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特表2024-502714二重偏波型平行平板セプタム偏波器を有するアンテナアレイ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-23
(54)【発明の名称】二重偏波型平行平板セプタム偏波器を有するアンテナアレイ
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/00 20060101AFI20240116BHJP
H01Q 21/24 20060101ALI20240116BHJP
H01P 3/123 20060101ALI20240116BHJP
H01Q 3/26 20060101ALI20240116BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/00
H01Q21/24
H01P3/123
H01Q3/26 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023535686
(86)(22)【出願日】2021-12-14
(85)【翻訳文提出日】2023-06-12
(86)【国際出願番号】 US2021063364
(87)【国際公開番号】W WO2022132805
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】63/125,375
(32)【優先日】2020-12-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/125,379
(32)【優先日】2020-12-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513180451
【氏名又は名称】ヴィアサット，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＶｉａＳａｔ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ラニヨン，ドナルド エル．
(72)【発明者】
【氏名】ミラー，マシュー ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】スタンドリッジ，ジェレミー ディー．
【テーマコード（参考）】
5J021
5J045
【Ｆターム（参考）】
5J021AA06
5J021AA07
5J021AB07
5J021DB01
5J021JA05
5J021JA06
5J045AA12
5J045CA01
5J045CA04
5J045DA01
5J045EA04
(57)【要約】
二重偏波型アンテナアレイのための方法、システム、及びデバイスが記載されている。例示的なアンテナアレイは、上側平板及び下側平板を含み得る平行平板偏波器を含み得る。アンテナアレイは、平板間に延在する階段状セプタムを含み得、階段状セプタムの各々は、第１及び第２の側面を有し、階段状セプタムは、互いに対して反転された第１及び第２のセットを含む。アンテナアレイは、上側平板及び下側平板の第１の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第２の対向壁のセットと、を有し得る第１の偏波に関連付けられた第１の分割された導波路を含み得る。アンテナアレイは、上側平板及び下側平板の第２の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第２の対向壁のセットと、を有し得る第２の偏波に関連付けられた第２の分割された導波路を含み得る。
【選択図】図７Ｂ
【選択図】図７Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
二重偏波型アンテナアレイ（１４０）であって、平行平板偏波器（２０２）を備え、前記平行平板偏波器（２０２）は、
第１の表面（２１０）を有する上側平板（２０５）と、
前記上側平板に対して平行であり、かつ前記上側平板の前記第１の表面に対向する第２の表面（２２０）を有する下側平板（２１５）であって、前記下側平板は、前記上側平板に対して平行である、下側平板（２１５）と、
前記上側平板の前記第１の表面から前記下側平板の前記第２の表面まで延在する複数の階段状セプタム（４０２）であって、前記複数の階段状セプタムの各々は、第１の側面（３４０）及び第２の側面（３４５）を有し、前記複数の階段状セプタムは、第１の階段状セプタムのセット（３０５）及び前記第１の階段状セプタムのセットに対して反転された第２の階段状セプタムのセット（３１０）を含む、複数の階段状セプタム（４０２）と、
第１の偏波（１８０２）に関連付けられた複数の第１の分割された導波路（２４０）であって、前記複数の第１の分割された導波路の各々は、前記上側平板（２５１）の前記第１の表面の第１の部分及び前記下側平板（２５２）の前記第２の表面の第１の部分によって形成された第１の対向壁のセット（２５０）と、前記第１の階段状セプタムのセット（２５６）のうちの１つの前記第１の側面の一部分及び前記第２の階段状セプタムのセット（２５７）のうちの１つの前記第１の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセット（２５５）と、を有する、複数の第１の分割された導波路（２４０）と、
第２の偏波（１８０４）に関連付けられた複数の第２の分割された導波路（２４５）であって、前記複数の第２の分割された導波路の各々は、前記上側平板（２６１）の前記第１の表面の第２の部分及び前記下側平板（２６２）の前記第２の表面の第２の部分によって形成された第１の対向壁のセット（２６０）と、前記第１の階段状セプタムのセット（２６６）のうちの１つの前記第２の側面の一部分及び前記第２の階段状セプタムのセット（２６７）のうちの１つの前記第２の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセット（２６５）と、を有する、複数の第２の分割された導波路（２４５）と、を備える、二重偏波型アンテナアレイ（１４０）。
【請求項2】
前記二重偏波型アンテナアレイは、前記平行平板偏波器を含む複数の平行平板偏波器（８０２）を備え、前記複数の平行平板偏波器の少なくともサブセットについて、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の前記上側平板と、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の前記下側平板と、は同じ平板（８０４）である、請求項１に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項3】
前記第１の平行平板偏波器の前記上側平板及び前記下側平板に平行な次元（３２４）において、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記一方の前記複数の階段状セプタムは、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記他方の前記複数の階段状セプタムと整列している、請求項２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項4】
前記複数の平行平板偏波器の前記上側平板及び前記下側平板に平行な次元（３２４）において、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記一方の前記複数の階段状セプタムは、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記他方の前記複数の階段状セプタムからオフセットしている、請求項２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項5】
前記複数の第１の分割された導波路及び前記複数の第２の分割された導波路のそれぞれの導波路内に複数のアンテナ給電部（１２１０）を更に備える、請求項２～４のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項6】
複数の回路カード（１５２０）を更に備え、前記複数の回路カードの各々は、前記複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている、請求項５に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項7】
前記複数の回路カードの各々は、電気的ビームフォーミングネットワーク（１５３０）を備える、請求項６に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項8】
前記複数の回路カードの各々の前記電気的ビームフォーミングネットワークは、複数のビームフォーミング回路（１５３５）を備え、各ビームフォーミング回路は、前記アンテナ給電部のうちの１つ以上に関連付けられている、請求項７に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項9】
複数の分配回路（１８４０）であって、前記複数の分配回路の各々は、前記複数の回路カードの少なくともサブセットと結合されており、前記第１の偏波に関連付けられた第１の信号と、前記第２の偏波に関連付けられた第２の信号と、を前記複数の回路カードの少なくとも前記サブセットに提供する、複数の分配回路（１８４０）を更に備える、請求項６～８のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項10】
前記複数の回路カードの前記各々は、前記複数の平行平板偏波器のうちの１つの平行平板偏波器の前記複数の第１の分割された導波路及び前記複数の第２の分割された導波路の前記それぞれの導波路内にある前記複数のアンテナ給電部の前記サブセットと結合されている、請求項６～９のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項11】
前記複数の回路カードの前記各々は、複数のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）（１８２０）及び複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）（１８２０）を備え、前記複数のＡＤＣ及び前記複数のＤＡＣの各々は、前記複数のアンテナ給電部のうちの１つ以上と結合されている、請求項６～１０のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項12】
第１の共通ポート（８１０－ａ）と前記複数の第１の分割された導波路との間に結合された第１の導波路給電ネットワーク（１２１０－ａ）と、第２の共通ポート（８１０－ｂ）と前記複数の第２の分割された導波路との間に結合された第２の導波路給電ネットワーク（１２１０－ｂ）と、を更に備える、請求項２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項13】
前記二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行アセンブリ（８０４）であって、各平行アセンブリは、前記複数の平行平板偏波器の各々からの階段状セプタムと、前記第１の導波路給電ネットワーク又は前記第２の導波路給電ネットワークの合成器／分配器の少なくとも一部分と、を備える、複数の平行アセンブリ（８０４）を備える、請求項１２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項14】
前記二重偏波型アンテナアレイは、前記複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板を含む複数の第１の平板（１０１０）であって、前記複数の第１の平板の各々は、第１の縁部に沿ってスロットを有する、複数の第１の平板（１０１０）と、
複数の第２の平板（１０２０）であって、前記複数の第２の平板の各々は、前記複数の平行平板偏波器の複数の行からの階段状セプタムを備え、前記複数の第２の平板の各々は、前記複数の第１の平板の前記スロットに挿入されている、複数の第２の平板（１０２０）と、を備える、請求項２～１３のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項15】
前記平行平板偏波器は、積層造形技法を使用して構築されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項16】
前記第１の偏波は、第１の円偏波であり、前記第２の偏波は、第２の円偏波である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項17】
前記第１の偏波は、第１の直線偏波であり、前記第２の偏波は、第２の直線偏波である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項18】
前記複数の階段状セプタムの遷移領域（３６０）に少なくとも部分的に位置する複数の誘電体インサート（３７５）を更に備える、請求項１～１７のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項19】
前記階段状セプタムの各々についての遷移領域が、前記二重偏波型アンテナアレイのキャリア周波数の波長よりも小さい前記二重偏波型アンテナアレイの開口部の平面に直交する軸方向の次元（３２２）の長さを有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項20】
前記複数の第１の分割された導波路のうちの第１の分割された導波路が、前記複数の第２の分割された導波路のうちの第２の分割された導波路と前記複数の階段状セプタムのうちの第１の階段状セプタム（３０５－ｂ）を共有し、前記複数の第２の分割された導波路のうちの第３の分割された導波路と前記複数の階段状セプタムのうちの第２の階段状セプタム（３１０－ｂ）を共有し、前記第１の分割された導波路は、前記第２の分割された導波路及び前記第３の分割された導波路に隣接する、請求項１～１９のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項21】
前記第１の階段状セプタムのセット及び前記第２の階段状セプタムのセットは、前記上側平板及び前記下側平板に平行な方向（３２４）に沿ってインターリーブされている、請求項１～２０のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１２月１４日に出願された、「Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ ｗｉｔｈ Ｄｕａｌ－Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｓｅｐｔｕｍ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」と題された米国仮特許出願第６３／１２５，３７５号、及び２０２０年１２月１４日に出願された「Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ ｗｉｔｈ Ｄｕａｌ－Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｓｅｐｔｕｍ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」と題された米国仮特許出願第６３／１２５，３７９号の優先権を主張し、その内容は、任意の目的のために、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１２月１４日に出願された、「Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ ｗｉｔｈ Ｄｕａｌ－Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｓｅｐｔｕｍ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」と題された米国仮特許出願第６３／１２５，３７５号、及び２０２０年１２月１４日に出願された「Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ ｗｉｔｈ Ｄｕａｌ－Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｓｅｐｔｕｍ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」と題された米国仮特許出願第６３／１２５，３７９号の優先権を主張し、その内容は、任意の目的のために、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
以下は、アンテナアレイに関し、より具体的には、二重偏波型平行平板セプタム偏波器を有するアンテナアレイに関する。
【背景技術】
【0003】
導波路給電ネットワークを有する開口部及び導波路を含むアンテナアレイ技術は、そのようなアンテナアレイが低レベルの損失を呈するため、重要な通信ツールになりつつある。これらのアンテナアレイは、これらのアンテナアレイが呈する低レベルの損失のために、パッシブアレイに最も適した技術のうちの１つを表す。かなりの帯域幅を必要とする用途は、アレイ内の全ての素子に等しい振幅及び位相を提供するために、協働タイプの給電ネットワークを使用し得る。アンテナ素子の数が増加するにつれて、導波路給電ネットワークは、ますます複雑になり、高価になり、重くなり、スペースを消費する。このことは、スペース及び／又は重量が重要である多くの環境（例えば、アビオニクス）において問題となり得る。場合によっては、素子間の距離が給電ネットワークのサイズによって制約され得、このことが、アンテナ性能を低下させ得る。
【発明の概要】
【0004】
アンテナアレイのための二重偏波型平行平板セプタム偏波器のための方法、システム、及びデバイスが記載されている。二重偏波型平行平板セプタム偏波器は、平行平板と、交互の配向で配置されたセプタムの平板と、を使用して形成され得る。セプタムは、二重偏波を生成し、２つの異なるタイプの偏波のための分割された導波路を形成し得る。これらの平板は、一緒に積層され得る直線アレイを形成し得る。
【0005】
セプタムを互いに分離する壁は、存在しなくてもよい。グリッドは、タイル化され、一緒に積層されて、より大きなアレイを形成し得る。アンテナアレイは、パッシブ又はアクティブであり得る。アクティブアンテナアレイについて、タイルに回路カードがスナップ留めされ得る。
【0006】
用例の第１のセットでは、二重偏波型アンテナアレイが記載されている。一構成では、二重偏波型アンテナアレイは、平行平板偏波器を含む。平行平板偏波器は、第１の表面を有する上側平板と、上側平板に平行であり、かつ上側平板の第１の表面に対向する第２の表面を有する下側平板と、を含み得、下側平板は、上側平板に平行である。二重偏波型アンテナアレイは、上側平板の第１の表面から下側平板の第２の表面まで延在する複数の階段状セプタムを含み得、複数の階段状セプタムの各々は、第１の側面及び第２の側面を有し、複数の階段状セプタムは、第１の階段状セプタムのセット及び第１の階段状セプタムのセットに対して反転された第２の階段状セプタムのセットを含む。二重偏波型アンテナアレイは、第１の偏波に関連付けられた複数の第１の分割された導波路を含み得、複数の第１の分割された導波路の各々は、上側平板の第１の表面の第１の部分及び下側平板の第２の表面の第１の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第１の階段状セプタムのセットのうちの１つの第１の側面の一部分及び第２の階段状セプタムのセットのうちの１つの第１の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセットと、を有する。二重偏波型アンテナアレイは、第２の偏波に関連付けられた複数の第２の分割された導波路を含み得、複数の第２の分割された導波路の各々は、上側平板の第１の表面の第２の部分及び下側平板の第２の表面の第２の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第１の階段状セプタムのセットのうちの１つの第２の側面の一部分及び第２の階段状セプタムのセットのうちの１つの第２の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセットと、を有する。
【0007】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、平行平板偏波器を含む複数の平行平板偏波器を含み、複数の平行平板偏波器の少なくともサブセットについて、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の上側平板と、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の下側平板と、は同じ平板である。
【0008】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例では、第１の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の複数の階段状セプタムは、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の複数の階段状セプタムと整列している。他の実施例では、複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の複数の階段状セプタムは、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の複数の階段状セプタムからオフセットしている。
【0009】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、複数の第１の分割された導波路及び複数の第２の分割された導波路のそれぞれの導波路内に複数のアンテナ給電部を含む。
【0010】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、複数の回路カードを含み、複数の回路カードの各々は、複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている。いくつかの実施例では、複数の回路カードの各々は、電気的ビームフォーミングネットワークを備える。二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例では、複数の回路カードの各々の電気的ビームフォーミングネットワークは、複数のビームフォーミング回路を含み、各ビームフォーミング回路は、アンテナ給電部のうちの１つ以上に関連付けられている。
【0011】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、複数の分配回路を含み、複数の分配回路の各々は、複数の回路カードの少なくともサブセットと結合されており、第１の偏波に関連付けられた第１の信号と、第２の偏波に関連付けられた第２の信号と、を複数の回路カードの少なくともサブセットに提供する。いくつかの実施例では、複数の回路カードの各々は、複数の平行平板偏波器のうちの１つの平行平板偏波器の複数の第１の分割された導波路及び複数の第２の分割された導波路のそれぞれの導波路内にある複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている。いくつかの実施例では、複数の回路カードの各々は、複数のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）及び複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を備え、複数のＡＤＣ及び複数のＤＡＣの各々は、複数のアンテナ給電部のうちの１つ以上と結合されている。
【0012】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、第１の共通ポートと複数の第１の分割された導波路との間に結合された第１の導波路給電ネットワークと、第２の共通ポートと複数の第２の分割された導波路との間に結合された第２の導波路給電ネットワークと、を含む。
【0013】
いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行アセンブリを含み得、各平行アセンブリは、複数の平行平板偏波器の各々からの階段状セプタムと、第１の導波路給電ネットワーク又は第２の導波路給電ネットワークの合成器／分配器の少なくとも一部分と、を備える。
【0014】
いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板を含む複数の第１の平板を含み得、複数の第１の平板の各々は、第１の縁部に沿ったスロットを有する。二重偏波型アンテナアレイはまた、複数の第２の平板を含み得、複数の第２の平板の各々は、複数の平行平板偏波器の複数の行からの階段状セプタムを備え、複数の第２の平板の各々は、複数の第１の平板のスロットに挿入される。
【0015】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例では、平行平板偏波器は、積層造形技法を使用して構築されている。
【0016】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例では、第１の偏波は、第１の円偏波であり、第２の偏波は、第２の円偏波である。他の実施例では、第１の偏波は、第１の直線偏波であり、第２の偏波は、第２の直線偏波である。
【0017】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、複数の階段状セプタムの遷移領域に少なくとも部分的に位置する複数の誘電体インサートを含む。いくつかの実施例では、階段状セプタムの各々についての遷移領域は、二重偏波型アンテナアレイのキャリア周波数の波長よりも小さい二重偏波型アンテナアレイの開口部の平面に直交する軸方向の次元の長さを有する。
【0018】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例では、複数の第１の分割された導波路のうちの第１の分割された導波路が、複数の第２の分割された導波路のうちの第２の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第１の階段状セプタムを共有し、複数の第２の分割された導波路のうちの第３の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第２の階段状セプタムを共有し、第１の分割された導波路は、第２の分割された導波路及び第３の分割された導波路に隣接する。
【0019】
二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例では、第１の階段状セプタムのセット及び第２の階段状セプタムのセットは、上側平板及び下側平板に平行な方向に沿ってインターリーブされている。
【0020】
説明される方法及び装置の適用性の更なる範囲は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面から明らかになるであろう。説明の範囲内の様々な変更及び修正が当業者には明らかとなるので、詳細な説明及び具体例は、単に例示として与えられる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
本明細書に記載した二重偏波型アンテナアレイは、１つ以上の平行平板偏波器直線アレイを含み得る。各平行平板偏波器直線アレイは、下側平板と上側平板との間の第１の次元に沿って配置された交互に配向されたセプタムを含み得る。セプタムは、上側平板と下側平板との間に延在する第１のセプタムのセット及び第２のセプタムのセットを含み得、第２のセプタムのセットは、第１のセプタムのセットに対して１８０度反転されている。いくつかの実施例では、各セプタムは、部分的に、誘電体インサートを使用して装填された誘電体であり得る。セプタムは、下側平板又は上側平板のうちの一方に向いた第１の縁部を有し得、第１の縁部は、下側平板又は上側平板のうちの他方に向いた第２の縁部よりも長い。明確にするために、説明では階段状セプタムと称されるが、セプタムは、説明から逸脱することなく傾斜又は湾曲した前縁部を有し得ることを理解されたい。
【0023】
第１のセプタムのセットは、第１の次元に沿って交互する様式で第２のセプタムのセットとインターリーブされ得る。この配置は、直線アレイの端部のセプタムを除いて、第１のセプタムのセットのうちのセプタムが、第２のセプタムのセットのうちの隣接するセプタムの対の間にあり、かつ第２のセットのうちのセプタムが、第１のセプタムのセットのうちの隣接するセプタムの対の間にあるようなものであり得る。
【0024】
いくつかの実施例では、平行平板偏波器直線アレイは、直接放射アレイであり得る。他の実施例では、平行平板偏波器直線アレイは、集束開口部（例えば、レンズ、反射器、クローズアウト（ｃｌｏｓｅ－ｏｕｔ）など）と併せて使用され得る。
【0025】
いくつかの実施形態では、複数の平行平板偏波器直線アレイは、第２の次元に沿って（例えば、互い違いの又は整列した様式で）積層されて、ニ次元アレイを画定し得る。
【0026】
各平行平板偏波器直線アレイは、セプタムによって分割されて、第１の偏波に関連付けられた第１の分割された導波路と第２の偏波に関連付けられた第２の分割された導波路とを形成する、二重偏波型平行平板共通導波路領域を含み得る。各セプタムは、平行平板共通導波路領域の一部分を、第１の偏波に関連付けられた第１の分割された導波路と第２の偏波に関連付けられた第２の分割された導波路とに分割し得る。セプタムの配向は、いずれの分割された導波路が第１及び第２の偏波に関連付けられているかを決定する。特に、第１のセプタムのセットのうちのセプタムが、第１の分割された導波路の配置（例えば、左側の第１の分割された導波路及び右側の第２の分割された導波路）を生成するようになっている一方、第２のセットのうちのセプタム（例えば、第１のセットのうちの１つから反転された）は、第２の、分割された導波路の反対の配置（例えば、右側の第１の分割された導波路及び左側の第２の分割された導波路）を生成するようになっている。したがって、セプタムの交互に配向された配置に起因して、各セプタムは、各セプタムの第１の分割された導波路を、各セプタムの隣接する反対に配向されたセプタムのうちの１つと「共有」し得、各セプタムの第２の分割された導波路を、各セプタムの隣接する反対に配向されたセプタムのうちの他のものと「共有」し得る（直線アレイの端部を除く）。その結果、隣接するセプタム（第１のセットのうちの１つ及び第２のセットのうちの１つ）は、個々の分割された導波路ごとに偏波器として協働する。
【0027】
分割された各導波路は、平行平板共通導波路領域での少なくとも１つのモード（ファーフィールド領域での導波路の対応する偏波に関連付けられる）に対応し得、したがって、平行平板共通導波路領域は、複数のモードで動作する。いくつかの実施例では、広帯域実装のために、共通導波路に２つ以上のモードがあり得る。共通導波路での２つの優勢なモードは、異なるフィールド構造、波速、及びインピーダンスを有し得る。本明細書に記載した設計特徴が、共通の導波路での不所望なモードを最小限に抑えるために含まれ得る。
【0028】
平行平板偏波器直線アレイの実施例を、物理的な１：Ｎ遷移デバイスとしても記載することができ、ここで、Ｎは、２よりも大きく（Ｎ＞２）、Ｎは、個々の分割された導波路の数を表す。共通の導波路が２つの直交偏波をサポートすることから、デバイスは、２つの電気的ポートとして動作する単一の物理的ポートを有し得る。セプタム壁（例えば、セプタム遷移領域における複数の対置中央平板）の適切な設計によって、円偏波を使用する実施例では、分割された各導波路におけるＴＥ１０モードが、その電力のおよそ半分を共通導波路における直線偏波成分の各々に結合させることができる。
【0029】
いくつかの実施例では、平行平板偏波器直線アレイから形成されたアンテナは、パッシブアレイであり、合成器／分配器の導波路給電ネットワークを含み得る。導波路ネットワークは、平行平板偏波器直線アレイの第１の分割された導波路と、第１の偏波に関連付けられた第１の共通ポートと、の間に結合され得、平行平板偏波器直線アレイの第２の分割された導波路と、第２の偏波に関連付けられた第２の共通ポートと、の間に結合され得る。他の実施例では、アンテナは、アクティブアレイであり、第１及び第２の分割された導波路に結合されたプリント回路基板上の増幅器及び位相シフタなどの構成要素を含み得る。アンテナは、プリント回路基板を、第１の偏波に関連付けられた第１の共通ポートに、及び第２の偏波に関連付けられた第２の共通ポートに結合するための合成器／分配器基板を更に含むことができる。
【0030】
本明細書に記載した二重偏波型アンテナアレイのいくつかの実施例は、デジタルであり得る。デジタルアンテナは、デジタル位相シフタ又は増幅器などのデジタルビームフォーミング回路を更に含んでもよく、第１及び第２の分割された導波路における給電素子と結合されたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を有してもよい。アンテナが伝送に使用される実施例では、１つ以上のビームを表すデジタル信号は、処理装置（例えば、メモリに記憶された命令を実行するプロセッサ）又はデジタルビームフォーミング回路から、第１及び第２の分割された導波路における給電素子と結合されたデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）に提供され得る。ＤＡＣは、デジタル信号を、アップコンバータ及び増幅器に提供されるアナログ信号に変換し得る。次いで、結果として得られたアップコンバート及び増幅された信号は、第１及び第２の分割された導波路に（例えば、給電素子を介して）提供され得、その後、積層された平行平板偏波器直線アレイによって伝送されて、伝送ビームを形成し得る。アンテナが受信に使用される実施例では、第１及び第２の分割された導波路からのアナログ信号は、増幅され、ダウンコンバートされ、ＡＤＣに提供され得る。ＡＤＣは、アナログ信号をデジタル信号に変換し得、次いで、デジタル信号は、デジタルビームフォーミング技法を使用して１つ以上のビームを形成するために処理装置に提供される。
【0031】
本説明は、実施例を提供し、本明細書で説明される原理の実施形態の範囲、適用性、又は構成を制限することを意図するものではない。むしろ、以下の説明は、本明細書で説明される原理の実施形態を実施するのを可能にする説明を当業者に提供するであろう。要素の機能及び配置において様々な変更が行われてもよい。
【0032】
したがって、様々な実施形態は、適宜、様々な手順又は構成要素を省略、置換、又は追加してもよい。例えば、方法は、説明されるものとは異なる順序で実行されてもよく、様々なステップが追加され、省略され、又は組み合わされてもよいことを理解されたい。また、特定の実施形態に関して説明される態様及び要素は、様々な他の実施形態において組み合わされてもよい。また、以下のシステム、方法、デバイス、及びソフトウェアは、個別に又は集合的に、より大きいシステムの構成要素であってもよく、他の手順が、それらのアプリケーションに優先するか、又は他の方法でそれらのアプリケーションを修正してもよいことを理解されたい。
【0033】
本開示の例示的な態様は、デバイス及びアンテナサブシステムの文脈で記載されている。本開示の態様は、更に、二重偏波型アンテナアレイに関連する装置図、システム図、及びフローチャートによって例示され、それらを参照して記載されている。
【0034】
図１は、様々な実施形態による、衛星通信システム１００の図を示す。衛星通信システム１００は、衛星システム１０５、ゲートウェイ１１５、ゲートウェイアンテナシステム１１０、及び航空機１３０を含む。ゲートウェイ１１５は、１つ以上のネットワーク１２０と通信する。動作において、衛星通信システム１００は、衛星システム１０５及びゲートウェイ１１５を通じて航空機１３０とネットワーク１２０との間の双方向通信を提供する。
【0035】
衛星システム１０５は、１つ以上の衛星を含み得る。衛星システム１０５における１つ以上の衛星は、任意の好適なタイプの通信衛星を含み得る。いくつかの実施例では、衛星のうちのいくつか又は全ては、静止地球軌道にあり得る。他の実施例では、衛星システム１０５に対して任意の適切な軌道（例えば、低地球軌道（ＬＥＯ）など）が使用され得る。衛星システム１０５の衛星のうちのいくつか又は全ては、所定の地理的サービスエリアにおける複数のサービスビームカバレッジエリアにサービスを提供するように構成されたマルチビーム衛星であり得る。
【0036】
ゲートウェイアンテナシステム１１０は、双方向通信が可能であり、衛星システム１０５と確実に通信するために妥当な伝送電力及び受信感度を備えて設計され得る。衛星システム１０５は、１つ以上のビーム１６０を通じて信号を送受信することによってゲートウェイアンテナシステム１１０と通信することができる。ゲートウェイ１１５は、ゲートウェイアンテナシステム１１０を使用して衛星システム１０５との間で信号を送受信する。ゲートウェイ１１５は、１つ以上のネットワーク１２０に接続されている。ネットワーク１２０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、又は任意の他の好適な公衆ネットワーク若しくはプライベートネットワークを含んでもよく、インターネット、電話ネットワーク（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）など）などのような他の通信ネットワークに接続されてもよい。
【0037】
航空機１３０は、二重偏波型アンテナアレイ１４０（本明細書では「アンテナアレイ１４０」とも称される）を含む機上通信システムを含む。航空機１３０は、アンテナアレイ１４０を使用して、１つ以上のビーム１５０を介して衛星システム１０５と通信することができる。アンテナアレイ１４０は、レドーム１４５の下の航空機１３０の機体の外側に装着されてもよい。アンテナアレイ１４０は、アンテナアレイ１４０を衛星システム１０５の衛星に向ける（例えば、アクティブに追跡する）仰角及び方位ジンバルに装着されてもよい。アンテナアレイ１４０の深さは、レドーム１４５のサイズに直接影響を与えてもよく、そのために、ロープロファイルが所望されてもよい。他の実施例では、他のタイプのハウジングが、アンテナアレイ１４０とともに使用される。アンテナアレイ１４０は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）Ｋｕ、Ｋ、又はＫａ帯域、例えば、１７．７～２１．２ギガヘルツ（ＧＨｚ）で動作することができる。いくつかの実施例では、アンテナアレイ１４０は、部分的な誘電体インサートを有し、全３．５ＧＨｚ帯域で使用され得る。あるいは、アンテナアレイ１４０は、Ｃ帯域、Ｘ帯域、Ｓ帯域、Ｌ帯域などのような他の周波数帯域で動作してもよい。加えて、アンテナアレイ１４０は、船内、車両、又は地上ベースの静止システムなど、航空機１３０の機内以外にも他の用途に使用されてもよい。
【0038】
図２は、様々な実施形態による、二重偏波型アンテナアレイのための導波路デバイス２００の概念図を例示している。導波路デバイス２００は、図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素の実施例であり得る。導波路デバイス２００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。いくつかの実施例では、導波路デバイス２００の素子は、矩形又は正方形のアンテナアレイで配列され得るが、素子又は素子のアレイは、他の形状又は構成を有してもよい。
【0039】
図２は、各セクションの機能性を議論するために、導波路デバイス２００を別個の構成要素として例示している。例えば、導波路デバイス２００は、導波路デバイス２００の構造に基づいて、電磁波が様々な導波路セクションを通って伝搬し、かつ様々な導波路セクション間で導かれ得る、導波路伝搬経路を例示し得る。図２の導波路デバイス２００は、導波路デバイス２００の行の正面図を示し、例示の目的で、背後に追加の構造を示していない。導波路デバイス２００は、異なる偏波に関連付けられた複数の導波路合成器／分配器ネットワークを含み得る。ネットワークの半分は、一方の偏波（例えば、右旋円偏波）を有する放射に対応し得、ネットワークの他方の半分は、別の偏波（例えば、左旋円偏波）を有する放射に対応し得る。
【0040】
導波路デバイス２００は、上側平板２０５及び下側平板２１５を含む、二重偏波型アンテナアレイの平行平板偏波器２０２の一行を例示している。上側平板２０５は、下側平板２１５の方を向く第１の表面２１０を含む。下側平板２１５は、上側平板２０５の方を向く第２の表面２２０を含む。上側平板２０５は、下側平板２１５に平行又はほぼ平行であり得る。
【0041】
導波路デバイス２００は、第１の階段状セプタム２３０－ａのセット及び第２の階段状セプタム２３０－ｂのセット（本明細書では階段状セプタム２３０と総称される）を含む、複数の階段状セプタムを含み得る。階段状セプタム２３０は、少なくとも図３Ａ及び３Ｂに例示されている、一方の縁部上の階段状構造及び反対側の縁部上の平坦構造を有し得る。階段状セプタム２３０の階段状構造は、階段状構造がアンテナアレイの開口部の方を向いているため、前縁部と称され得る一方、平坦構造は、平坦構造が開口部から離れる方を向いているため、後縁部と称され得る。階段状セプタム２３０は、上側平板２０５の第１の表面２１０から下側平板２１５の第２の表面２２０まで延在する。階段状セプタム２３０の各々は、第１の側面及び第２の側面を含む。第１の階段状セプタム２３０－ａのセットは、第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットに対してある次元（例えば、Ｙ軸２７０）に沿って反転されている。
【0042】
階段状セプタム２３０の各対の間に、分割された導波路が形成されている。導波路デバイス２００は、第１の偏波に関連付けられた複数の第１の分割された導波路２４０を含み、複数の第１の分割された導波路の各々は、上側平板２０５の第１の表面２１０の第１の部分２５１及び下側平板２１５の第２の表面２２０の第１の部分２５２によって形成された第１の対向壁２５０のセットと、第１の階段状セプタム２３０－ａのセットのうちの１つの第１の側面２５６の一部分及び第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットのうちの１つの第１の側面２５７の一部分によって形成された第２の対向壁２５５のセットと、を有する。第１の側面２５６及び２５７は、段に対して階段状セプタムの同じ側に対応し得る（例えば、第１の側面２５６及び２５７は、見る者から離れる方向で高さが増加するか、又は段が上昇する、セプタムの遷移領域を有するセプタムの正面から見た場合、両方とも階段状セプタムの左側にあり得る）。上側平板２０５の第１の表面２１０の第１の部分は、複数の第１の分割された導波路２４０のうちの特定の第１の分割された導波路を形成する階段状セプタム間にある第１の表面２１０のその部分であり得る。同様に、下側平板２１５の第２の表面２２０の第１の部分は、複数の第１の分割された導波路２４０のうちの特定の第１の分割された導波路を形成する階段状セプタム間にある第２の表面２２０のその部分であり得る。
【0043】
導波路デバイス２００はまた、第２の偏波に関連付けられた複数の第２の分割された導波路２４５を含み、複数の第２の分割された導波路２４５の各々は、上側平板２０５の第１の表面２１０の第２の部分２６１及び下側平板２１５の第２の表面２２０の第２の部分２６２によって形成された第１の対向壁２６０のセットと、第１の階段状セプタム２３０－ａのセットのうちの１つの第２の側面２６６の一部分及び第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットのうちの１つの第２の側面２６７の一部分によって形成された第２の対向壁２６５のセットと、を有する。第２の側面２６６及び２６７は、段に対してセプタムの同じ側に対応し得る（例えば、第２の側面２６６及び２６７は、見る者から離れる方向で高さが増加するか、又は段が上昇する、セプタムの遷移領域を有するセプタムの正面から見た場合、両方とも階段状セプタムの右側にあり得る）。上側平板２０５の第１の表面２１０の第１の部分は、複数の第１の分割された導波路２４０のうちの特定の第１の分割された導波路を形成する階段状セプタム間にある第１の表面２１０のその部分であり得る。同様に、下側平板２１５の第２の表面２２０の第１の部分は、複数の第１の分割された導波路２４０のうちの特定の第１の分割された導波路を形成する階段状セプタム間にある第２の表面２２０のその部分であり得る。
【0044】
第１の階段状セプタム２３０－ａのセットは、第１の次元に沿って（例えば、「ｘ」軸２８０に沿って）交互する様式で、第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットとインターリーブされ得る。この配置は、平行平板偏波器２０２の行の端部の階段状セプタムを除いて、第１の階段状セプタム２３０－ａのセットのうちの階段状セプタムが、第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットの隣接する階段状セプタムの対の間にあり得、かつ第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットのうちの階段状セプタムが、第１の階段状セプタム２３０－ａのセットの隣接する階段状セプタムの対の間にあるようなものであり得る。いくつかの実施例では、上側平板２０５及び下側平板２１５の各外縁部を接続する壁があり得る。
【0045】
導波路デバイス２００のいくつかの実施例では、集束開口部が、平行平板偏波器２０２の行と結合され得る。集束開口部の実施例は、レンズ、反射器、放射開口部、放射素子などを含み得る。本明細書には任意の集束開口部が電磁放射を放射するものとして記載され得るが、これらの集束開口部はまた、電磁放射を受信してもよい。１つ以上の集束開口部が各々、直線アレイのうちの１つと結合され得る。集束開口部は、例えば、ホーン又は導波路開口部であり得る。集束開口部がホーンである実施例では、ホーンは、任意の所望の偏波した電磁信号の受信及び伝送を可能にする、正方形、円形、又は任意の他の形状であり得る。集束開口部はまた、誘電体で装填されてもよい。
【0046】
導波路デバイス２００は、ｚ軸２７５（例えば、ページ外への）に沿って概して整列した導波路伝搬経路を有し得る。第１の分割された導波路２４０及び第２の分割された導波路２４５は、本明細書では「導波路ポート」とも称され得る。
【0047】
階段状セプタム２３０は、伝送及び受信のために偏波を組み合わせ、分離し得る。階段状セプタム２３０は、本明細書ではセプタム偏波器として記載され得るが、記載された態様は、他のタイプの偏波デュプレクサで利用されてもよい。階段状セプタム２３０の伝導面は、金属などの導電性材料を使用して形成されてもよいし、又は金属めっきされてもよい。階段状セプタム２３０は、直線偏波又は円偏波を生成するように設計され得る。一実施例では、階段状セプタム２３０は、放射のための右旋円偏波（ＲＨＣＰ）及び左旋円偏波（ＬＨＣＰ）を生成する金属階段設計を有する。
【0048】
いくつかの実施例では、平行平板偏波器２０２の各素子は、信号伝搬の１つ以上のモードに対して非対称である素子を含み得る。例えば、平行平板偏波器２０２は、ＴＥ１０モードに対して対称であるように構成された階段状セプタム２３０（例えば、個々の導波路におけるＹ軸２７０に沿った電界を有する成分信号）を含み得る一方、ＴＥ０１モードに対して非対称である（例えば、共通ポート２０４におけるＸ軸２８０に沿った電界を有する成分信号）。階段状セプタム２３０は、信号振幅を変化させることなく、ＴＥ０１モードの回転を容易にし得、このことは、階段状セプタム２３０の対向する側で、ＴＥ１０モードとのＴＥ０１モードの追加及び相殺をもたらし得る。分割の観点（例えば、Ｚ軸２７５に沿った負の方向に共通ポート２０４において伝搬する受信信号）から、第１の分割された導波路２４０と結合された階段状セプタム２３０の側のＲＨＣＰを有する信号について、ＴＥ０１モードは、ＴＥ１０モードと相加的に組み合わされる一方、第２の分割された導波路２４５と結合された階段状セプタム２３０の側で相殺され得る。逆に、ＬＨＣＰを有する信号について、ＴＥ０１モードとＴＥ１０モードとは、第２の分割された導波路２４５と結合された階段状セプタム２３０の側で相加的に組み合わされ、第１の分割された導波路２４０と結合された階段状セプタム２３０の側で互いに相殺し得る。したがって、第１及び第２の分割された導波路２４０、２４５は、共通ポート２０４に入射する偏波の直交基底偏波によって励起され得、互いに分離され得る。伝送モードでは、第１及び第２の分割された導波路２４０、２４５（例えば、ＴＥ１０モード信号）の励起は、共通ポート２０４から放出される対応するＲＨＣＰ波及びＬＨＣＰ波をそれぞれもたらし得る。
【0049】
偏波器を使用して、第１及び第２の分割された導波路２４０、２４５を介して伝送又は受信される成分信号の相対位相を変化させることによって、個々の導波路において、組み合わされた偏波（例えば、所望の偏波傾斜角を有する直線偏波信号）を有する波を伝送又は受信し得る。例えば、信号の２つの等振幅成分は、好適に位相シフトされ、第１の分割された導波路２４０及び第２の分割された導波路２４５に別個に送信され得、これらの等振幅成分は、階段状セプタム２３０によってそれぞれの位相でＲＨＣＰ波及びＬＨＣＰ波に変換される。共通ポート２０４から放出されると、ＬＨＣＰ波とＲＨＣＰ波とが組み合わされて、伝送信号の２つの成分に導入された位相シフトに関連する傾斜角での配向を有する直線偏波を生成する。したがって、伝送波は、直線偏波であり、通信システムの偏波軸と整列し得る。同様に、共通ポート２０４に入射する組み合わされた偏波（例えば、直線偏波）を有する波は、階段状セプタム２３０によって、分割された導波路２４０、２４５での基底偏波の成分信号に分割され、受信機における成分信号の好適な位相シフトによって回復され得る。階段状セプタム偏波器を使用するように議論されているが、傾斜したセプタム偏波器又は他の偏波器を含む他のタイプの偏波器が使用されてもよい。
【0050】
階段状セプタム２３０は、共通ポート２０４と分割された導波路２４０及び２４５との間の遷移領域（例えば、階段状領域）を有し得る。いくつかの実施例では、階段状セプタム２３０は、分割された導波路２４０及び２４５を介して２つの異なる偏波に対応する２つの信号を受信し、伝送のために共通ポート２０４において信号を組み合わせ得る。階段状セプタム２３０はまた、二重偏波型アンテナアレイのための異なる偏波を生成してもよい。例えば、第１の分割された導波路ポート２４０で励起された第１の信号は、共通ポート２０４で第１の円偏波（例えば、ＬＨＣＰ）をもたらし得る。第２の分割された導波路ポート２４５で励起された第２の信号は、共通ポート２０４で第２の円偏波（例えば、ＲＨＣＰ）をもたらし得る。同様に、共通ポート２０４を励起する第１の偏波を有する円偏波は、第１の分割された導波路ポート２４０で信号に変換され得る。すなわち、共通ポート２０４で受信された第１の円偏波を有する波からのエネルギーは、第１の分割された導波路ポート２４０に移送されるようになっている。同様に、共通ポート２０４を励起する第２の偏波を有する円偏波からのエネルギーは、第２の分割された導波路ポート２４５で信号に変換されるようになっている。いくつかの事例では、階段状セプタム２３０は、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）用の伝送モードで動作する一方、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）用の受信モードで動作し得る。
【0051】
例示されたセプタムは、分割された導波路ポートにおける励起と円偏波との間でネイティブに変換するように設計されているが、場合によっては、セプタムは、分割された導波路ポートにおける励起と直線偏波との間でネイティブに変換するように修正されてもよい。例えば、セプタムがより長い（例えば、より長い、段の遷移領域を有する）か、又はアンテナの軸方向の次元（例えば、Ｚ軸２７５）に複数の段反転を有すると、偏波器は、第１及び第２の分割された導波路２４０、２４５が、第１及び第２の分割された導波路２４０、２４５間の十分なポート分離を伴って、共通のポート２０４に入射する偏波した波の直交直線基底偏波によって励起されることを可能にし得る。そのような場合、セプタム偏波器は、セプタム直交モードトランスデューサ（ＯＭＴ）になる。
【0052】
階段状セプタム２３０は、第１の階段状セプタム２３０－ａのセット及び第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットの２つのセットに分割され得る。第１の階段状セプタム２３０－ａのセットは、導波路デバイス２００における第１の配向を有し得、第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットは、導波路デバイス２００における第２の配向を有し得る。第２の配向は、第１の配向と反対であり得るか、又はそれから反転され得る（例えば、Ｙ軸２７０に沿って）。第１の階段状セプタム２３０－ａのセット及び第２の階段状セプタム２３０－ｂのセットは、導波路デバイス２００の別個の交互する行に配置され得、図２は、導波路デバイス２００の１つの行を例示している。導波路デバイス２００が積層された行を含む実施例では、第１の階段状セプタム２３０－ａのセットは、互いに整列し得るか、又はオフセットし得る。例えば、整列した階段状セプタム２３０－ａについて、導波路デバイス２００は、階段状セプタム２３０－ａを有する第１の列、階段状セプタム２３０－ｂを有する隣接する第２の列、階段状セプタム２３０－ａを有する、第２の列に隣接する第３の列などを含み得る。
【0053】
導波路デバイス２００のいくつかの実施例は、複数の第１の分割された導波路２４０及び複数の第２の分割された導波路２４５のそれぞれの導波路内に複数のアンテナ給電部を含み得る。いくつかの実施例では、導波路デバイス２００は、第１の給電ポートと複数の第１の分割された導波路２４０との間に結合された第１の導波路給電ネットワークと、第２の給電ポートと複数の第２の分割された導波路２４５との間に結合された第２の導波路給電ネットワークと、を含み得る。これらの構成要素は、後の図に例示されている。
【0054】
図２に関して記載した導波路デバイス２００の構成要素は、導波路デバイス２００の導波路給電ネットワークのコンパクトな平面状形状を例示している。特に、共通ポート２０４は、複数の階段状セプタム２３０の間で共有され得る。すなわち、共通ポートの壁は、階段状セプタム２３０を互いに分離しない場合がある。以下の図のうちのいくつかは、導波路デバイス又はアンテナアレイの可能な構成要素の具体的な構造の実施例について記載している。
【0055】
図３Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための直線アレイ３００の単一の素子３０２の実施例を例示している。直線アレイ３００は、平行平板偏波器の行の一部であり得る。直線アレイ３００は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。直線アレイ３００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。いくつかの実施例では、直線アレイ３００の素子は、より長い直線アレイに直線状に配置され得るが、素子又は素子のアレイは、他の形状又は構成を有してもよい。
【0056】
直線アレイ３００は、図２の上側平板２０５の実施例であり得る上側平板２０５－ａを含み得る。直線アレイ３００はまた、図２の下側平板２１５の実施例であり得る下側平板２１５－ａを含み得る。図３Ａは、壁３１５を含む、直線アレイ３００の端部の実施例を例示している。直線アレイ３００の素子３０２は、第１の階段状セプタム３０５及び第２の階段状セプタム３１０を含み得る。例えば、素子３０２は、第２の分割された導波路２４５－ａのうちの１つの中央から隣接する第２の分割された導波路２４５－ａの中央までの直線アレイ３００の一部を含むと考えられ得る。あるいは、素子３０２は、第１の階段状セプタム３０５のセットのうちの１つから第１の階段状セプタム３０５のセットのうちの次のものまでの直線アレイ３００の一部を含むと考えられ得る。図３に例示された直線アレイ３００の素子３０２は、繰り返され得る。
【0057】
第１の階段状セプタム３０５は、第２の階段状セプタム３１０と比較して反転され得る。例えば、第１の階段状セプタム３０５は、第２の階段状セプタム３１０に対して１８０度配向されている。図３Ａに示されるように、第１の階段状セプタム３０５は、負のＹ軸３２０に配向され得（例えば、段は、負のＹ軸３２０の方向を向く）、第２の階段状セプタム３１０は、正のＹ軸３２０に配向され得る（例えば、段は、正のＹ軸３２０の方向を向く）。
【0058】
階段状セプタム３０５及び３１０は、前縁部上に階段状縁部を、及び反対側に平坦縁部を有し得る。階段状縁部は、規則的又は不規則なサイズの段を有し得る。段の縁部は、正方形、丸状、長円形などであり得る。いくつかの実施例では、階段状セプタム３０５及び３１０は、一致する段を有する。他の実施例では、階段状セプタム３０５及び３１０は、互いと比較して異なる段を有し得る。他の実施例では、階段状セプタム３０５及び３１０は、階段状の代わりに、傾斜していてもよいし、又は湾曲していてもよい。
【0059】
第１の階段状セプタム３０５と第２の階段状セプタム３１０との間に、第１の分割された導波路２４０－ａが形成され得る。第１の分割された導波路２４０－ａは、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）に関連付けられ得る。第１の分割された導波路２４０－ａは、上側平板の第１の表面３３０の第１の部分及び下側平板の第２の表面３３５の第１の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第１の階段状セプタム３０５の第１の側面３４０の一部分及び第２の階段状セプタム３１０の第１の側面３４５の一部分によって形成された第２の対向壁のセットと、を含み得る。第１の側面３４０及び３４５は、段に対して階段状セプタムの同じ側に対応し得る。図３Ａに示されるように、第１の側面３４０及び３４５は、階段状セプタム３１０によって示されるように配向されたときに、両方とも階段状セプタムの左側にあり得る（例えば、段が遷移領域３６０に沿ってＹ軸３２０で増加しているときに、Ｘ軸３２４上の負の方向に延在する法線を有する側面であり得る）。
【0060】
直線アレイ３００が延在するとした場合、第２の分割された導波路２４５－ａが、第１の分割された導波路２４０－ａに隣接し、階段状セプタム３１０と、階段状セプタム３１０の他方の側の階段状セプタム３０５のように配向された別の階段状セプタムと、の間に形成され得る。第２の分割された導波路２４５－ａは、第１の偏波とは異なる第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）に関連付けられ得る。第２の分割された導波路２４５－ａは、上側平板の第１の表面３３０の第２の部分及び下側平板の第２の表面３３５の第２の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第２の階段状セプタム３１０の第２の側面３４６の一部分及び隣接する第１の階段状セプタム（図示せず）の第２の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセットと、を含み得る。第２の側面３４６は、段に対して階段状セプタムの同じ側に対応し得る。図３Ａに示されるように、第２の側面３４６は、階段状セプタム３１０によって示されるように配向されたときに、両方とも階段状セプタムの右側にあり得る（例えば、段が遷移領域３６０に沿ってＹ軸３２０で増加しているときに、Ｘ軸３２４上の正の方向に延在する法線を有する側面であり得る）。
【0061】
階段状セプタム３０５及び３１０の各々は、図３Ａに示されるように、上側平板２０５－ａ及び下側平板２１５－ａの前縁部によって画定される開口部平面に位置する前縁部を有し得る。あるいは、前縁部は、開口部に近いが、開口部と共平面ではなくてもよい。例えば、階段状セプタム３０５及び３１０は、アンテナアレイの周波数の４分の１波長よりも開口部に近くてもよい。他の実施例では、階段状セプタム３０５及び３１０の前縁部は、以下でより詳細に記載されるように、開口部を越えて延在することを含む、開口部までの異なる距離に位置し得る。
【0062】
いくつかの実施例では、階段状セプタム３０５及び３１０の遷移領域３６０の長さは、共通導波路の寸法３６５（例えば、上側平板２０５－ａから下側平板２１５－ａまでの距離）よりも長い場合がある。他の実施例では、階段状セプタム３０５及び３１０の遷移領域３６０の長さは、共通導波路の寸法３６５よりも小さい場合がある。例えば、遷移領域３６０の長さは、共通導波路の寸法３６５の３／４未満、又は１／２未満であり得る。他の実施例では、他の比較寸法が使用されてもよい。
【0063】
本明細書に記載した設計は、アンテナアレイを、同一の周波数で使用するための従来のアンテナアレイよりも様々な次元において小さくすることを可能にする。これにより、厚さ（例えば、Ｚ軸３２２に沿ったアセンブリの軸方向長さ）が低減され、アンテナアレイの全体的な質量が節減される。加えて、又はあるいは、各セプタム偏波器について個々の共通導波路を画定するための内壁を省略することによって、アンテナアレイを、Ｘ軸３２４に沿ってより小さくしてもよい。更に、本明細書に記載した技法は、同一かつ定型である導波路配置を提供し、これにより、導波路給電ネットワーク及び回路基板などのバックエンドアセンブリ構成要素を導波路に取り付けるための簡便性が改善される。
【0064】
いくつかの実施例は、いくつかの異なるビームフォーミング方法で使用され得る矩形のインターフェース編成を提供する。例えば、導波路電力分配器ネットワークが、アンテナアレイとともに使用され得る。他の実施例では、従来の導波路設計が、定型の導波路とともに使用され得る。更に、定型の導波路は、プリント回路基板と互換性があり得る。例えば、アクティブ構成要素（例えば、回路カード）は、放射器の真後ろに位置し得る。これらのアクティブ構成要素は、低雑音増幅器、高電力増幅器、及び送信増幅器を含み得る。ある範囲の角度にわたってビームをステアリングするために使用され得る位相制御デバイスが使用され得る。アクティブ構成要素はまた、開口部を並べるために、又は開口部を共位相にするために使用されてもよい。
【0065】
図３Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための直線アレイ３５０の単一の素子の別の実施例を例示している。直線アレイ３００は、平行平板偏波器の行の一部であり得る。直線アレイ３５０は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。直線アレイ３５０は、図３Ａの直線アレイ３００の実施例であり得る。直線アレイ３５０は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。いくつかの実施例では、直線アレイ３５０の素子は、より長い直線アレイに直線状に配置され得るが、素子又は素子のアレイは、他の形状又は構成を有してもよい。
【0066】
直線アレイ３５０は、上側平板２０５－ｂ、下側平板２１５－ｂ、壁３１５－ａ、第１の階段状セプタム３０５－ａ、及び第２の階段状セプタム３１０－ａなどの、直線アレイ３００の構造と同様の構造を含み得る。加えて、上側平板は、１つ以上の側壁特徴３５５－ａを含み得、下側平板は、１つ以上の側壁特徴３５５－ｂを含み得る（本明細書では、側壁特徴３５５と称される）。側壁特徴３５５は、導波路カットオフ周波数を低下させるか、又は伝搬定数（例えば、ＴＥ１０モードの）を変更するように構成され得、これにより、積層された直線アレイ３５０のアンテナアレイのための改善された性能又は設計の柔軟性が提供され得る。側壁特徴３５５は、階段状セプタムの遷移領域３６０－ａ内に位置し、直線アレイ３５０の複数の行に沿って形成され得る。あるいは、１つ以上の側壁特徴３５５は、遷移領域３６０－ａから開口部に向かって、又は分割された導波路内に位置してもよい。図３Ｂに示されるような凹部又は溝に加えて、側壁特徴３５５は、導波路内への突起を含んでもよい。示される側壁特徴の断面は半円形であるが、凹部又は突起は、任意の形状（例えば、矩形、正方形、三角形、台形、長円形、楕円形など）であってもよく、図３Ｂに示されるものとは異なる寸法を有してもよい。
【0067】
階段状セプタム３０５－ａ及び３１０－ａはまた、切り欠き部３７０を有してもよく、切り欠き部３７０もまた、アンテナのモードの伝搬を修正して、特性（例えば、遮断周波数、軸比）を改善し得る。いくつかの実施例では、階段状セプタム３０５－ａ及び３１０－ａの遷移領域３６０－ａに少なくとも部分的に、複数の誘電体インサートが位置し得る。遷移領域３６０－ａは、セプタムが一方の平板と接触し、かつ他方とは接触しない状態から両方の平板と接触する状態に遷移する、階段状セプタムの階段状部分の領域であり得る。いくつかの実施例では、階段状セプタムの各々の遷移領域３６０－ａは、二重偏波型アンテナアレイのキャリア周波数の波長よりも小さい二重偏波型アンテナアレイの開口部の平面に直交する軸方向の次元（例えば、Ｚ軸３２２）の長さを有する。いくつかの実施例では、誘電体インサート３７５は、遷移領域３６０－ａに挿入され得る。誘電体インサート３７５は、分割された導波路２４０－ａ及び２４５－ａを少なくとも部分的に充填し得（例えば、Ｘ軸３２４又はＹ軸３２０に沿って、分割された導波路２４０－ａ及び２４５－ａの対向壁間に部分的に又は全体に延在し得る）、階段状セプタム３０５－ａ及び階段状セプタム３１０－ａの遷移領域３６０－ａ内に少なくとも部分的に延在し得る。
【0068】
図４Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための部分的な直線アレイ４００の実施例を例示している。部分的な直線アレイ４００は、平行平板偏波器の行の一部であり得る。部分的な直線アレイ４００は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。部分的な直線アレイ４００は、図３Ａ及び３Ｂに示されるような直線アレイの素子３０２－ａを含み得る。直線アレイ４００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。いくつかの実施例では、部分的な直線アレイ４００は、より長い直線アレイに直線状に配置され得るが、素子又は素子のアレイは、他の形状又は構成を有してもよい。
【0069】
部分的な直線アレイ４００は、図２、３Ａ、及び３Ｂの下側平板２１５の実施例であり得る下側平板２１５－ｃを含む。部分的な直線アレイ４００はまた、上側平板を含み得るが、部分的な直線アレイの内部構造をより明確に例示するために、上側平板は、図４Ａ～４Ｃに示されていない。図４Ａは、部分的な直線アレイ４００の端部の実施例を例示している。部分的な直線アレイ４００の素子は、複数の階段状セプタム４０２を含み得、複数の階段状セプタム４０２は、第１の階段状セプタム３０５－ｂのセット及び第２の階段状セプタム３１０－ｂのセットを含み得る。第１の階段状セプタム３０５－ｂのセットは、第２の階段状セプタム３１０－ｂのセットと比較して反転され得る。例えば、第１の階段状セプタム３０５－ｂのセットは、第２の階段状セプタム３１０－ｂのセットに対して、Ｙ軸３２０に沿って１８０度配向され得る。
【0070】
いくつかの実施例では、複数の第１の分割された導波路２４０－ａのうちの第１の分割された導波路が、複数の第２の分割された導波路２４５－ａのうちの第２の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第１の階段状セプタム３０５－ｂを共有し得、複数の第２の分割された導波路２４５－ａのうちの第３の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第２の階段状セプタム３１０－ｂを共有し得、第１の分割された導波路は、第２の分割された導波路及び第３の分割された導波路に隣接する。同様に、複数の第２の分割された導波路２４５－ａのうちの第２の分割された導波路は、複数の第１の分割された導波路２４０－ａのうちの第４の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第３の階段状セプタム３１０－ｂを共有し得、第４の分割された導波路は、第２の分割された導波路に隣接する。
【0071】
図４Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための部分的な直線アレイ４２０の別の実施例を例示している。部分的な直線アレイ４２０は、平行平板偏波器の行の一部であり得る。部分的な直線アレイ４２０は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。部分的な直線アレイ４２０は、図３Ａ及び３Ｂに示されるような直線アレイの素子３０２－ａを含み得る。直線アレイ４２０は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。いくつかの実施例では、部分的な直線アレイ４２０は、より長い直線アレイに直線状に配置され得るが、素子又は素子のアレイは、他の形状又は構成を有してもよい。
【0072】
図４Ａと同様に、図４Ｂは、下側平板２１５－ｄを有し、かつ上側平板を有しない、部分的な直線アレイ４２０を示す。図４Ｂは、図３Ｂにおけるような、下側平板２１５－ｂに側壁特徴３５５－ｃを含む部分的な直線アレイ４２０の実施例を例示している。部分的な直線アレイ４２０は、第１の階段状セプタム３０５－ｃのセット、及び第２の階段状セプタム３１０－ｃのセットを含み得る。
【0073】
図５Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための部分的な直線アレイ５００の追加の実施例を例示している。部分的な直線アレイ５００は、図４Ａ～４Ｃの部分的な直線アレイ４００、４２０、及び４４０の実施例であり得る。部分的な直線アレイ５００は、下側平板２１５－ｆに加えて上側平板２０５－ｃを例示している。
【0074】
図５Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための部分的な直線アレイ５２０の追加の実施例を例示している。部分的な直線アレイ５２０は、明確にするために直線アレイの端部に壁を示すことなく、部分的な直線アレイの別の図を例示している。
【0075】
第１の階段状セプタム３０５－ｆのセットは、遷移領域３６０－ａを有し得、遷移領域３６０－ａは、第２の階段状セプタム３１０－ｄのセットについての対応する遷移領域と同じ長さを有し得る。図５Ｃに示されるように、遷移領域は、上側平板２０５－ｄ及び下側平板２１５－ｇの前縁部と共平面である点で（例えば、Ｚ軸３２２に沿った負の方向で）終端し得る。あるいは、遷移領域は、前方（例えば、Ｚ軸３２２に沿ってより正である場所）で終端し得るか、又は後方（例えば、Ｚ軸３２２に沿ってより負である場所）で終端し得る。いくつかの実施例では、第１の階段状セプタム３０５－ｆのセットは、第２の階段状セプタム３１０－ｆのセットとは異なる長さを有し得る。
【0076】
いくつかの実施例では、部分的な直線アレイ５４０は、複数の階段状セプタムの遷移領域に少なくとも部分的に位置する複数の誘電体インサートを含み得る。階段状セプタムの各々についての遷移領域は、二重偏波型アンテナアレイのキャリア周波数の波長よりも小さい二重偏波型アンテナアレイの開口部の平面に直交する軸方向の次元の長さを有し得る。いくつかの実施例では、長さは、上側平板２０５－ｄと下側平板２１５－ｇとの間の部分的な直線アレイ５４０の寸法（例えば、Ｙ軸３２０に沿った分割された導波路の高さ）よりも小さい。
【0077】
図６は、本開示の態様による、例示的な階段状セプタム構造６００を例示している。階段状セプタム構造６００は、本明細書に記載したような導波路デバイスの一部であり得、図６は、部分図を提供する。階段状セプタム構造６００は、第１の階段状セプタム３０５－ｅのセット及び第２の階段状セプタム３１０－ｅのセットを含み得る。第１の階段状セプタム３０５－ｅのセット及び第２の階段状セプタム３１０－ｅのセットは、直線アレイの同等の行数の複数の階段状セクションを含む単一の材料シートから形成され得る。第１の階段状セプタム３０５－ｅのセット及び第２の階段状セプタム３１０－ｅのセットは、平板６０５における複数のスロット６２０に嵌合し得る。
【0078】
平板６０５は、第１の表面６１０及び第２の反対側の表面６１５を含み得る。図６は、どのように、平板６０５の第１の表面６１０が第１の直線アレイの一部であり得るかと、平板６０５の第２の表面６１５が第２の直線アレイの一部であり得るかと、を例示している。平板６０５は、第１の直線アレイのための上側平板として、及び第２の直線アレイのための下側平板として機能し得る。階段状セプタム構造６００は、階段状セプタムがアンテナアレイにおける直線アレイの異なる行間で整列している実施例を示す。他の実施例では、他の構成が使用される。例えば、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方についての複数の階段状セプタムは、第１の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの別の一方についての複数の階段状セプタムと整列している。
【0079】
階段状セプタム構造６００は、複数の平行アセンブリを例示しており、各平行アセンブリは、複数の平行平板偏波器の各々からの階段状セプタムを備える。いくつかの実施例では、平行平板偏波器は、積層造形技法を使用して構築されている。
【0080】
いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板を含む複数の第１の平板を含み、複数の第１の平板の各々は、第１の縁部に沿ったスロットを有する。二重偏波型アンテナアレイはまた、複数の第２の平板を含み得、複数の第２の平板の各々は、複数の平行平板偏波器の複数の行からの階段状セプタムを備え、複数の第２の平板の各々は、複数の第１の平板のスロットに挿入される。複数の第１及び第２の平板の各々は、金属（例えば、プレスされた板金）から単一のワークピースに形成され得る。第１及び第２の平板は、二重偏波型アンテナアレイを形成するために、一緒に篏め合わされ得る。
【0081】
図６に示されるように、平行な上側平板及び下側平板は、水平に延び得、階段状セプタムは、垂直に延び得る。この構造は、複数の第１の分割された導波路２４０－ｂ及び複数の第２の分割された導波路２４５－ｂを形成し得る。パッシブアレイの実施例では、１つ以上の給電ネットワーク（図示せず）は、複数の第１の分割された導波路２４０－ｂ及び複数の第２の分割された導波路２４５－ｂと結合され得る。アクティブアレイの実施例では、複数の回路カードが含まれ得、回路カードは、上側平板及び下側平板並びに階段状セプタムによって形成された平面に垂直である。回路カードは、複数の第１の分割された導波路２４０－ｂ及び複数の第２の分割された導波路２４５－ｂに結合され得、これらは、スナップ留めされ得るか、又は別様に一緒に嵌め合わされ得る。
【0082】
本明細書に例示したように、アンテナアレイのための階段状セプタムの各列の単一ワークピースの形成は、製造コスト及び時間を節減し、アンテナアレイを作製するために使用される材料の量を低減し、設計の簡素性を高め得る。
【0083】
図７Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための３２素子直線アレイ７００の実施例を例示している。３２素子直線アレイ７００は、本明細書に記載したような導波路デバイスの一部の実施例であり得、本明細書に記載したような直線アレイの１つ以上の構成要素を含み得る。３２素子直線アレイ７００は、あるいは反転された複数の階段状セプタムを含んでもよい。３２素子直線アレイ７００は、複数の階段状セプタムの遷移領域における平板及び／又は切り欠き部に側壁特徴を含み得る。３２素子直線アレイ７００のコピーが互いに積層されて、より大きなアンテナアレイを形成し得る。いくつかの実施例では、３２素子直線アレイ７００のコピーが、積層されているが、それらの間で平板を共有する。いくつかの実施例では、誘電体インサートは、複数の階段状セプタムの切り欠き部に位置し得る。
【0084】
図７Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための３２素子直線アレイ７２０の別の実施例を例示している。３２素子直線アレイ７２０は、本明細書に記載したような導波路デバイスの一部の実施例であり得、本明細書に記載したような直線アレイの１つ以上の構成要素を含み得る。３２素子直線アレイ７２０は、あるいは反転された（例えば、Ｙ軸３２０に沿って）複数の階段状セプタムを含んでもよい。３２素子直線アレイ７２０のコピーが互いに積層されて、より大きなアンテナアレイを形成し得る。いくつかの実施例では、３２素子直線アレイ７２０のコピーが、積層されているが、それらの間で平板を共有する。３２素子直線アレイ７２０の実施例では、複数の階段状セプタムは、平板を越えて延在しない。
【0085】
他の実施例では、図７Ａ及び７Ｂの直線アレイ７００、７２０、及び７４０は、異なる数の素子を含んでもよい。直線アレイ７００及び７２０は、本明細書に記載した製造技法を介して形成され得る。
【0086】
図８は、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための積層された直線アレイ８００の実施例を例示している。積層された直線アレイ８００は、一緒に積層された、本明細書に記載した任意の２つの直線アレイを含み得る。本明細書に記載したように、合わせて積層されることは、直線アレイが互いに隣接することを指し得、それらは、本明細書に記載した製造技法を使用して形成され得る。例えば、積層された直線アレイ８００は、一緒に積層された２つの別個のアレイではなくて、積層された構成に一緒に形成され得る。
【0087】
図８の実施例では、積層された直線アレイ８００は、各々が３２個の素子を有する複数の平行平板偏波器８０２を含む。他の実施例では、異なる数の素子を有し得る他の数の平行平板偏波器又は直線アレイが使用され得る。いくつかの実施例では、積層された直線アレイ８００は、矩形又は正方形の形状を形成する。他の実施例では、他の形状、例えば、湾曲形状、又は積層された直線アレイ８００が上に又は一部上に装着され得る構造に適合するように作製された形状、が形成される。
【0088】
いくつかの実施例では、２つの積層された直線アレイ８００は、この平行平板偏波器を含む複数の平行平板偏波器を含む二重偏波型アンテナアレイの一部分を形成し、複数の平行平板偏波器のうちの少なくともサブセットについて、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の上側平板と、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の下側平板と、は同じ平板である。２つの積層された直線アレイ８００は、繰り返されて、より大きいアレイを形成し得る。
【0089】
いくつかの実施例では、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方についての複数の階段状セプタムは、第１の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方についての複数の階段状セプタムと整列している。他の実施例では、複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の複数の階段状セプタムは、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の複数の階段状セプタムからオフセットし得る。例えば、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の第１の階段状セプタムのセットのうちの階段状セプタムは、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の第２の階段状セプタムのセットのうちの階段状セプタム（例えば、第１の階段状セプタムのセットからＹ軸に沿って反転された）と（例えば、Ｘ軸３２４において）整列し得る。
【0090】
いくつかの実施例では、２つの積層された直線アレイ８００は、複数の平行平板偏波器８０２を含み得、複数の平行平板偏波器の少なくともサブセットについて、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の上側平板と、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の下側平板と、は同じ平板８０４である。２つの積層された直線アレイ８００は、第１の共通ポート８１０－ａ及び第２の共通ポート８１０－ｂを含み得る。
【0091】
図９は、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイの一部分９００の実施例を例示している。二重偏波型アンテナアレイの一部分９００は、図７Ａ及び７Ｂの直線アレイ７００及び７２０、又は図８の直線アレイ８００などの、一緒に積層された、本明細書に記載した任意の数の直線アレイを含み得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分９００は、直線アレイのための構造的支持を提供するハウジング９０５を含み得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分９００は、本明細書に記載したように、導波路デバイスの一部であり得る。
【0092】
図１０Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイ１０００の実施例を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１０００は、本明細書に記載したような導波路デバイスの一部の実施例であり得、本明細書に記載したような直線アレイの１つ以上の構成要素を含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１０００は、あるいは反転された複数の階段状セプタムを含んでもよい。二重偏波型アンテナアレイ１０００は、平板にスロットを、及び複数の階段状セプタムに切り欠き部を含み得る。スロットは、アンテナアレイの平面状部分を一緒にするために使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１０００は、列に配列された複数の直線アレイを含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１０００は、図６に関して記載した製造プロセスを使用して形成され得る。例えば、二重偏波型アンテナアレイ１０００は、スロット１０２５を有する複数の第１の平板１０１０から形成され得、複数の第２の平板１０１５は、第１の平板の交互するスロット１０２５に嵌合し、二重偏波型アンテナアレイ１０００の各行についての第１のセプタム３０５－ｆのセットを形成し、複数の第３の平板１０２０は、第１の平板の他の交互するスロット１０２５に嵌合し、二重偏波型アンテナアレイ１０００の各行についての第２のセプタム３１０－ｆのセットを形成する。いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイ１０００は、複数の階段状セプタムの遷移領域における平板及び／又は切り欠き部に側壁特徴を更に含んでもよい。
【0093】
二重偏波型アンテナアレイ１０００は、複数の偏波器単位セルを含み得る。各偏波器単位セルは、上面、下面、第１のセプタム、及び第２のセプタムを含み得る。下面は、上面に対向し得、上面の第１の縁部及び下面の第１の縁部は、二重偏波型アンテナアレイ１０００のエアインターフェース平面を形成する。第１のセプタムは、エアインターフェース平面に垂直である第１及び第２の表面と、１つ以上の表面を備える縁部特徴と、を有し得、第１のセプタムの縁部特徴の１つ以上の表面の法線は、第１のセプタムの第１及び第２の表面に平行であり、第１のセプタムの遷移領域の第１の側において、第１のセプタムの縁部特徴が上面に接触し、第１のセプタムの縁部特徴と下面との間にギャップが存在し、遷移領域の第２の側において、第１のセプタムの縁部特徴が上面及び下面に接触する。同様に、第２のセプタムは、エアインターフェース平面に垂直である第１及び第２の表面と、１つ以上の表面を備える縁部特徴と、を有し得、第２の縁部特徴の１つ以上の表面の法線は、第２のセプタムの第１及び第２の表面に平行であり、第２のセプタムの遷移領域の第１の側において、第２のセプタムの縁部特徴が下面に接触し、第２のセプタムの縁部特徴と上面との間にギャップが存在し、遷移領域の第２の側において、第２のセプタムの縁部特徴が上面及び下面に接触する。二重偏波型アンテナアレイ１０００において、上面の第１の部分と、下面の第１の部分と、第１のセプタムの第１の表面の一部分と、第２のセプタムの第１の表面の一部分と、によって、第１の分割された導波路が形成され得る。上面の第２の部分と、下面の第２の部分と、第２のセプタムの第２の表面の一部分と、隣接する偏波器単位セルの第２のセプタムの第２の表面の一部分と、によって、第２の分割された導波路が形成され得る。
【0094】
図１０Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイ１０５０の実施例を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１０５０は、本明細書に記載したような導波路デバイスの一部の実施例であり得、本明細書に記載したような直線アレイの１つ以上の構成要素を含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１０５０は、あるいは反転されており、かつ積層された直線アレイを形成する、複数の階段状セプタムを含んでもよい。図１０Ｂの実施例では、合計５１２個の素子を有する１６行のアレイが例示されている。他の実施例では、他の数の行及び素子を使用して、二重偏波型アンテナアレイ１０５０を形成してもよい。
【0095】
図１１Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイの分割された導波路を結合し得る二重偏波型アンテナアレイの一部分の実施例を例示している。図１１Ａに例示された二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、１つの偏波のための分割された導波路を含む二重偏波型アンテナアレイのスライスを示し、第１の合成器／分配器１１１２のセット及び第２の合成器／分配器１１１４のセットを含む導波路給電ネットワーク１１１０を例示している。
【0096】
図１１Ａに例示された二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、本明細書に記載したアンテナ開口部及び直線アレイの後ろに位置する合成器／分配器を示す。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、本明細書に記載したような複数の直線アレイの部分的な列（例えば、素子単位の２つのセプタムのうちの一方）に関連し得る。
【0097】
二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、第１の分割された導波路２４０－ｃのセットを含み得る。導波路給電ネットワーク１１１０は、二重偏波型アンテナアレイの行間で第１の分割された導波路２４０－ｃのセットを接続し得、より大きい導波路給電ネットワークの一部であり得る。導波路給電ネットワーク１１１０は、第１の分割された導波路２４０－ｃのセットを介して、アンテナ給電素子又は導波路給電ネットワークの追加のステージへの電磁波の伝搬を可能にし得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、Ｙ軸３２０に沿って組み合わされた複数の（例えば、４つの）分割された導波路２４０－ｃを示す。導波路給電ネットワークの追加のステージは、Ｙ軸３２０に沿って、又はＸ軸３２４に沿って、導波路給電ネットワーク１１１０を結合し得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、積層造形技法又は除去加工技法（例えば、フライス加工、３Ｄ印刷）によって構築され得、平面状アセンブリであり得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１００は、追加の平面状アセンブリと組み合わされて、二重偏波型アンテナアレイを形成し得る。セプタム３０５－ｇの前にあるカップリング１１０５の一部分１１１５が、組み立ての前に製造され、かつアンテナアレイの動作のために除去される（例えば、フライス除去される）ものとして示されていることを理解されたい。
【0098】
図１１Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイの分割された導波路又は導波路給電ネットワークを結合し得る二重偏波型アンテナアレイの一部分の別の実施例を例示している。図１１Ｂに例示された二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、１つの偏波のための分割された導波路を含む二重偏波型アンテナアレイのスライスを示し、複数のレベルの導波路合成器／分配器を例示している。図１１Ｂに例示された二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、本明細書に記載したアンテナ開口部及び直線アレイの後ろに位置する合成器／分配器１１３０を示す。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、本明細書に記載したような複数の直線アレイの部分的な列（例えば、素子単位の２つのセプタムのうちの一方）に関連し得る。
【0099】
二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、第１の分割された導波路２４０－ｄのセットを含み得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、導波路給電ネットワーク１１１０－ａを使用して、第１の分割された導波路２４０－ｄのセットを一緒に接続し得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、給電ネットワーク１１１０－ａを使用して、共通ポート１１４０と第１の分割された導波路２４０－ｄのセットとの間の電磁波の伝搬を可能にし得る。第１の分割された導波路２４０－ｄのセット及び導波路給電ネットワーク１１１０－ａの構造は繰り返されているが、図１１Ｂは、明確にするために各領域のうちの１つのみを指し示している。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、積層造形技法又は除去加工技法（例えば、フライス加工、３Ｄ印刷）によって構築され得、平面状アセンブリであり得る。二重偏波型アンテナアレイの一部分１１２０は、追加の平面状アセンブリと組み合わされて、二重偏波型アンテナアレイを形成し得る。
【0100】
図１２Ａは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイの分割された導波路と共通ポートとの間の導波路給電ネットワークの別の実施例を例示している。図１２Ａに例示された導波路給電ネットワーク１２００－ａは、いくつかの積層された直線アレイの全アレイを含み得、セプタムの代替の配向を示し得る。例えば、直線アレイは、Ｙ軸３２０に沿って延び、Ｘ軸３２４に沿って積層され得る。図１２Ａは、各偏波が垂直組み合わせ（図示せず）の前にアレイを横断して（例えば、Ｘ軸３２４に沿って）水平に組み合わせるための合成器ネットワークを有する、水平セプタムの実施例を提供する。
【0101】
導波路給電ネットワーク１２００－ａは、第１の分割された導波路２４０－ｅのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｅのセットを含み得、これらのセットは、行（例えば、Ｙ軸３２０に沿った）を交互に占め、列に沿って（例えば、Ｘ軸３２４に沿って）一貫し得る。導波路給電ネットワーク１２００－ａは、第１の分割された導波路２４０－ｅのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｅのセットを対応する共通ポート（図示せず）と接続し得る。導波路給電ネットワーク１２００－ａは、異なる偏波に関連付けられた共通のポートと、第１の分割された導波路２４０－ｅのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｅのセットと、の間の電磁波の伝搬を可能にし得る。導波路給電ネットワーク１２００－ａは、第１の分割された導波路２４０－ｅのセットに関連付けられた第１の導波路給電ネットワーク１２１０を含み得る。第１の分割された導波路２４０－ｅのセット、第２の分割された導波路２４５－ｅのセット、及び合成器／分配器１２２４の構造は繰り返されているが、図１２Ａは、明確にするために、各々の１つのみを指し示している。
【0102】
導波路給電ネットワーク１２００－ａは、導波路合成器／分配器のエアモデルの実施例を例示している。このエアモデルは、積層造形法又は除去加工法（例えば、フライス加工、３Ｄ印刷）で構築された１つ以上のアセンブリによって画定され得る。
【0103】
図１２Ｂは、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための導波路給電ネットワーク１２００－ｂの背面斜視図の実施例を例示している。図１２Ｂは、導波路給電ネットワーク１２００－ｂの背面斜視図のエアモデルを示し、このエアモデルは、第１の分割された導波路２４０－ｆのセットと結合された第１の導波路給電ネットワーク１２１０－ａと、第２の分割された導波路２４５－ｆのセットと結合された第２の導波路給電ネットワーク１２１０－ｂと、を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１２００は、複数の高置合成器１２０５及び二重デュプレクシングフィルタアセンブリ１２２０を含み得る。いくつかの実施例では、二重デュプレクシングフィルタアセンブリ１２２０は、第１の偏波（例えば、第１の分割された導波路２４０－ｆのセット）に関連付けられた共通のポート、及び第２の偏波（例えば、第２の分割された導波路２４５－ｆのセット）に関連付けられた第２の共通のポートを含む、２つの共通のポートを含む。いくつかの実施例では、導波路給電ネットワーク１２００－ｂの背面斜視図は、図１２Ａに示されるアンテナアレイ図の垂直合成器／分配器を示し得る。
【0104】
図１３は、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための導波路給電ネットワークの正面斜視図の実施例を例示するものである。図１３は、第１の分割された導波路２４０－ｇのセット又は第２の分割された導波路２４５－ｇのセットと結合された合成器／分配器１３１０を示す導波路給電ネットワーク１３００の正面斜視図のエアモデルを示す。図１３に示される実施例では、第１の４つの分割された導波路のセットは、垂直に（例えば、Ｙ軸３２０に沿って）組み合わされ得、次いで、水平に（例えば、Ｘ軸３２４に沿って）組み合わされ得る。図１３の実施例は、垂直配向で配置されたセプタムを有する二重偏波型アンテナアレイのための導波路給電ネットワークを例示している。
【0105】
図１４は、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイのための導波路給電ネットワークの背面斜視図の別の実施例を例示している。図１４は、第１の分割された導波路２４０－ｈのセット又は第２の分割された導波路２４５－ｈのセットと結合された合成器／分配器の複数のステージを例示する導波路給電ネットワーク１４００の背面斜視図のエアモデルを示す。例えば、導波路給電ネットワーク１４００は、各偏波について、第１のステージ１４１０、第２のステージ１４２０、及び第３のステージ１４３０を含み得る。第１のステージは、概して、Ｚ軸３２２に沿って配向された合成器／分配器を有し得、合成器／分配器は、第１のタイプ（例えば、磁界面合成器／分配器）であり得、第２のステージ１４２０は、概して、Ｚ軸３２２に沿って配向された合成器／分配器を有し得、合成器／分配器は、第２のタイプ（例えば、電界面合成器／分配器）であり得、第３のステージ１４３０は、Ｘ軸３２４及びＹ軸３２０に沿って配向された（例えば、Ｘ軸及びＹ軸によって画定された平面内にあり得る）合成器／分配器を有し得、合成器／分配器は、第１のタイプ（例えば、磁界面合成器／分配器）であり得る。いくつかの実施例では、導波路給電ネットワーク１４００の背面斜視図は、図１３の導波路給電ネットワーク１３００の正面斜視図に対応し得る。
【0106】
図１５は、本開示の態様による、二重偏波型アンテナアレイ１５００の内部側面図の実施例を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１５００は、走査二重偏波型アンテナアレイの実施例であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１５００は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１５００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１５００は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。
【0107】
二重偏波型アンテナアレイ１５００は、複数の回路カード１５２０と、第１の分割された導波路２４０－ｉのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｉのセットと、の間のインターフェース１５１０を例示する側面図を示す。二重偏波型アンテナアレイ１５００は、複数のインターフェース１５１０に結合された、第１の分割された導波路２４０－ｉのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｉのセットの複数の開口部１５１５を有する。インターフェース１５１０は、分割された導波路２４０－ｉ、２４５－ｉから複数の回路カード１５２０にアンテナ給電部を接続するための方途を提供する。すなわち、インターフェース１５１０は、複数の回路カード１５２０と、第１の分割された導波路２４０－ｉのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｉのセットとの間の接続を提供する（例えば、回路カードの一部であるか、又は回路カードに取り付けられて、分割された導波路に配設された、アンテナ給電部を使用して）。複数の回路カード１５２０の各々は、複数の棚１５０５のうちの１つによって支持され得る。いくつかの実施例では、複数の回路カード１５２０は、プリント回路基板であり得る。
【0108】
二重偏波型アンテナアレイ１５００はまた、分配回路１５４０を含み得る。分配回路１５４０は、より大きいアンテナアレイにおいて他の分配回路と併せて使用され得る。一実施例では、分配回路１５４０は、より大きいアンテナアレイにおいて３つの他のカードとともに使用され得るクワドラントカードであり得る。二重偏波型アンテナアレイ１５００はまた、プラグ１５２５を含み得る。
【0109】
いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイ１５００に２つの偏波が存在するため、導波路給電ネットワーク１１１０－ｆの一部として２つの高置合成器があり得る。高置合成器カード（図示せず）は、２つの高置合成器において波形を電子的に処理し得る。
【0110】
いくつかの実施例では、複数の回路カード１５２０の各々は、複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている。いくつかの実施例では、複数の回路カード１５２０の各々は、電気的ビームフォーミングネットワーク１５３０を備える。いくつかの実施例では、複数の回路カード１５２０の各々の電気的ビームフォーミングネットワーク１５３０は、複数のビームフォーミング回路１５３５を含み、各ビームフォーミング回路は、アンテナ給電部のうちの１つ以上に関連付けられている。例えば、各ビームフォーミング回路は、いくつかの隣接する給電部と結合され得る。いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイ１５００は、導波路給電ネットワークとビームフォーミング回路１５３５との組み合わせを有し得る。例えば、いくつかの隣接する分割された導波路は、給電ネットワークと組み合わされ、ビームフォーミング回路によって給電されるアンテナ給電部を共有し得る。いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイ１５００は、マルチビーム用途をサポートし得る。
【0111】
いくつかの実施例では、二重偏波型アンテナアレイ１５００はまた、分配回路１５４０などの複数の分配回路を含み得、複数の分配回路の各々は、複数の回路カード１５２０の少なくともサブセットと結合されており、第１の偏波に関連付けられた第１の信号と第２の偏波に関連付けられた第２の信号とを、複数の回路カード１５２０の少なくともサブセットに提供する。いくつかの実施例では、第１の偏波は、第１の円偏波であり、第２の偏波は、第２の円偏波である。セプタムがＯＭＴになる他の実施例では、第１の偏波は、第１の直線偏波であり、第２の偏波は、第２の直線偏波である。
【0112】
いくつかの実施例では、複数の回路カード１５２０の各々は、複数の平行平板偏波器のうちの１つの平行平板偏波器の複数の第１の分割された導波路２４０－ｉ及び複数の第２の分割された導波路２４５－ｉのそれぞれの導波路内にある複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている。
【0113】
いくつかの実施例では、複数の回路カード１５２０の各々は、複数のＡＤＣ及び複数のＤＡＣを備え、複数のＡＤＣ及び複数のＤＡＣの各々は、複数のアンテナ給電部のうちの１つ以上と結合されている。
【0114】
図１６Ａは、本開示の態様による、走査二重偏波型アンテナアレイ１６００の例示的な正面斜視図を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１６００は、二重偏波型アンテナアレイの実施例であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１６００は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１６００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１６００は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。例えば、二重偏波型アンテナアレイ１６００は、図１５の二重偏波型アンテナアレイ１５００の一態様であり得るか、又は１つ以上の態様を含み得る。
【0115】
二重偏波型アンテナアレイ１６００は、複数の回路カード１５２０－ａに結合された第１の分割された導波路２４０－ｊのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｊのセットを含む。二重偏波型アンテナアレイ１６００は、二重偏波型アンテナアレイ１６００に含まれる直線アレイを支持するハウジング９０５－ｂを含み得る。
【0116】
図１６Ｂは、本開示の態様による、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１６２０の例示的な背面斜視図を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、二重偏波型アンテナアレイの実施例であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。例えば、二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、図１５の二重偏波型アンテナアレイ１５００又は図１６の二重偏波型アンテナアレイ１６００の一態様であり得るか、又は１つ以上の態様を含み得る。
【0117】
二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、複数の回路カード１５２０－ｂに結合された第１の分割された導波路のセット及び第２の分割された導波路のセットを含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、二重偏波型アンテナアレイ１６２０に含まれる直線アレイを支持するハウジング９０５－ｃを含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、二重偏波型アンテナアレイ１６２０を、プロセッサなどの別のデバイスに、又は電源に電子的に接続するための１つ以上のプラグ１５２５－ａを含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０はまた、図１８に示されるもののように、増幅器、１つ以上の素子プリンタ配線アセンブリ（ＰＷＡ）、１つ以上の分配回路、及びタイル制御ＰＷＡを含んでもよい。
【0118】
図１６Ｃは、本開示の態様による、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１６４０の別の例示的な背面斜視図を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、二重偏波型アンテナアレイの実施例であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。例えば、二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、図１５の二重偏波型アンテナアレイ１５００又は図１６Ａ及び１６Ｂの二重偏波型アンテナアレイ１６００及び１６２０の一態様であり得るか、又はそれらのうちの１つ以上の態様を含み得る。
【0119】
二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、複数の回路カード１５２０－ｃに結合された第１の分割された導波路のセット及び第２の分割された導波路のセットを含む。二重偏波型アンテナアレイ１６４０は、二重偏波型アンテナアレイ１６４０に含まれる直線アレイを支持するハウジング９０５－ｄを含み得る。二重偏波型アンテナアレイ１６２０は、１つ以上のプラグ１６２５－ａを含み得る。
【0120】
図１７Ａは、本開示の態様による、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１７００の例示的な正面斜視図を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１７００は、二重偏波型アンテナアレイの実施例であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１７００は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１７００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１７００は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。例えば、二重偏波型アンテナアレイ１７００は、図１５及び１６Ａ～１６Ｃの二重偏波型アンテナアレイ１５００、１６００、１６２０、又は１６４０の態様であり得るか、又はそれらのうちの１つ以上の態様を含み得る。デジタル二重偏波型アンテナアレイ１７００は、より大きいアンテナアレイの１つのタイルであり得る。
【0121】
二重偏波型アンテナアレイ１７００は、複数の回路カード１５２０－ｄに結合された第１の分割された導波路２４０－ｋのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｋのセットを含む、複数の直線アレイ１７０５を含む。二重偏波型アンテナアレイ１７００は、複数の平行アセンブリを例示しており、各平行アセンブリは、複数の平行平板偏波器の各々からの階段状セプタムと、第１の分割された導波路のセット及び第２の分割された導波路のセットのための合成器／分配器の少なくとも一部分と、を備える。いくつかの実施例では、平行平板偏波器は、積層製造技法、板金平板、又は積層されたフライス加工アセンブリを使用して構築されている。
【0122】
図１７Ｂは、本開示の態様による、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１７２０の例示的な背面斜視図を例示している。二重偏波型アンテナアレイ１７２０は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。二重偏波型アンテナアレイ１７２０は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１７２０は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。例えば、二重偏波型アンテナアレイ１７２０は、図１５、１６Ａ～１６Ｃ、及び１７Ａの二重偏波型アンテナアレイ１５００、１６００、１６２０、１６４０、又は１７００の一態様であり得るか、又はそれらのうちの１つ以上の態様を含み得る。デジタル二重偏波型アンテナアレイ１７２０は、より大きいアンテナアレイの１つのタイルであり得る。
【0123】
二重偏波型アンテナアレイ１７２０は、複数の回路カード１５２０－ｅに結合された第１の分割された導波路２４０－ｌのセット及び第２の分割された導波路２４５－ｌのセットを含む、複数の直線アレイ１７０５－ａを含む。いくつかの実施例では、平行平板偏波器は、積層造形技法、板金平板、又は積層されたフライス加工アセンブリを使用して構築されている。
【0124】
図１８は、本開示の態様による、例示的な走査二重偏波型アンテナアレイ１８００のブロック図を例示している。デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００は、図２の導波路デバイス２００などの導波路デバイスに含まれ得るか、又は図１の二重偏波型アンテナアレイ１４０の構成要素であり得る。デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００は、図１の航空機１３０などの航空機上に設置されたアンテナアレイの一部であり得るか、又は他のデバイス若しくはシステムとともに使用され得る。二重偏波型アンテナアレイ１８００は、本明細書に記載した例示的なアンテナアレイのいずれかの一部であり得る。例えば、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００は、図１５、１６Ａ～１６Ｃ、１７Ａ、及び１７Ｂのデジタル二重偏波型アンテナアレイ１５００、１６００、１６２０、１６４０、１７００、又は１７２０の一態様であり得るか、又はそれらのうちの１つ以上の態様を含み得る。
【0125】
デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００は、複数の素子プリント配線アセンブリ（ＰＷＡ）１８０５、複数の第１の分配ＰＷＡ１８４０、及び第２の分配ＰＷＡ１８７０を含み得る。各第１の分配ＰＷＡ１８４０は、複数の素子ＰＷＡ１８０５に接続され得る。第１の分配ＰＷＡは、図１５の分配回路１５４０の実施例であり得る。第２の分配ＰＷＡ１８７０は、タイル制御回路と称され得、複数の分配ＰＷＡ１８４０に接続され得る。デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００に含まれる素子ＰＷＡ１８０５及び第１の分配ＰＷＡ１８４０の数は、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００のサイズに依存し得る。いくつかの実施例では、素子ＰＷＡ１８０５、第１の分配ＰＷＡ１８４０、及び第２の分配ＰＷＡ１８７０は、本明細書に記載したアンテナアレイの背面側に含まれるデジタル回路の１つ以上の態様であり得る。
【0126】
素子ＰＷＡ１８０５は、円偏波又は直線偏波などの偏波に各々が関連付けられた複数のアンテナ素子１８１０を含み得る（ＲＨＣＰ及びＬＨＣＰが図１８に実施例として例示されている）。例えば、第１のアンテナ素子１８１０が、第１の偏波１８０２に関連付けられ得、第２のアンテナ素子１８１０が、第２の偏波１８０４に関連付けられ得る。各アンテナ導波路は、（アンテナ素子１８１０を介して）送信アンテナアレイ（ＴＸＭ）１８２０の一部である大電力増幅器（ＨＰＡ）１８１５に接続され得る。各ＴＸＭ１８２０は、２つの送信器を含み得、１つ以上のＤＡＣ又はアップコンバータを含み得る。図１８の実施例に示されるように、各素子ＰＷＡ１８０５は、１０個のＴＸＭ１８２０を含む。他の実施例では、他の数のＴＸＭ１８２０が、素子ＰＷＡ１８０５に含まれてもよい。ＴＸＭ１８２０の数は、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００のサイズに依存し得る。素子ＰＷＡ１８０５はまた、分配ＰＷＡ１８４０に接続するためのファンアウト回路１８２５を含んでもよい。本明細書に記載したように、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００の背面側に多くのポートがあり得る。
【0127】
いくつかの実施例では、素子ＰＷＡ１８０５は、第１の偏波に関連付けられた第１の信号と、第２の偏波に関連付けられた第２の信号とを、第１の分配ＰＷＡ１８４０の少なくともサブセットに提供し得る。
【0128】
分配ＰＷＡ１８４０は、４つのデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）回路１８４５を含み得る。ＤＢＦ回路１８４５は、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００のビーム方向を制御するために使用され得る。各ＤＢＦ回路１８４５は、１つ以上の素子ＰＷＡ１８０５に接続され得る。ＤＢＦ回路１８４５は、各々が独立して、これらのＤＢＦ回路が素子ＰＷＡ１８０５上で接続されているアンテナ素子を介して伝送される信号の位相及び／又は振幅を制御し得る。分配ＰＷＡ１８４０は、第２の分配ＰＷＡ１８７０に接続するためのファンアウト１８５０を含む。いくつかの実施例では、ＤＢＦ回路１８４５は、各素子ＰＷＡ１８０５によって駆動されるいくつかのアンテナ素子に接続し得る。ＤＢＦ回路１８４５は、本明細書に記載したように、アンテナアレイの各素子を独立して制御し得る。例えば、ＤＢＦ回路１８４５は、２つの円偏波信号を組み合わせて任意の角度で直線偏波信号を生成するために、各素子を制御し得る。例えば、各ＤＢＦ回路１８４５は、（例えば、ファンアウト回路１８２５を介して）ＴＸＭ回路１８２０に提供される２つ以上の信号を出力し得る。いくつかの実施例では、ＤＢＦ回路１８４５によって生成された各信号は、２つ以上のＴＸＭ回路１８２０に送信され得る。
【0129】
いくつかの実施例では、非常に大きいデジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００のための分配ＰＷＡ１８４０の層があり得る。他の実施例では、分配ＰＷＡ１８４０は、他の数の素子ＰＷＡ１８０５をサポートし得る。
【0130】
第２の分配ＰＷＡ１８７０は、４つの分配ＰＷＡに接続され得、そのためのファンアウト回路１８５５を含む。第２の分配ＰＷＡ１８７０は、周波数基準コネクタ１８７５、時間同期コネクタ１８８０、光コネクタ１８８５、及び診断コネクタ１８９０を含む。これらのコネクタの各々は、デジタル二重偏波型アンテナアレイ１８００を制御する方法について第２の分配ＰＷＡ１８７０に命令し得る１つ以上のプロセッサに接続するように構成され得る。
【0131】
図１９は、様々な実施形態による、アンテナアレイを製造するための例示的な方法１９００のフローチャートを示す。方法１９００を使用して、図１～１８に記載した二重偏波型アンテナアレイの実施例などのアンテナアレイを作製し得る。いくつかの実施例では、プロセッサが、以下に記載した機能を実行するために機械加工機器を制御するための１つ以上のコードセットを実行し得る。
【0132】
方法１９００は、１９０５において、複数の平板を作製することを含み得る。複数の平板は、直線アレイのための上側平板及び下側平板を形成し得る。平板は、１つの直線アレイのための上側平板及び隣接する直線アレイのための下側平板の両方として機能し得る。複数の平板は、平板内に階段状セプタムを据え付けるために、スロットを含み得る。上側平板及び下側平板であるそれらの平板は、より大きいアンテナアレイのための階段状セプタムと同じ数のスロットを含み得る。図６の実施例におけるような平板製アセンブリの実施例では、複数の平板１９０５はまた、セプタム平板を含んでもよい。セプタム平板は、本明細書に記載したように、１８０度反対配向を有する２つのバージョンを含み得る。複数の平板の各々は、単一の構成要素として形成され得る。複数の平板は、板金から形成され得る。いくつかの実施例では、複数の平板は、金属、又は金属でコーティングされたプラスチックなどの非導電性材料から形成され得る。
【0133】
１９１０において、方法１９００は、複数のセプタムの平板を作製することを含み得る。セプタムは、本明細書に記載したように、階段状、湾曲状、角形などであり得る。セプタムの平板は、アンテナアレイの行の数と同じ数の階段状セプタム領域を含み得る。例えば、アンテナアレイが３２個の行を含むようになっている場合、セプタムの平板は、３２個の階段状セプタム領域（例えば、各直線アレイについて１つ）を含み得る。いくつかの実施例では、セプタムは、互いに整列し得る（例えば、整列は、異なる直線アレイ間で同じであり得る）一方、他の実施例では、セプタムは、互いにオフセットし得る。例えば、セプタムが整列している場合、一方のタイプの平板のセプタム領域の各々は、同じ配向を有するセプタムを有し得る。オフセットの例では、一方のタイプの平板のセプタム領域の各々は、反対配向のセプタムを有し得る。印刷されたセプタムの平板の数は、各直線アレイにおける素子の数に対応し得る。複数のセプタムは、板金から形成され得る。いくつかの実施例では、複数のセプタムは、金属、又は金属でコーティングされた、プラスチックなどの非導電性材料から形成され得る。
【0134】
１９１５において、方法１９００は、平板及びセプタムの平板を、これらの平板が非導電性材料から作製されていた場合、導電性材料でめっきすることを更に含んでもよい。導電性材料は、例えば、金属であり得る。
【0135】
１９２０において、方法１９００は、スロットを使用して複数の階段状セプタムを平板に取り付けることを含み得、隣接する階段状セプタムは、配向を交互させ、平板は、複数の導波路のための上側平板及び下側平板を形成する。方法１９００は、平板を形成することについて記載しており、３Ｄ印刷などの他の製造プロセスを使用して、本明細書に記載したようなアンテナアレイを形成してもよい。図６は、平板を一緒に取り付けて平板アセンブリを形成する方法の実施例を示す。平板アセンブリは、階段状セプタムと平板との間に、複数の第１の分割された導波路のセット及び第２の分割された導波路のセットを形成する。これにより、グリッドが形成され得、グリッドに回路カードがスナップ留めされ得る。階段状セプタムを分離する壁はなく、これにより、アンテナアレイの設計、製造、形成に自由度が提供される。アンテナアレイは、タイル形式で組み立てられ、一緒に積層され得る。
【0136】
１９２５において、いくつかの実施例では、方法１９００はまた、平板アセンブリを導波路給電ネットワークアセンブリの前面側に（例えば、パッシブアンテナアレイのために）、又は１つ以上の回路カードを平板アセンブリに（例えば、アクティブアンテナアレイのために）取り付けることを含んでもよい。導波路給電ネットワークアセンブリは、平板アセンブリによって形成された第１及び第２の分割された導波路のセットと一致するように位置決めされ得る。いくつかの実施例では、導波路給電ネットワークアセンブリもまた、３Ｄ印刷される。いくつかの実施例では、回路カードは、導波路給電ネットワークアセンブリの裏面側に取り付けられ得る。追加の実施例では、より大きいアクティブアンテナアレイの一部である、２個、４個、８個、１６個などの分割された導波路の隣接するグループを組み合わせるより小さい導波路給電ネットワークを有するアンテナアレイの一部分があり得る。
【0137】
本明細書に記載した方法は、可能である実装形態を説明していること、並びに動作及びステップは、再編成ないし修正され得ること、並びに他の実装形態が可能であることに留意されたい。更に、２つ以上の方法から組み合わされた態様であってもよい。
【0138】
以下で、本開示の態様の概要を提供する。
【0139】
態様１：二重偏波型アンテナアレイであって、平行平板偏波器を備え、平行平板偏波器は、第１の表面を有する上側平板と、上側平板に対して平行であり、かつ上側平板の第１の表面に対向する第２の表面を有する下側平板であって、下側平板は、上側平板に対して平行である、下側平板と、上側平板の第１の表面から下側平板の第２の表面まで延在する複数の階段状セプタムであって、複数の階段状セプタムの各々は、第１の側面及び第２の側面を有し、複数の階段状セプタムは、第１の階段状セプタムのセット及び第１の階段状セプタムのセットに対して反転された第２の階段状セプタムのセットを含む、複数の階段状セプタムと、第１の偏波に関連付けられた複数の第１の分割された導波路であって、複数の第１の分割された導波路の各々は、上側平板の第１の表面の第１の部分及び下側平板の第２の表面の第１の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第１の階段状セプタムのセットのうちの１つの第１の側面の一部分及び第２の階段状セプタムのセットのうちの１つの第１の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセットと、を有する、複数の第１の分割された導波路と、第２の偏波に関連付けられた複数の第２の分割された導波路であって、複数の第２の分割された導波路の各々は、上側平板の第１の表面の第２の部分及び下側平板の第２の表面の第２の部分によって形成された第１の対向壁のセットと、第１の階段状セプタムのセットのうちの１つの第２の側面の一部分及び第２の階段状セプタムのセットのうちの１つの第２の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセットと、を有する、複数の第２の分割された導波路と、を備える、二重偏波型アンテナアレイ。
【0140】
態様２：二重偏波型アンテナアレイは、平行平板偏波器を含む複数の平行平板偏波器を備え、複数の平行平板偏波器の少なくともサブセットについて、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の上側平板と、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の下側平板と、は同じ平板である、態様１に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0141】
態様３：第１の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の複数の階段状セプタムは、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の複数の階段状セプタムと整列している、態様２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0142】
態様４：複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板に平行な次元において、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の複数の階段状セプタムは、隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の複数の階段状セプタムからオフセットしている、態様２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0143】
態様５：複数の第１の分割された導波路及び複数の第２の分割された導波路のそれぞれの導波路内に複数のアンテナ給電部を更に備える、態様２～４のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0144】
態様６：複数の回路カードを更に備え、複数の回路カードの各々は、複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている、態様５に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0145】
態様７：複数の回路カードの各々は、電気的ビームフォーミングネットワークを備える、態様６に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0146】
態様８：複数の回路カードの各々の電気的ビームフォーミングネットワークは、複数のビームフォーミング回路を備え、各ビームフォーミング回路は、アンテナ給電部のうちの１つ以上に関連付けられている、態様７に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0147】
態様９：複数の分配回路を更に備え、複数の分配回路の各々は、複数の回路カードの少なくともサブセットと結合されており、第１の偏波に関連付けられた第１の信号と、第２の偏波に関連付けられた第２の信号と、を複数の回路カードの少なくともサブセットに提供する、態様６～８のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0148】
態様１０：複数の回路カードの各々は、複数の平行平板偏波器のうちの１つの平行平板偏波器の複数の第１の分割された導波路及び複数の第２の分割された導波路のそれぞれの導波路内にある複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている、態様６～９のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0149】
態様１１：複数の回路カードの各々は、複数のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）及び複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を備え、複数のＡＤＣ及び複数のＤＡＣの各々は、複数のアンテナ給電部のうちの１つ以上と結合されている、態様６～１０のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0150】
態様１２：第１の共通ポートと複数の第１の分割された導波路との間に結合された第１の導波路給電ネットワークと、第２の共通ポートと複数の第２の分割された導波路との間に結合された第２の導波路給電ネットワークと、を更に備える、態様２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0151】
態様１３：二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行アセンブリを備え、各平行アセンブリは、複数の平行平板偏波器の各々からの階段状セプタムと、第１の導波路給電ネットワーク又は第２の導波路給電ネットワークの合成器／分配器の少なくとも一部分と、を備える、態様１２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0152】
態様１４：二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板を含む複数の第１の平板であって、複数の第１の平板の各々は、第１の縁部に沿ってスロットを有する、複数の第１の平板と、複数の第２の平板であって、複数の第２の平板の各々は、複数の平行平板偏波器の複数の行からの階段状セプタムを備え、複数の第２の平板の各々は、複数の第１の平板のスロットに挿入されている、複数の第２の平板と、を備える、態様２～１３のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0153】
態様１５：平行平板偏波器は、積層造形技法を使用して構築されている、態様１～１４のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0154】
態様１６：第１の偏波は、第１の円偏波であり、第２の偏波は、第２の円偏波である、態様１～１５のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0155】
態様１７：第１の偏波は、第１の直線偏波であり、第２の偏波は、第２の直線偏波である、態様１～１４のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0156】
態様１８：複数の階段状セプタムの遷移領域に少なくとも部分的に位置する複数の誘電体インサートを更に備える、態様１～１７のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0157】
態様１９：階段状セプタムの各々についての遷移領域が、二重偏波型アンテナアレイのキャリア周波数の波長よりも小さい二重偏波型アンテナアレイの開口部の平面に直交する軸方向の次元の長さを有する、態様１～１８のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0158】
態様２０：複数の第１の分割された導波路のうちの第１の分割された導波路が、複数の第２の分割された導波路のうちの第２の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第１の階段状セプタムを共有し、複数の第２の分割された導波路のうちの第３の分割された導波路と複数の階段状セプタムのうちの第２の階段状セプタムを共有し、第１の分割された導波路は、第２の分割された導波路及び第３の分割された導波路に隣接する、態様１～１９のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0159】
態様２１：第１の階段状セプタムのセット及び第２の階段状セプタムのセットは、上側平板及び下側平板に平行な方向に沿ってインターリーブされている、態様１～２０のいずれかに記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【0160】
態様２２：装置であって、プロセッサと、プロセッサと結合されたメモリと、メモリに記憶されており、かつ装置に態様１～２１のいずれかに記載の方法を実行させるようにプロセッサによって実行可能な命令と、を備える、装置。
【0161】
態様２３：装置であって、態様１～２１のいずれかに記載の方法を実行するための少なくとも１つの手段を備える、装置。
【0162】
態様２４：コードを記憶している非一時的コンピュータ可読媒体であって、コードは、態様１～２１のいずれかに記載の方法を実行するようにプロセッサによって実行可能な命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
【0163】
本明細書に記載の情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表すことができる。例えば、説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場又は粒子、光学場又は粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって表され得る。
【0164】
本明細書の開示に関連して記載される様々な例示的なブロック及び構成要素は、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、若しくは他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は実行されてもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、プロセッサが任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ（例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成）として実装されてもよい。
【0165】
本明細書に記載される機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装されてもよい。プロセッサによって実行されるソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上の１つ以上の命令又はコードとして格納されてもよく、又は伝送され得る。他の実施例及び実装形態は、本開示及び添付の特許請求の範囲内にある。例えば、ソフトウェアの性質上、本明細書に記載の機能は、プロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、ハード配線、又はこれらのいずれかの組み合わせによって実行されるソフトウェアを使用して実装され得る。機能を実装する特徴部はまた、機能の部分が異なる物理的位置に実装されるように分散されることを含めて、様々な位置に物理的に位置決めされてもよい。
【0166】
コンピュータ可読媒体は、非一時的なコンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムのある場所から別の場所への転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体との両方を含む。非一時的記憶媒体は、汎用コンピュータ又は専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。例として、限定ではなく、非一時的なコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク（ＣＤ）ＲＯＭ若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又は命令若しくはデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を保持又は記憶するために使用され得、汎用コンピュータ若しくは専用コンピュータ、又は汎用プロセッサ若しくは専用プロセッサによってアクセスされ得る任意の他の非一時的媒体を含み得る。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と適切に称される。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などの無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから伝送される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などの無線技術は、コンピュータ可読媒体の定義に含まれる。ディスク（ｄｉｓｋ）及びディスク（ｄｉｓｃ）は、本明細書で使用されるとき、ＣＤ、レーザーディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含み、ディスクは通常、レーザーで光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【0167】
特許請求の範囲を含めて、本明細書で使用されるとき、項目のリスト（例えば、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」などの語句によって前置きされた項目のリスト）において使用される「又は」は、例えば、「少なくとも１つのＡ、Ｂ、又はＣ」のリストが、Ａ又はＢ又はＣ又はＡＢ又はＡＣ又はＢＣ又はＡＢＣ（すなわち、Ａ及びＢ及びＣ）を意味するように、包括的なリストを示す。また、本明細書で使用されるとき、「に基づく」という語句は、条件の限定されたセットへの参照として解釈されてはならない。例えば、「条件Ａに基づく」と記載される例示的なステップは、本開示の範囲から逸脱することなく、条件Ａ及び条件Ｂの両方に基づき得る。換言すれば、本明細書で使用されるとき、「に基づく」という語句は、「に少なくとも部分的に基づく」という語句と同じように解釈されるものとする。
【0168】
「決定する」又は「決定すること」という用語は、多種多様なアクションを包含し、したがって、「決定すること」は、算出すること、計算すること、処理すること、導出すること、調査すること、検索すること（テーブル、データベース、又は別のデータ構造において検索することを介するなど）、確認することなどを含むことができる。また、「決定すること」は、受信すること（情報を受信することなど）、アクセスすること（メモリ内のデータにアクセスすることなど）などを含むことができる。また、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選定すること、確立すること、及び他のそのような同様のアクションを含むことができる。
【0169】
本明細書の説明で使用されるとき、「平行」という用語は、正確な幾何学的平行度への限定を示唆することを意図していない。例えば、本開示で使用される「平行」という用語は、例えば、製造及びアセンブリの許容公差などの考慮事項に関連する幾何学的平行度からの典型的な逸脱を含むことを意図されている。更に、成形又は鋳造などの特定の製造プロセスは、様々な構成要素の製造、アセンブリ、又は操作のいずれかを容易にするために、正若しくは負の製図、縁部面取り及び／若しくはフィレット、又は他の特徴を必要とし得る。この場合、特定の表面は、幾何学的に平行でなくてもよいが、本開示の文脈では平行であってもよい。
【0170】
同様に、本明細書の説明で使用されるとき、「直交する」及び「垂直な」という用語は、幾何学的関係を記載するために使用される場合、正確な幾何学的垂直性への限定を示唆することを意図していない。例えば、本開示で使用される「直交する」及び「垂直な」という用語は、例えば、製造及びアセンブリの許容公差などの考慮事項に関連する幾何学的垂直性からの典型的な逸脱を含むことを意図されている。更に、成形又は鋳造などの特定の製造プロセスは、様々な構成要素の製造、アセンブリ、又は操作のいずれかを容易にするために、正又は負の製図、縁部面取り及び／若しくはフィレット、又は他の特徴を必要とし得る。この場合、特定の表面は、幾何学的に垂直でなくてもよいが、本開示の文脈では垂直であってもよい。
【0171】
本明細書の説明で使用されるとき、電磁偏波について記載するために使用される場合、「直交する」という用語は、分離可能である２つの偏波を区別することを意味する。例えば、９０度だけ分離された単位ベクトル方向を有する２つの直線偏波は、直交するとみなされ得る。円偏波の場合、２つの偏波は、伝搬の方向を共有するが、反対方向に回転している場合に、直交するとみなされる。
【0172】
添付の図面では、類似の構成要素又は特徴部は、同じ参照ラベルを有することができる。更に、同じタイプの様々な構成要素は、類似の構成要素の中で区別するダッシュ及び第２のラベルによる参照ラベルに従うことによって区別され得る。第１の参照ラベルのみが本明細書で使用される場合、説明は、第２の参照ラベル、又は他の後続の参照ラベルに関係なく、同じ第１の参照ラベルを有する類似の構成要素のうちのいずれか１つに適用可能である。
【0173】
添付の図面に関連して本明細書で説明された説明は、例示的な構成を説明しており、実施され得るか、又は特許請求の範囲の範囲内にある全ての実施例を表すものではない。本明細書で使用される「例示的な」という用語は、「例、事例、又は例証としての役割を果たすこと」を意味し、「好ましい」又は「他の実施例よりも有利」であることを意味しない。詳細な説明は、記載された技法の理解を提供する目的のための具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細を伴わずに実践されてもよい。いくつかの事例では、記載されている実施例の概念を不明瞭にすることを避けるために、知られている構造及びデバイスがブロック図の形態で示されている。
【0174】
本明細書の説明は、当業者が本開示を作製又は使用することを可能にするために提供されている。本開示に対する様々な修正は、当業者には明らかであり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に記載される実施例及び設計に限定されず、本明細書に開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるものである。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19】
【手続補正書】
【提出日】2022-10-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
二重偏波型アンテナアレイ（１４０）であって、平行平板偏波器（２０２）を備え、前記平行平板偏波器（２０２）は、
第１の表面（２１０）を有する上側平板（２０５）と、
前記上側平板に対して平行であり、かつ前記上側平板の前記第１の表面に対向する第２の表面（２２０）を有する下側平板（２１５）と、
前記上側平板の前記第１の表面から前記下側平板の前記第２の表面まで延在する複数の階段状セプタム（４０２）であって、前記複数の階段状セプタムの各々は、第１の側面（３４０）及び第２の側面（３４５）を有し、前記複数の階段状セプタムは、第１の階段状セプタムのセット（３０５）及び前記第１の階段状セプタムのセットに対して反転された第２の階段状セプタムのセット（３１０）を含む、複数の階段状セプタム（４０２）と、
第１の偏波（１８０２）に関連付けられた複数の第１の分割された導波路（２４０）であって、前記複数の第１の分割された導波路の各々は、前記上側平板（２５１）の前記第１の表面の第１の部分及び前記下側平板（２５２）の前記第２の表面の第１の部分によって形成された第１の対向壁のセット（２５０）と、前記第１の階段状セプタムのセット（２５６）のうちの１つの前記第１の側面の一部分及び前記第２の階段状セプタムのセット（２５７）のうちの１つの前記第１の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセット（２５５）と、を有する、複数の第１の分割された導波路（２４０）と、
第２の偏波（１８０４）に関連付けられた複数の第２の分割された導波路（２４５）であって、前記複数の第２の分割された導波路の各々は、前記上側平板（２６１）の前記第１の表面の第２の部分及び前記下側平板（２６２）の前記第２の表面の第２の部分によって形成された第１の対向壁のセット（２６０）と、前記第１の階段状セプタムのセット（２６６）のうちの１つの前記第２の側面の一部分及び前記第２の階段状セプタムのセット（２６７）のうちの１つの前記第２の側面の一部分によって形成された第２の対向壁のセット（２６５）と、を有する、複数の第２の分割された導波路（２４５）と、を備える、二重偏波型アンテナアレイ（１４０）。
【請求項2】
前記二重偏波型アンテナアレイは、前記平行平板偏波器を含む複数の平行平板偏波器（８０２）を備え、前記複数の平行平板偏波器の少なくともサブセットについて、隣接する平行平板偏波器の対のうちの一方の前記上側平板と、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの他方の前記下側平板と、は同じ平板（８０４）である、請求項１に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項3】
前記第１の平行平板偏波器の前記上側平板及び前記下側平板に平行な次元（３２４）において、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記一方の前記複数の階段状セプタムは、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記他方の前記複数の階段状セプタムと整列している、請求項２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項4】
前記複数の平行平板偏波器の前記上側平板及び前記下側平板に平行な次元（３２４）において、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記一方の前記複数の階段状セプタムは、前記隣接する平行平板偏波器の対のうちの前記他方の前記複数の階段状セプタムからオフセットしている、請求項２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項5】
前記複数の第１の分割された導波路及び前記複数の第２の分割された導波路のそれぞれの導波路内に複数のアンテナ給電部（１２１０）を更に備える、請求項２～４のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項6】
複数の回路カード（１５２０）を更に備え、前記複数の回路カードの各々は、前記複数のアンテナ給電部のサブセットと結合されている、請求項５に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項7】
前記複数の回路カードの各々は、電気的ビームフォーミングネットワーク（１５３０）を備える、請求項６に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項8】
前記複数の回路カードの各々の前記電気的ビームフォーミングネットワークは、複数のビームフォーミング回路（１５３５）を備え、各ビームフォーミング回路は、前記アンテナ給電部のうちの１つ以上に関連付けられている、請求項７に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項9】
複数の分配回路（１８４０）であって、前記複数の分配回路の各々は、前記複数の回路カードの少なくともサブセットと結合されており、前記第１の偏波に関連付けられた第１の信号と、前記第２の偏波に関連付けられた第２の信号と、を前記複数の回路カードの少なくとも前記サブセットに提供する、複数の分配回路（１８４０）を更に備える、請求項６～８のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項10】
前記複数の回路カードの前記各々は、前記複数の平行平板偏波器のうちの１つの平行平板偏波器の前記複数の第１の分割された導波路及び前記複数の第２の分割された導波路の前記それぞれの導波路内にある前記複数のアンテナ給電部の前記サブセットと結合されている、請求項６～９のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項11】
前記複数の回路カードの前記各々は、複数のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）（１８２０）及び複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）（１８２０）を備え、前記複数のＡＤＣ及び前記複数のＤＡＣの各々は、前記複数のアンテナ給電部のうちの１つ以上と結合されている、請求項６～１０のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項12】
第１の共通ポート（８１０－ａ）と前記複数の第１の分割された導波路との間に結合された第１の導波路給電ネットワーク（１２１０－ａ）と、第２の共通ポート（８１０－ｂ）と前記複数の第２の分割された導波路との間に結合された第２の導波路給電ネットワーク（１２１０－ｂ）と、を更に備える、請求項２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項13】
前記二重偏波型アンテナアレイは、複数の平行アセンブリ（８０４）であって、各平行アセンブリは、前記複数の平行平板偏波器の各々からの階段状セプタムと、前記第１の導波路給電ネットワーク又は前記第２の導波路給電ネットワークの合成器／分配器の少なくとも一部分と、を備える、複数の平行アセンブリ（８０４）を備える、請求項１２に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項14】
前記二重偏波型アンテナアレイは、前記複数の平行平板偏波器の上側平板及び下側平板を含む複数の第１の平板（１０１０）であって、前記複数の第１の平板の各々は、第１の縁部に沿ってスロットを有する、複数の第１の平板（１０１０）と、
複数の第２の平板（１０２０）であって、前記複数の第２の平板の各々は、前記複数の平行平板偏波器の複数の行からの階段状セプタムを備え、前記複数の第２の平板の各々は、前記複数の第１の平板の前記スロットに挿入されている、複数の第２の平板（１０２０）と、を備える、請求項２～１３のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項15】
前記平行平板偏波器は、積層造形技法を使用して構築されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項16】
前記第１の偏波は、第１の円偏波であり、前記第２の偏波は、第２の円偏波である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項17】
前記第１の偏波は、第１の直線偏波であり、前記第２の偏波は、第２の直線偏波である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項18】
前記複数の階段状セプタムの遷移領域（３６０）に少なくとも部分的に位置する複数の誘電体インサート（３７５）を更に備える、請求項１～１７のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項19】
前記階段状セプタムの各々についての遷移領域が、前記二重偏波型アンテナアレイのキャリア周波数の波長よりも小さい前記二重偏波型アンテナアレイの開口部の平面に直交する軸方向の次元（３２２）の長さを有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項20】
前記複数の第１の分割された導波路のうちの第１の分割された導波路が、前記複数の第２の分割された導波路のうちの第２の分割された導波路と前記複数の階段状セプタムのうちの第１の階段状セプタム（３０５－ｂ）を共有し、前記複数の第２の分割された導波路のうちの第３の分割された導波路と前記複数の階段状セプタムのうちの第２の階段状セプタム（３１０－ｂ）を共有し、前記第１の分割された導波路は、前記第２の分割された導波路及び前記第３の分割された導波路に隣接する、請求項１～１９のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【請求項21】
前記第１の階段状セプタムのセット及び前記第２の階段状セプタムのセットは、前記上側平板及び前記下側平板に平行な方向（３２４）に沿ってインターリーブされている、請求項１～２０のいずれか一項に記載の二重偏波型アンテナアレイ。
【国際調査報告】