조합을 설명하는 것은 가능하지 않지만, 당업자는 본 실시예들의 많은 추가 조합들 및 치환들이 가능하다는 점을 인지할 수 있다. 따라서, 본원에 개시되고/되거나 청구되는 실시예들이 첨부된 청구항들의 사상 및 범위에 포함되는 모든 이러한 변화들, 변경들 및 변형들을 수용하는 것으로 의도된다. 더욱이, “포괄하다(includes)”라는 용어가 상세한 설명 또는 청구항들에 사용되는 범위에서, 이러한 용어는 “포함하는(comprising)”이 청구항에서 연결어로서 채용될 때, 해석되는 것과 같이, “포함하는(comprising)”이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.
또한, 흐름도는 "시작" 및/또는 "계속" 표시를 포함할 수 있다. "시작" 및 "계속" 표시는 제시된 단계들이 선택적으로 다른 루틴들과 통합되거나 그와 달리 다른 루틴들과 함께 사용될 수 있음을 반영한다. 이 문맥에서, "시작"은 제시된 첫 번째 단계의 시작을 나타내며 구체적으로 표시되지 않은 다른 활동들이 선행될 수 있다. 또한, "계속" 표시는 제시된 단계들이 여러 번 수행될 수 있고/있거나 구체적으로 도시되지 않은 다른 활동들에 의해 이어질 수 있음을 반영한다. 또한, 흐름도는 단계들의 특정 순서를 나타내지만, 인과 관계의 원칙이 유지되는 경우 다른 순서들도 마찬가지로 가능하다.
본 명세서에서 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 용어(들) "동작 가능하게 결합되는", "결합된" 및/또는 "결합하는"은 아이템들간의 직접 결합 및/또는 하나 이상의 개재 아이템들을 통해 아이템들 사이의 간접 결합을 포함한다. 이러한 아이템들 및 개재 아이템들은 접합부들, 통신 경로들, 구성요소들, 회로 소자들, 회로들, 기능 블록들 및/또는 디바이스들을 포함하지만 그로 제한되지 않는다. 간접 결합의 일 예로서, 제 1 아이템으로부터 제 2 아이템으로 전달되는 신호는 신호 내의 정보의 형태, 특성 또는 포맷을 변경함으로써 하나 이상의 개재 아이템들에 의해 변경될 수 있는 반면, 신호 내 정보의 하나 이상의 요소들은 그럼에도 불구하고 제 2 아이템에 의해 인식될 수 있는 방식으로 전달된다. 간접 결합의 또 다른 예에서, 제 1 아이템 내의 동작은 하나 이상의 개재 아이템들에서의 동작들 및/또는 반응들의 결과로서 제 2 아이템에 대한 반응을 야기할 수 있다.
구체적 실시예들이 본원에 예시되고 설명되었지만, 동일하거나 유사한 목적을 달성하는 임의의 구성이 본 논제 발명에 의해 설명되거나 나타내어지는 실시예들을 대체하게 될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 본 논제 발명은 다양한 실시예들의 임의의 그리고 모든 적응들 또는 변형들을 포함하는 것으로 의도된다. 위의 실시예들 및 상세하게 본원에 설명하지 않은 다른 실시예들의 조합들이 본 논제 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시예들로부터의 하나 이상의 특징들은 하나 이상의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들과 결합될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 긍정적으로 열거된 특징들은 다른 구조적 및/또는 기능적 특징에 의한 대체를 갖고 또는 이것 없이 부정적으로 열거되고 실시예에서 배제될 수도 있다. 본 논제 발명의 실시예들에 대하여 설명하는 단계들 또는 기능들은 임의의 순서로 수행될 수 있다. 본 논제 발명의 실시예들에 대하여 설명하는 단계들 또는 기능들은 단독으로 또는 본 논제 발명의 다른 단계들 또는 기능들과의 조합으로뿐만 아니라, 본 논제 발명에 설명하지 않았던 다른 실시예들로부터 또는 다른 단계들로부터 수행될 수 있다. 게다가, 일 실시예에 대하여 설명하는 특징들 전체의 미만 혹은 초과가 활용될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 유전체 안테나에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들의 빔 폭을 변경하기 위해 유전체 안테나의 급전점에 공급되는 전자파들의 동작 파라미터를 도파관 시스템에 의해 조정하는 단계로서, 상기 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 상기 급전점으로 전파하는 단계;
    상기 원거리장 무선 신호들의 상기 빔 폭이 원격 시스템에 의한 상기 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하도록 조정될 필요가 있다는 것을 상기 도파관 시스템에 의해 검출하는 단계; 및
    상기 원거리장 무선 신호들의 상기 빔 폭을 재조정하기 위해 상기 전자파들의 상기 동작 파라미터를 상기 도파관 시스템에 의해 재조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동작 파라미터는 상기 전자파들의 동작 주파수를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자파들의 상기 동작 주파수를 감소시키는 것은 상기 원거리장 무선 신호들의 상기 빔 폭을 증가시키는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동작 파라미터는 상기 전자파들의 전계들의 조정 가능한 배향을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 안테나는 상기 유전체 안테나의 간극의 외부 에지들에 위치되는 흡수성 재료를 포함하고, 상기 간극의 여유 영역은 상기 흡수성 재료를 배제하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 동작 파라미터를 조정하는 단계는 전계들이 상기 흡수성 재료에 더 평행해지도록 상기 전자파들의 전계들의 극성을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 동작 파라미터를 조정하는 단계는 전계들이 상기 흡수성 재료에 덜 평행해지도록 상기 전자파들의 전계들의 극성을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는 상기 원거리장 무선 신호들의 상기 빔 폭을 조정하라는 명령을 상기 원격 시스템으로부터 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는 상기 원거리장 무선 신호들을 조정할 필요가 상기 원격 시스템에 의해 제공되는 무선 신호들에 기인하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 안테나는 상기 유전체 안테나의 배향을 조정하는 것을 용이하게 하도록 짐벌에 결합되는, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 안테나는 상기 유전체 안테나의 간극으로서의 역할을 하는 렌즈를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 유전체 안테나에 의해 생성되는 근거리장 무선 신호들 사이의 위상차들을 감소시키는 볼록한 구조를 포함하는, 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 안테나는 실질적으로 또는 전체적으로 어떤 전도성 외부면들도 갖지 않는, 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 급전점은 케이블의 유전체 코어에 결합되고, 상기 케이블에 결합되는 전송기는 상기 전기 복귀 경로 없이 상기 유전체 안테나의 상기 급전점으로 상기 전자파들을 공급하는, 방법.
  15. 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행될 때:
    유전체 안테나에 의해 생성되는 원거리장 무선 신호들의 빔 폭을 변경하기 위해 유전체 안테나의 급전점에 공급되는 전자파들의 동작 파라미터를 도파관 시스템에 의해 조정하는 것으로서, 상기 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 상기 급전점으로 전파하는 조정하는 것;
    상기 원거리장 무선 신호들의 상기 빔 폭이 원격 시스템에 의한 상기 원거리장 무선 신호들의 수신을 개선하도록 조정될 필요가 있다는 것을 상기 도파관 시스템에 의해 검출하는 것; 및
    상기 원거리장 무선 신호들의 상기 빔 폭을 재조정하기 위해 상기 전자파들의 상기 동작 파라미터를 상기 도파관 시스템에 의해 재조정하는 것을 포함하는 동작들의 수행을 용이하게 하는 실행 가능 명령들을 저장하는 메모리를 포함하는, 도파관 시스템.
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