特表 2024-523708 マルチピースコルゲート導波管

(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】2024-06-28

(54)【発明の名称】マルチピースコルゲート導波管

(51)【国際特許分類】

   H01P 3/123 20060101AFI20240621BHJP

【ＦＩ】

H01P3/123

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024500234

(86)(22)【出願日】2022-07-05

(85)【翻訳文提出日】2024-01-23

(86)【国際出願番号】 US2022036078

(87)【国際公開番号】W WO2023283167

(87)【国際公開日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】17/367,800

(32)【優先日】2021-07-06

(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】523165503

【氏名又は名称】クエイズ エナジー， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】ファン， ハイ

(72)【発明者】

【氏名】ホウデ， マシュー

(72)【発明者】

【氏名】アードイン， カーティス

(72)【発明者】

【氏名】アラケ， カルロス

(72)【発明者】

【氏名】ラム， ジャスティン

(72)【発明者】

【氏名】アーノー， デニス

(72)【発明者】

【氏名】オリバー， レイ

(57)【要約】

装置は、内面と、内径と、長さと、を含む管を含む。装置はまた、コイルばねも含む。コイルばねは、外面と、外径と、コイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素と、を含む。コイルばねは、管内に位置決めすることができ、コイルばねの外径は、管の内径よりも小さくすることができる。コイルばねは、導波管を形成することができる。関連する製造方法及びシステムもまた、本明細書に記載されている。一実施形態では、コイルばねの外面と管の内面との間に間隙が画定されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
内面と、内径と、長さと、を含む管と、
コイルばねであって、外面と、外径と、前記コイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素と、を含み、前記コイルばねが、前記管内に位置決めされ、前記コイルばねの前記外径が、前記管の前記内径よりも小さい、コイルばねと、を備える、装置。

【請求項2】

前記コイルばねの前記外面と前記管の前記内面との間に間隙が画定されている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記コイルばねが、導波管を形成している、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項4】

前記コイルばねの前記内面が、導電性材料を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記コイルばねが、銅、金、銀、又はプラチナのコーティングを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記装置が、前記管と前記コイルばねとの間に絶縁層を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

前記コイルばねの前記外面が、誘電体材料を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

前記複数のコイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素が、前記コイルばねの周囲に対する前記少なくとも１つのコイル要素の１回転によって画定される、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

前記複数のコイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素が、基部部分と、前記基部部分から延在する突出部分と、を含み、前記突出部分が、台形断面形状、円形断面形状、正方形断面形状、長方形断面形状、又は正弦波断面形状のうちの１つを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

前記複数のコイル要素が、台形断面形状、円形断面形状、長方形断面形状、楕円断面形状、又は前記複数のコイル要素の長さに沿ったテーパ形状、のうちの１つを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項11】

前記コイルばねが、銅ワイヤ及び／又はアルミニウムワイヤを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項12】

前記管が、炭素鋼管を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項13】

複数のコイルばねが、前記管内に位置決めされている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項14】

前記複数のコイルばねのうちの第１のコイルばね及び第２のコイルばねが、前記管内に位置決めされた結合ばねを介して結合されている、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記結合ばねの第１の端部が、前記第１のコイルばねの第１の端部に取り付けられ、前記結合ばねの第２の端部が、前記第２のコイルばねの第２の端部に取り付けられ、前記結合ばねが、前記第１のコイルばね及び／又は前記第２のコイルばねの熱膨張に起因して、前記第１のコイルばね及び前記第２のコイルばねの互いに対する軸方向移動量を低減するように構成されている、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記コイルばね及び／又は前記複数のコイル要素の各コイル要素の断面外形が、電磁波を伝搬させるように寸法設定されている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項17】

前記コイルばね及び前記コイルばねの前記断面外形が、ＨＥ１１モードで前記電磁波を伝搬させるように寸法設定されている、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記管の前記長さが、１メートルよりも長い、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項19】

前記管の前記長さが、５メートルよりも長い、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項20】

前記管の前記長さが、９メートルよりも長い、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項21】

前記複数のコイル要素が、前記複数のコイル要素のうちの２つ以上のコイル要素の間に空間を含むように寸法設定され、前記空間は、導波管アセンブリを介して坑井のボアホール内に注入される電磁波の波長の１／６であるように寸法設定されている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項22】

前記複数のコイル要素が、前記複数のコイル要素のうちの２つ以上のコイル要素の間にピッチを含むように寸法設定され、前記ピッチは、前記導波管アセンブリを介して前記坑井の前記ボアホール内に注入される電磁波の波長の１／３であるように寸法設定されている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項23】

前記複数のコイル要素は、前記導波管アセンブリを介して前記坑井の前記ボアホール内に注入される電磁波の波長よりも短くなるように寸法設定された幅を含むように寸法設定されている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項24】

前記管内の前記コイルばねが、螺旋溝を形成している、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項25】

前記螺旋溝が、電磁波を伝搬させるように構成されている、請求項２４に記載の装置。

【請求項26】

前記螺旋溝が、ＨＥ１１モード、横電気モード、横磁気モード、又は横電気モードと横磁気モードの組み合わせで前記電磁波を伝搬させるように構成されている、請求項２５に記載の装置。

【請求項27】

前記管が、テーパ管であり、前記コイルばねが、テーパコイルばねである、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項28】

前記管が、曲管である、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項29】

前記管及び前記コイルばねが、ケーシング内に含まれ、また、前記ケーシング内から延在する、又は前記ケーシング内に後退するように構成されている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置。

【請求項30】

方法であって、
断面外形を含むワイヤを押し出し成形することと、
前記ワイヤをコイルばねに成形することであって、前記コイルばねは、外径及び前記コイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素を有する、成形することと、
前記コイルばねを、前記コイルばねの前記外径よりも大きい内径を有する管に挿入することであって、前記管が、前記コイルばねが前記管内で沿って延在する長さを有する、挿入することと、を含む、方法。

【請求項31】

前記ワイヤを導電性材料でコーティングすること、
前記コイルばねを導電性材料でコーティングすること、及び／又は
前記管の内面を絶縁材料でコーティングすること、を更に含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記導電性材料が、銅、銀、又は金のうちの１種以上を含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記コイルばねが前記管に挿入されたときに、前記管の内面と前記コイルばねの外面との間に間隙が形成される、請求項３０～３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項34】

前記管の内面にチャネルを形成することであって、前記チャネルが、前記管の前記長さに沿って軸方向に延在する、形成することを更に含む、請求項３０～３３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

前記ワイヤの前記断面外形が、基部部分と、前記基部部分から延在する突出部分と、を含み、前記突出部分は、台形外形、円形外形、正方形外形、長方形外形、又は正弦波外形、のうちの１つを含む、請求項３０～３４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記ワイヤをコイルばねに成形することが、前記複数のコイル要素の各コイル要素の形状が前記コイルばねの前記長さの少なくとも一部分に沿ってマンドレルの断面形状に対応するように、前記ワイヤを前記マンドレルの周りに巻き付けることを含む、請求項３０～３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記マンドレルの前記断面形状が、台形形状、円形形状、長方形形状、楕円形形状、又はテーパ形状、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３６に記載の方法。

【請求項38】

前記ワイヤが、銅ワイヤ、又はアルミニウムワイヤである、請求項３０～３７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項39】

前記方法が、
複数のコイルばねを形成することと、
前記複数のコイルばねを前記管に挿入することと、を更に含む、請求項３０～３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

装置であって、
内面と、内径と、長さと、を有する外管と、
内管であって、内面と、外面と、外径と、前記内面に形成されて前記内管の長さに沿って延在する螺旋形状溝と、を有し、前記内管が、前記外管内に位置決めされ、前記内管の前記外径が、前記外管の前記内径よりも小さい、内管と、を備えている、装置。

【請求項41】

前記内管の前記外面と前記外管の前記内面との間に間隙が画定される、請求項４０に記載の装置。

【請求項42】

前記螺旋形状溝が、導波管を形成する、請求項４０又は４１に記載の装置。

【請求項43】

前記内管の前記内面及び／又は前記螺旋形状溝が、導電性材料を含む、請求項４０～４２のいずれか一項に記載の装置。

【請求項44】

前記装置が、前記外管と前記内管との間に絶縁層を更に含む、請求項４０～４３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項45】

前記内管の前記外面が、誘電体材料を含む、請求項４０～４４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項46】

前記螺旋形状溝が、ミリメートル電磁波を伝搬させるように構成されている、請求項４０～４５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項47】

前記螺旋形状溝が、ＨＥ１１モードで前記ミリメートル電磁波を伝搬させるように構成されている、請求項４６に記載の装置。

【請求項48】

システムであって、
導波管アセンブリであって、
内面と、内径と、長さと、を含む管と、
コイルばねであって、外面と、外径と、前記コイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素と、を含み、前記コイルばねが、前記管内に位置決めされ、前記コイルばねの前記外径が、前記管の前記内径よりも小さい、コイルばねと、を備える、導波管アセンブリと、
前記導波管アセンブリを介して坑井のボアホール内にミリ波放射線エネルギーを注入するように構成されたジャイロトロンを含む、ミリ波掘削装置と、を備える、システム。

【請求項49】

前記ボアホールの一部分を掘削するように、又は前記ボアホールから材料を取り除くように、前記ミリ波放射線エネルギーを方向付けるための複数の導波管アセンブリを地下に更に備える、請求項４８に記載のシステム。

【請求項50】

前記複数のコイルばねが、前記坑井の表面下１５ｋｍの距離まで、１本以上の管内に積み重ねられる、請求項４９に記載のシステム。

【請求項51】

方法であって、
金属素材シートの第１の側面に複数のコルゲーション特徴を形成することであって、前記シートが、第１の縁部と、第２の縁部と、を含む、形成することと、
前記金属素材シートを第１の管に形成することと、
前記第１の縁部及び前記第２の縁部をともに溶接して、前記第１の管を封止することであって、前記封止した第１の管が、コルゲート導波管を形成する、封止することと、を含む、方法。

【請求項52】

前記封止した第１の管を第２の管に挿入して、マルチピースコルゲート導波管を形成することを更に含む、請求項５１に記載の方法。

【請求項53】

方法であって、
第１の表面と、第１の縁部と、第２の縁部と、を有する金属素材シートを受容することと、
前記金属素材シートの前記第１の表面の最上部でコルゲーション要素を受容することであって、前記コルゲーション要素が、複数のコルゲーション特徴を含む、受容することと、
前記金属素材シートを、第１の管内に前記コルゲーション要素を含む前記第１の管に形成することと、
前記第１の縁部及び前記第２の縁部をともに溶接して、前記第１の管を封止することであって、前記封止した第１の管が、マルチピースコルゲート導波管を形成する、封止することと、を含む、方法。

【請求項54】

前記コルゲーション要素が、コイルばねである、請求項５３に記載の方法。

【請求項55】

前記コルゲーション要素が、前記第２の管の内面に形成された複数のコルゲーション特徴を含む、第２の管である、請求項５３又は５４に記載の方法。

【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、米国特許法第１１９条に基づき、２０２１年７月６日に出願された「ＭＵＬＴＩ－ＰＩＥＣＥ ＣＯＲＲＵＧＡＴＥＤ ＷＡＶＥＧＵＩＤＥ」と題する米国特許出願第１７／３６７，８００号の優先権を主張する。その内容全体は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。

【0002】

本明細書に記載される主題は、電磁波を伝送する際に使用するための導波管に関する。

【背景技術】

【0003】

導波管とは、エネルギーの伝送を一方向に制限することによってエネルギーの喪失を最小限に抑えて、電磁波又は音などの波を導く構造体である。導波管は、熱掘削及び／又はミリ波掘削などの非従来的な掘削技術において使用して、坑井のボアホールを形成することができる。導波管は、ボアホール内に電磁波を伝送して、従来の回転掘削よりも深い地下深さでの掘削を可能にするために使用することができる。コルゲート溝などの特定の内部特徴は、導波管に含めることができ、また、ボアホール内に提供される電磁波の伝送効率を高めることができる。単一の長さの管の中にコルゲート導波管を形成して展開することは、高価であり得、特殊な材料及び機器を必要とし得、また、製造誤差を起こし易い傾向があり得、これは、在庫の無駄、坑井の運転停止時間、及び非効率的な電磁エネルギーの伝送をもたらし得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

一態様では、装置が提供される。一実施形態では、装置は、内面、内径、及び長さを含む管を含むことができる。装置はまた、コイルばねも含むことができる。コイルばねは、外面、外径、及びコイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素を含むことができる。コイルばねは、管内に位置決めすることができ、コイルばねの外径は、管の内径よりも小さくすることができる。

【0005】

別の実施形態では、コイルばねの外面と管の内面との間に間隙を画定することができる。別の実施形態では、コイルばねは、導波管を形成することができる。別の実施形態では、コイルばねの内面は、導電性材料を含むことができる。別の実施形態では、コイルばねは、銅、金、銀、又はプラチナのコーティングを含むことができる。別の実施形態では、装置は、管とコイルばねとの間に絶縁層を更に含むことができる。別の実施形態では、コイルばねの外面は、誘電体材料を含むことができる。

【0006】

別の実施形態では、複数のコイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素は、コイルばねの周囲に対する少なくとも１つのコイル要素の１回転によって画定することができる。別の実施形態では、複数のコイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素は、基部部分と、基部部分から延在する突出部分と、を含むことができ、突出部分は、台形断面形状、円形断面形状、正方形断面形状、長方形断面形状、又は正弦波断面形状のうちの１つを含む。別の実施形態では、複数のコイル要素は、台形断面形状、円形断面形状、長方形断面形状、楕円断面形状、又は複数のコイル要素の長さに沿ったテーパ形状、のうちの１つを含むことができる。

【0007】

別の実施形態では、コイルばねは、銅ワイヤ及び／又はアルミニウムワイヤを含むことができる。別の実施形態では、管は、炭素鋼管を含むことができる。別の実施形態では、複数のコイルばねを管内に位置決めすることができる。別の実施形態では、複数のコイルばねのうちの第１のコイルばね及び第２のコイルばねは、管内に位置決めされた結合ばねを介して結合することができる。別の実施形態では、結合ばねの第１の端部を第１のコイルばねの第１の端部に取り付けることができ、結合ばねの第２の端部を第２のコイルばねの第２の端部に取り付けることができ、結合ばねは、第１のコイルばね及び／又は第２のコイルばねの熱膨張に起因して、第１のコイルばね及び第２のコイルばねの互いに対する軸方向移動量を低減するように構成することができる。

【0008】

別の実施形態では、コイルばね及び／又は複数のコイル要素の各コイル要素の断面外形は、電磁波を伝搬させるように寸法設定することができる。別の実施形態では、コイルばね及びコイルばねの断面外形は、ＨＥ１１モードで電磁波を伝搬させるように寸法設定することができる。別の実施形態では、管の長さは、１メートルよりも長くすることができる。別の実施形態では、管の長さは、５メートルよりも長くすることができる。別の実施形態では、管の長さは、９メートルよりも長くすることができる。

【0009】

別の実施形態では、複数のコイル要素は、複数のコイル要素のうちの２つ以上のコイル要素の間に空間を含むように寸法設定することができ、空間は、導波管アセンブリを介して坑井のボアホール内に注入される電磁波の波長の１／６であるように寸法設定することができる。別の実施形態では、複数のコイル要素は、複数のコイル要素のうちの２つ以上のコイル要素の間にピッチを含むように寸法設定することができ、ピッチは、導波管アセンブリを介して坑井のボアホール内に注入される電磁波の波長の１／３であるように寸法設定することができる。別の実施形態では、複数のコイル要素は、導波管アセンブリを介して坑井のボアホール内に注入される電磁波の波長よりも短くなるように寸法設定された幅を含むように寸法設定することができる。

【0010】

別の実施形態では、管内のコイルばねは、螺旋溝を形成することができる。別の実施形態では、螺旋溝は、電磁波を伝搬させるように構成することができる。別の実施形態では、螺旋溝は、ＨＥ１１モード、横電気モード、横磁気モード、又は横電気モードと横磁気モードの組み合わせで電磁波を伝搬させるように構成することができる。別の実施形態では、管は、テーパ管とすることができ、コイルばねは、テーパコイルばねとすることができる。別の実施形態では、管は、曲管とすることができる。別の実施形態では、管及びコイルばねは、ケーシング内に含むことができ、また、ケーシング内から延在する、又はケーシング内に後退するように構成されている。

【0011】

別の態様では、方法が提供される。一実施形態では、方法は、断面外形を含むワイヤを押し出し成形することを含むことができる。方法はまた、ワイヤを、外径及びコイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素を有するコイルばねに成形することも含むことができる。方法は、コイルばねを、コイルばねの外径よりも大きい内径を有する管に挿入することであって、管が、コイルばねが管内で沿って延在する長さを有することができる、挿入することを更に含むことができる。

【0012】

別の実施形態では、方法は、ワイヤを導電性材料でコーティングすることを含むことができる。方法はまた、コイルばねを導電性材料でコーティングすることも含むことができる。方法は、管の内面を絶縁材料でコーティングすることを更に含むことができる。別の実施形態では、導電性材料は、銅、銀、又は金のうちの１種以上を含むことができる。別の実施形態では、コイルばねが管に挿入されたときに、管の内面とコイルばねの外面との間に間隙を形成することができる。

【0013】

別の実施形態では、方法は、管の内面にチャネルを形成することであって、チャネルが、管の長さに沿って軸方向に延在することができる、形成することを更に含むことができる。別の実施形態では、ワイヤの断面外形は、基部部分と、基部部分から延在する突出部分と、を含むことができ、突出部分は、台形外形、円形外形、正方形外形、長方形外形、又は正弦波外形、のうちの１つを含むことができる。別の実施形態では、ワイヤをコイルばねに成形することは、複数のコイル要素の各コイル要素の形状がコイルばねの長さの少なくとも一部分に沿ってマンドレルの断面形状に対応することができるように、ワイヤをマンドレルの周りに巻き付けることを含むことができる。別の実施形態では、マンドレルの断面形状は、台形形状、円形形状、長方形形状、楕円形形状、又はテーパ形状、のうちの少なくとも１つを含むことができる。

【0014】

別の実施形態では、ワイヤは、銅ワイヤ、又はアルミニウムワイヤとすることができる。別の実施形態では、方法は、複数のコイルばねを形成することと、複数のコイルばねを管に挿入することと、を更に含むことができる。

【0015】

別の態様では、装置が提供される。一実施形態では、装置は、外管を含むことができる。外管は、内面と、内径と、長さと、を有することができる。装置はまた、内管も含むことができる。内管は、内面と、外面と、外径と、内面に形成されて内管の長さに沿って延在する螺旋形状溝と、を有することができる。内管は、外管内に位置決めすることができ、内管の外径は、外管の内径よりも小さくすることができる。

【0016】

別の実施形態では、内管の外面と外管の内面との間に間隙を画定することができる。別の実施形態では、螺旋形状溝が導波管を形成することができる。別の実施形態では、内管の内面及び／又は螺旋形状溝は、導電性材料を含むことができる。別の実施形態では、装置は、外管と内管との間に絶縁層を更に含むことができる。別の実施形態では、内管の外面は、誘電体材料を含むことができる。別の実施形態では、螺旋形状溝は、ミリメートル電磁波を伝搬させるように構成することができる。別の実施形態では、螺旋形状溝は、ＨＥ１１モードでミリメートル電磁波を伝搬させるように構成することができる。

【0017】

別の態様では、システムが提供される。一実施形態では、システムは、導波管アセンブリを含むことができる。導波管アセンブリは、管を含むことができる。管は、内面と、内径と、長さと、を含むことができる。導波管アセンブリはまた、コイルばねも含むことができる。コイルばねは、外面、外径、及びコイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素を含むことができる。コイルばねは、管内に位置決めすることができ、コイルばねの外径は、管の内径よりも小さい。システムはまた、ミリ波掘削装置も含むことができる。ミリ波掘削装置は、導波管アセンブリを介して坑井のボアホール内にミリ波放射線エネルギーを注入するように構成されたジャイロトロンを含むことができる。

【0018】

別の実施形態では、システムは、ボアホールの一部分を掘削するように、又はボアホールから材料を取り除くように、ミリ波放射線エネルギーを方向付けるための複数の導波管アセンブリを地下に含むことができる。別の実施形態では、複数のコイルばねを、坑井の表面下１５ｋｍの距離まで、１本以上の管内に積み重ねることができる。

【0019】

別の態様では、方法が提供される。一実施形態では、方法は、金属素材シートの第１の側面に複数のコルゲーション特徴を形成することを含むことができる。シートは、第１の縁部と、第２の縁部と、を含むことができる。方法はまた、金属素材シートを第１の管に形成することも含むことができる。方法はまた、第１の縁部及び第２の縁部をともに溶接して、第１の管を封止することも含むことができる。封止した第１の管は、コルゲート導波管を形成することができる。

【0020】

別の実施形態では、方法は、封止した第１の管を第２の管に挿入して、マルチピースコルゲート導波管を形成することを含むことができる。

【0021】

別の態様では、方法が提供される。一実施形態では、方法は、第１の表面と、第１の縁部と、第２の縁部と、を有する金属素材シートを受容することを含むことができる。方法はまた、金属素材シートの第１の表面の最上部でコルゲート要素を受容することも含むことができる。コルゲーション要素は、複数のコルゲーション特徴を含むことができる。方法は、金属素材シートを、第１の管内にコルゲーション要素を含む第１の管に形成することを更に含むことができる。方法はまた、第１の縁部及び第２の縁部をともに溶接して、第１の管を封止することも含むことができる。封止した第１の管は、マルチピースコルゲート導波管を形成することができる。

【0022】

別の実施形態では、コルゲーション要素は、コイルばねである。別の実施形態では、コルゲーション要素は、第２の管の内面に形成された複数のコルゲーション特徴を含む、第２の管である。

【0023】

これらの及び他の特徴は、添付図面と併せてなされる以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を含むミリ波掘削システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【図2】本明細書に記載されるミリ波放射線を低損失で伝送するための導波管を含むボアホールの断面図を示す図である。

【図3】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を形成するための方法の例示的な一実施形態を示すフローチャートである。

【図4】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の一部分をコーティングするための方法の例示的な一実施形態を示すフローチャートである。

【図5】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図6】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイルばねの外面に誘電体材料及び／又は断熱材料を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図7】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の管とコイルばねとの間に絶縁層を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図8】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の管の内面に誘電体材料及び／又は断熱材料を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図9】本明細書に記載される内管の内面に形成された螺旋溝を有する内管を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図10】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の内管の外面に螺旋溝及び誘電体材料を有する内管を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図11】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の管とコイルばねとの間に螺旋溝及び絶縁層を有する内管を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図12】本明細書に記載されるテーパ管及びテーパコイルばねを含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図13】本明細書に記載される曲管を含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。

【図14A】本明細書に記載される管及びコイルばねが延在することができるケーシングを含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な実施形態の断面図を示す図である。

【図14B】本明細書に記載される管及びコイルばねが延在することができるケーシングを含むマルチピースコルゲート導波管の例示的な実施形態の断面図を示す図である。

【図15】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管で使用するためのコイル管製品を製造する例示的な一実施形態を示す図である。

【図16】コイル管製品を含む本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を製造する例示的な一実施形態を示す図である。

【図17A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図17B】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図17C】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図17D】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図17E】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図17F】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図17G】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。

【図18A】本明細書に記載されるマルチピースガイドに含まれる複数のコイル要素の断面形状の例示的な実施形態を示す図である。

【図18B】本明細書に記載されるマルチピースガイドに含まれる複数のコイル要素の断面形状の例示的な実施形態を示す図である。

【図18C】本明細書に記載されるマルチピースガイドに含まれる複数のコイル要素の断面形状の例示的な実施形態を示す図である。

【図18D】本明細書に記載されるマルチピースガイドに含まれる複数のコイル要素の断面形状の例示的な実施形態を示す図である。

【図18E】本明細書に記載されるマルチピースガイドに含まれる複数のコイル要素の断面形状の例示的な実施形態を示す図である。

【図19A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の正方形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。

【図19B】本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の正方形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。

【図20A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の台形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。

【図20B】本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の台形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。

【図21A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の台形断面外形の別の例示的な一実施形態を示す図である。

【図21B】本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の台形断面外形を含む複数のコイル要素の別の例示的な一実施形態を示す図である。

【図22A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の長方形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。

【図22B】本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の長方形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。

【図23A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の円形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。

【図23B】本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の円形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。

【図24A】本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の正弦波断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。

【図24B】本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の正弦波断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。

【図25A】本明細書に記載される複数の断面外形を含むコイル要素の突出部分の例示的な一実施形態を示す図である。

【図25B】本明細書に記載される各コイル要素が複数の断面外形を有する突出部分を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。

【図26】本明細書に記載される２つの入れ子式コイルばねから形成されたマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態を示す図である。

【図27】図２６Ｃのマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態を示す図である。

【0025】

図面は必ずしも縮尺通りではないことに留意されたい。図面は、本明細書に開示される主題の典型的な態様のみを示すことを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなされるべきではない。

【発明を実施するための形態】

【0026】

導波管とは、エネルギーの伝送を一方向に制限することによってエネルギーの喪失を最小限に抑えて、電磁波又は音などの波を導く構造体である。導波管は、例えば、ミリ波掘削作業に用いて、電磁波を必要な深さまで効率的に搬送して坑井を形成することができる。導波管を形成するために使用される設計及び材料は、特定の伝送モードで伝送される電磁波の伝送効率に影響を及ぼし得る。例えば、高周波（ＲＦ）波は、一連のコルゲート特徴を含む導波管を使用して、長距離にわたって伝送することができる。コルゲート特徴は、管の長さの範囲内に延在することができる繰り返しリッジ又は溝のパターンを含むことができる。コルゲート特徴（例えば、リッジ、溝、など）のパターンは、電磁波の伝搬を支援するように形状設定することができ、また、導波管が効率的に伝搬するように設計された波の特性（例えば、周波数）に従って寸法設定することができる。しばしば、コルゲート導波管は、導波管の伝送効率を向上させることができる誘電体又は導電性コーティングを含むことができる。

【0027】

コルゲート導波管を形成するためのいくつかの既存の手法は、管の内面を機械加工、回転切削、タッピング、又は穿孔して、コルゲーション特徴を形成することを含む。また、コルゲーション特徴を形成するために、管内にリングのスタックを構成することもできる。しかし、これらの手法は、導波管の長さが長い場合に実行することが困難であり得、したがって、コルゲート特徴の寸法に誤差をもたらし得る。こうした誤差は、導波管の伝送効率を低下させ得る。

【0028】

加えて、いくつかの既存の方法を使用して長さの長い導波管を形成すると、削りくず、ばり、などの残留材料が残り得るので、これもまた、導波管の伝送効率を低下させ得る。また、いくつかの既存の方法は、コルゲート特徴の欠陥を補正するための、長さの長い管のその後の機械加工に適さない。したがって、いくつかの従来の方法を使用して長い管内に形成された導波管の修理及び交換コストは高くなり得る。長さの長い管（及びその中のコルゲーション特徴）の内面の、例えば導電性コーティングによるコーティングは、困難であり得、高価であり得、かつ大きな労力を要し得る。

【0029】

本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管は、石油及びガス製造産業、原子力エネルギー、核融合炉、掘削及び採掘作業、並びに音又はオーディオ用途、などの、電磁波が伝送される様々な産業及び用途に用いることができる。マルチピースコルゲート導波管の設計及び製造手法は、従来の製造方法を介して形成されたコルゲーション特徴を備えた長いコルゲート導波管を購入することと比較して、あらゆる産業又は用途のためのより安価な代替案を提供することができる。このため、本主題のいくつかの実装形態は、管内に配置されたコイルばねから形成された、マルチピースコルゲート導波管を含むことができる。コイルばねは、導波管のコルゲーション特徴を提供するように形状設定することができ、一方で、管は、構造的支持を提供することができる。管の内側のコイルばねを導波管として利用することによって、導波管を形成するためのいくつかの既存の手法によってもたらされるコルゲート特徴の寸法誤差を伴わずに、より長さの長い導波管を製造することができる。コルゲート特徴の寸法誤差を低減することによって、導波管は、電磁波（例えば、ミリ波）をより効率的に伝搬させることができ、それによって、改善された導波管がもたらされる。

【0030】

いくつかの実施形態では、マルチピースコルゲート導波管は、坑井の形成中にミリ波掘削で使用するように構成することができる。いくつかの実装形態では、コイルばね及び管の内面は、例えば導電性コーティングでコーティングすることができる。本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のいくつかの実装形態の伝送効率はまた、特定の伝送モードに関するコイルばねの幅、深さ、及びピッチ、などのコイルばねの特徴を寸法設定することによっても改善することができる。本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のいくつかの実装形態は、様々な伝送モードにおける電磁波の効率的な伝送を提供することができる。

【0031】

本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のいくつかの実装形態は、複数の個々の構成要素を組み立てることによって形成することができる。いくつかの実装形態では、個々の構成要素の各々は、単一の長いピースの管内にコルゲーション特徴を機械加工する既存の方法と比較して、より高い精度で形成することができる。構成要素を個々に形成することは、効率的かつ周波数依存の電磁波の伝送に必要な所望の特性を有するコルゲーション特徴が形成されることを確実にすることができる。また、固定長さの管を機械加工することと比較して、コイルばね及び管をより長い長さの範囲でともに組み立てることができるので、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のいくつかの実装形態の構成要素を個々に製造することは、作業及びメンテナンスコストを低減させることができる。

【0032】

いくつかの実装形態では、管内でコイルばねを容易に取り外して交換することができるので、修理及び交換コストを低減することができる。対照的に、既存の方法の場合は、長さの長い管を再機械加工するために特殊な機器及び長い停止時間が必要になり得るので、修理及び交換コストがより高くなり得る。加えて、管を複数回にわたって再機械加工することで、導波管の所望のコルゲーション特徴を再形成するための十分な材料が残らないことになり得る。

【0033】

図１は、例示的なマルチピースコルゲート導波管１０８を含むミリ波掘削（ＭＭＷＤ）システム１００の例示的な一実施形態を示す図である。図１に示されるＭＭＷＤシステム１００は、ジャイロトロン１０２に電力を供給する電力供給源１０６に電源ケーブル１０４を介して接続されたジャイロトロン１０２を含む。ジャイロトロン１０２によって出力された高出力ミリ波ビームは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管などの、導波管１０８によって誘導される。導波管１０８は、導波管湾曲部１１８と、窓１２０と、オフガスの排出及び圧力制御のための開口部１２８を有する導波管セクション１２６と、を含むことができる。導波管のセクションは、ボアホールを封止するのを補助するために、地面１３０の下にある。

【0034】

導波管１０８の伝送線路の一部として、反射電力がジャイロトロン１０２及び診断アクセス１１２のためのインターフェースに戻るのを防止するためのアイソレータ１１０が存在する。診断アクセスは、低電力導波管１１４によって診断電子部品及びデータ収集１１６に接続される。窓１２０には、窓の内側全体にわたって清浄なガス流を噴射して窓への堆積を防止するために、配管１２４によって窓に接続された加圧ガス供給ユニット１２２が存在する。第２の加圧ユニット１３６は、配管１３２によって導波管開口部１２８に接続されて、ボアホール１４８内の圧力を制御し、必要に応じてボアホールガスを導入及び除去するのを補助する。窓ガス噴射ユニット１２２は、ボアホール圧力ユニット１３６に対して僅かに高い圧力で動作させて、窓表面全体にわたるガス流を維持することができる。ボアホール加圧配管１３２内の分岐線路１３４は、圧力解放弁１３８に接続して、ガス分析監視ユニット１４０、それに続くガスフィルタ１４２、及び排気ダクト１４４を通して、揮発したボアホール材料及び窓ガスを大気１４６中に排出することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、排気ダクト１４４は、再使用するためにガスを加圧ユニット１３６に戻すことができる。

【0035】

ボアホール内の圧力は、溶融している表面下の材料の部分的な揮発によって、部分的又は全体的に上昇し得る。ボアホール１４８の端部の熱溶融フロント１５２は、ミリ波電力及びガス圧力の組み合わせ作用の下で、表面下の地層内に伝搬させて、セラミック（例えば、ガラス質）ボアホール壁１５０を残すことができる。この壁は、ミリ波ビームを熱フロント１５２に伝送するための誘電体導波管として作用することができる。

【0036】

図２は、ミリ波放射線を低損失で伝送するよう構成することができるマルチピースコルゲート導波管を含む例示的なボアホールの断面図を示す図である。図２は、Ｗｏｓｋｏｖらの「Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ－ｗａｖｅ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許第８，３９３，４１０号に記載されるＭＭＷＤ及びＭＭＷＤシステムに対応するより詳細な図を提供する。環２０５、ガラス質／セラミック壁２１０及び透過ガラス２１５を備えたボアホール２００は、ミリ波ビームの伝搬効率を向上させるために挿入された導波管アセンブリ２２０を有する。いくつかの実施形態では、導波管アセンブリは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数の導波管アセンブリをボアホール内に挿入することができる。例えば、複数の導波管アセンブリは、坑井の表面下１ｋｍ、５ｋｍ、１０ｋｍ又はそれを超える距離まで、互いに積み重ねることができる。

【0037】

図２に示されるように、導波管アセンブリ２２０の直径は、ボアホール直径よりも小さくして、排気／抽出のための環状間隙２２５を作成することができる。ボアホールの熱溶融フロント２３５からのマルチピースコルゲート導波管２２０の前縁部のスタンドオフ距離２３０は、発射されたミリ波ビーム広がり２４０が、誘電体ボアホール２００を誘導されたミリメートル波ビームで満たす２４５ことを可能にするのに十分遠い距離である。スタンドオフ距離２３０はまた、残存性のために導波管アセンブリ２２０の温度を十分に低く保つのにも十分遠い距離である。挿入された導波管アセンブリ２２０はまた、表面からの加圧ガス流２５０のための導管としても作用する。このガス流は、導波管を清浄に保ち、かつボアホールからの岩石物質の抽出／排除に寄与する。表面２５０からのガス流は、揮発したアウトガス性の岩石物質２６０と混合して２５５、凝縮岩石蒸気を環状空間２２５を通って地表まで運搬する。排出ガス流２６５は、揮発した岩石微粒子のサイズを制限し、それらを地表まで運搬するのに十分な大きさである。

【0038】

図３は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を形成するための方法の例示的な一実施形態を示すフローチャートである。３０５で、断面外形を含むワイヤを押し出し成形することができる。押し出し成形は、導波管の内面にコルゲート溝を機械加工、タッピング、又は別様に穿孔することができる従来の方法と比較して、ばり又は機械加工した材料が導波管内に残る可能性が低いので、ワイヤを押し出し成形又はロール成形してコイルばね（例えば、本明細書に記載される導波管のコルゲート特徴）を形成することは、製造された導波管の品質を有利に向上させることができる。ワイヤは、任意の標準的な金属材料又は非金属材料から作製することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤは、銅ワイヤ、アルミニウムワイヤ、又は銅クロムジルコニウム合金ワイヤなどの、金属ワイヤ又は他の導電性材料を含むことができる。押し出し成形は、ワイヤの断面外形を形成することができる。断面外形は、図１９～図２５に関して示され、記載されるように、基部部分と、基部部分から延在する突出部分と、を含むことができる。

【0039】

基部部分及び突出部分は、様々なジオメトリ及び寸法において形状設定することができる外形を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、突出部分の外形は、台形外形、円形外形、正方形外形、長方形外形、又は正弦波外形を含むことができる。いくつかの実施形態では、基部部分は、長方形外形又は湾曲外形を含むことができる。他の外形形状が可能である。

【0040】

突出部分は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を通して伝送される電磁波のモード及び／又は周波数に対応することができる幅及び深さを含むことができる。例えば、突出部分の幅及び深さは、ＨＥ１１モード又は低い減衰を有する任意の他のモードのミリ波及びマイクロ波などの電磁波の最適な伝送に対応するように形成することができる。

【0041】

コルゲート導波管の突出部分の幅及び深さは、導波管を通して伝送される波の周波数に対して構成することができる。例えば、ＨＥ１１モードの最適な伝送のために、コルゲーションの幅は、波長の１／６よりも短くすることができ、コルゲーションの深さは、ビームの波長の約４分の１とすることができる。他の伝搬モードの場合、コルゲーションは、異なる幾何学的特性をとることができる。

【0042】

３１０で、ワイヤを、外径及びコイルばねの長さに沿って配置された複数のコイル要素を有するコイルばねに成形することができる。いくつかの実施形態では、コイルばねは、ワイヤをコイルばねに成形するために、ワイヤをマンドレルなどの型の周りに巻き付けることによって成形することができる。このようにして、コイルばねの断面形状（例えば、コイルばねをコイルばねの長さに沿って延在する軸と平行な視点から見たときに観察される形状）及びコイルばねの各コイル要素の形状は、マンドレルの断面形状（例えば、マンドレルをマンドレルの長さに沿って延在する軸と平行な視点から見たときに観察される形状）に対応することができる。マンドレルの断面形状（したがって、コイル要素、複数のコイル要素、及びコイルばねの断面形状）は、例えば図１８Ａ～図１８Ｅに示される台形形状、円形形状、長方形形状、正方形形状、又は楕円形形状を含むことができる。他の形状が可能である。

【0043】

いくつかの実施形態では、コイルばねは、テーパマンドレルを使用して形成することができるテーパコイルばねとすることができる。いくつかの実施形態では、複数のコイル要素の、したがってコイルばねの断面形状は、複数のコイル要素及び／又はコイルばねの長さに沿って変化させることができる。いくつかの実施形態では、コイルばねは、コイルばねの長さに沿って複数の断面外形を含むことができる。

【0044】

コイルばねのコイル要素は、マンドレルの周りのワイヤの１回転に対応することができる。各コイル要素は、周囲と、直径と、を有することができる。各コイル要素の直径は、コイルばねの直径及びコイルばねを形成する複数のコイル要素に対応することができる。図１７Ａに関して示されるように、複数のコイル要素は、２つのコイルばねの中心の間に画定されたピッチを含むことができる。ピッチは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管を通して伝送される電磁波のモード及び／又は周波数に対応することができる。加えて、コイル要素は、突出部分を含むことができる。突出部分は、例えば、ＨＥ１１モードでのミリ波の最適な伝送に対応する幅及び深さで形成することができる。突出部分の幅及び深さを示すコイル要素の外形は、図１９～図２５に関して示され、記載される。

【0045】

いくつかの実施形態では、コイルばねは、圧縮ばね又は引張ばねとして形成することができる。コイル要素間の所望のピッチに応じて、引張ばね（例えば、図１７Ｂに示されるような、コイル要素間により小さいピッチを有するコイルばね）の代わりに、圧縮ばね（例えば、図１７Ａに示されるような、コイル要素間により大きいピッチを有するコイルばね）を使用することが有利であり得る。いくつかの実施形態では、作業３１０に関して記載される様式で複数のコイルばねを形成することができる。いくつかの実施形態では、図１７Ｂ及び図１７Ｃに示されるように、コイルばねは、複数のコイルばねをともに連結又は接合することができるように、コイルばねの各端部に取り付け点を含むように形成することができる。例えば、取り付け点は、コイルばねの各端部に構成された半円形の取り付け点を含むことができる。あるコイルばねの一端の半円形取り付け点は、別の隣接するコイルばねの一端の半円形の取り付け点と結合することができる。

【0046】

３１５で、コイルばねを管に挿入することができる。管は、コイルばねに構造的剛性を提供することができ、気密又は液密（例えば、加圧）封じ込めを提供するように設計することができる。いくつかの実施形態では、管は、連続管、コイル管製品、又はパイプ管製品とすることができる。いくつかの実施形態では、管は、ガス注入器又はポンプ排出装置とすることができる。管は、コイルばねの外径よりも大きくすることができる内径を有することができる。管は、コイルが管内で沿って延在することができる長さを有することができる。図５～図８、図１２～図１３、及び図１４Ａ～図１４Ｂに示されるように、コイルばねは、管に挿入されたときに、管内に複数のコルゲーション特徴を形成することができる。コルゲーション特徴は、コイルばね及び管が、ＨＥ１１モードなどの様々な伝送モードで、そこを通して電磁波を効率的に伝送することを可能にすることができる。コルゲーション特徴は、管内のコイルばね及び複数のコイル要素の断面外形によって伝送効率が達成されるように、特定の断面外形及びピッチを有するワイヤを押し出し成形した結果として、更に画定することができる。いくつかの実施形態では、管は、金属又は非金属材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、管は、炭素鋼、ステンレス鋼、インコネル、チタン合金、モリブデン合金、タングステン合金、銅合金、アルミニウム合金、又は銅クロムジルコニウムから形成することができる。いくつかの実施形態では、複数のコイルばねを管に挿入することができる。

【0047】

いくつかの実施形態では、図５～図８及び図１２～図１３に示されるように、コイルばねが管に挿入されたときに、管の内面とコイルばねの外面との間に間隙を形成することができる。間隙は、管及びコイルばねを通した電磁波伝送中の熱膨張により、コイルばね材料の変形形態を可能にすることができる。間隙は、地表からボアホールの底部までガスが流れることを可能にし、一方で、コイルばねの内側及び外側のコルゲーションの冷却を可能にするが、これは、従来の導波管パイプでは達成することができない。管は、コイルばねを通して環境に漏出し得るあらゆる電磁波のための追加の障壁として作用することができる。いくつかの実施形態では、管の内面にチャネルを形成することができ、チャネルは、ガスが地表からボアホールの底部まで流れることを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、チャネルは、管の長さに沿って軸方向に延在することができる。

【0048】

図４は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の一部分をコーティングするための方法４００の例示的な一実施形態を示すフローチャートである。本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の一部分をコーティング又は浸漬することで、伝送される電磁波の伝送効率を高めることができ、また、マルチピースコルゲート導波管内の熱的条件の管理を支援することができる。長い管内にコルゲート導波管特徴を形成するために穿孔又は機械加工された長い管の内面をコーティングする従来の方法と比較して、コイルばね及び管を別個に形成することができ、かつ別個にコーティングすることができるので、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の一部分のコーティングは、より容易に行うことができる。加えて、本明細書に記載されるより短い長さのコイルばねの使用もまた、管への挿入の前のコーティング材料の適用をより容易にすることができる。

【0049】

４０５で、ワイヤを導電性材料でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、ワイヤは、銅、銀、プラチナ、又は金、などの導電性材料でコーティングすることができる。コーティングの過程は、蒸着、化学的又は電気化学的コーティング、スプレー、回転、浸漬、フィルムの適用、などを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤは、誘電体材料でコーティングすることができる。

【0050】

４１０で、コイルばねを導電性材料でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、図１７Ｂに示されるように、コイルばねの外径を導電性材料でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、コイルばねは、銅、銀、プラチナ、又は金、などの導電性材料でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、コイルばねは、誘電体材料でコーティングすることができる。コーティングの過程は、蒸着、化学的又は電気化学的コーティング、スプレー、回転、浸漬、フィルムの塗布、などを含むことができる。

【0051】

４１５で、管の内面を絶縁材料でコーティングすることができる。例えば、図８に示されるように、管の内面を誘電体材料でコーティングすることができる。絶縁材料は、断熱性とすることができ、また、管の内面とコイルばねの外面との間に使用して、坑井ボア環２０５内の熱をコイルばねから分離することができる。これは、地表からのパージガスが、管の内面との相互作用（環２０５を通って上昇する高温ガスとの接触）により冷却能力を失うことなく、ボアホールの底部までコイルばねを冷却することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、絶縁材料は、ガラス繊維、連続気泡発泡体、独立気泡発泡体、ポリスチレン、セラミック繊維、炭素複合体、シリカ繊維、ロックウール、などを含むことができる。

【0052】

マルチピースコルゲート導波管は、掘削作業に関して本明細書に記載されているが、本明細書のマルチピースコルゲート導波管の実施形態は、電磁波を伝送するための様々な他の構成において展開することができる。掘削作業は、ＭＣＧを地中に挿入し、おそらくはＭＣＧの中又は周りにガスを流すことが必要であるが、本明細書に記載されるＭＣＧの実施形態の他の用途は、ＭＣＧの地上の固定配置を使用して実行することができる。例えば、原子力エネルギー又は音伝送用途では、ＭＣＧは、地上表面に構成して、電磁波が伝送される標的に対して位置決めすることができる。

【0053】

図５は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管５００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管（ＭＣＧ）のいくつかの実装形態は、図３及び図４に関して記載される方法３００及び４００に従って形成することができる。本明細書に記載される例示的なＭＣＧは、図１に関して記載されるシステム１００内で動作するように、及び図２に関して記載されるボアホール２００を展開するように構成することができる。

【0054】

図５に示されるように、ＭＣＧ５００は、坑井又は他の表面下の掘削作業が実行されている表面５１０のボアホール５０５内に展開することができる。ＭＣＧ５００は、ＲＦ波などの電磁エネルギー５１５をボアホール５０５に搬送することができる。ＭＣＧ５００は、管５２０と、管５２０内に位置決めされたコイルばね５２５と、を含むことができる。管５２０は、内面と、外面と、対向する内面の間に画定された内径と、対向する外面の間に画定された外径と、第１の管の端部５２０と第２の管の端部５２０との間に画定された長さと、を含むことができる。いくつかの実施形態では、管の長さ５２０は、１メートルよりも長くすること、５メートルよりも長くすること、又は９メートルよりも長くすることができる。管が連続管、コイル管製品、又はパイプ管製品を含む実施形態では、管の長さ５２０は、１０ｋｍよりも長くすることができる。ボアホールを形成するときには、坑井を形成するのに必要な十分な深さに到達するように、数十本～数百本の管５２０を展開することができる。

【0055】

コイルばね５２５は、管５２０の長さに沿って配置された複数のコイル要素５３０を含むことができ、また、導波管を形成することができる。複数のコイル要素５３０は、２つ以上のコイル要素５３５を含むことができる。コイルばね５２５は、管５２０の内面と接する外面と、コイルばね５２５の対向する外面の間に画定された外径と、を含むことができる。コイルばね５２５の外径は、管５２０の内径よりも小さくすることができる。

【0056】

図５に示されるように、コイルばね５２５の外面と管５２０の内面との間に間隙５４０を画定することができる。この間隙は、ＭＣＧ５００を通した電磁波の伝送中にコイルばね５２５が熱膨張した結果として、コイルばね５２５が管５２０内で膨張することを可能にすることができる。間隙５４０はまた、ガスが地表からボアホールの底部へと通ることも可能にすることができる。追加的に、管５２０の外面とボアホール５０５の壁との間に第２の間隙５４５を画定することができる。

【0057】

いくつかの実施形態では、コイルばね５２５、並びにコイル要素５３５の各々の断面外形は、ＭＣＧ５００を通して電磁波を伝搬させるように寸法設定することができる。例えば、コイルばね５２５、及びコイル要素５３５の断面外形は、低い減衰を有するミリメートルの電磁波を伝搬させるように形成及び寸法設定することができる。コイルばね５２５、及びコイル要素５３５の断面外形は、１つ以上の伝送モードで電磁波を伝送するように寸法設定することができる。例えば、コイルばね５２５、及びコイル要素５３５の断面外形は、ＨＥ１１モードでミリメートル電磁波を伝送するように寸法設定することができる。

【0058】

いくつかの実施形態では、コイルばね５２５、及びコイル要素５３５の断面外形は、伝送される電磁波の波長及び／又は周波数に基づいて寸法設定することができる。

【0059】

図５に示されるように、コイルばね５２５は、螺旋溝５５０を形成することができる。いくつかの実装形態では、螺旋溝５５０は、コイルばね５２５の長さに沿ってコイルばね５２５の内面に連続的に延在することができる。螺旋溝５５０は、各コイル要素５３５の対向した突出部分によって形成することができる。いくつかの実施形態では、コイルばね５２５は、各コイル要素５３５の突出部分の間で測定される内径５５５を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径５５５は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径は２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の内径が可能である。いくつかの実施形態では、内径５５５は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、又は±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0060】

図６は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイルばねの外面に誘電体材料及び／又は断熱材料を含むマルチピースコルゲート導波管６００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図６に示されるように、ＭＣＧ６００は、管６０５と、コイルばね６１０と、コイルばね６１０の外面の誘電体材料６１５と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、誘電体材料は、ガラス、セラミック、磁器、及び大部分のプラスチックを含むことができる。誘電体材料６１５は、コーティングとしてコイルばね６１０の外径に適用することができ、又は誘電体材料６１５は、組み立てられたＭＣＧ６００に付加される独立した構成要素であり得る。誘電体材料６１５は、管６０５をコイルばね６１０から電気的に絶縁して、それらの間の電気的短絡を防止することができる。

【0061】

いくつかの実施形態では、コイルばね６１０は、コイルばね６１０の各コイル要素の突出部分の間で測定される内径６２０を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径６２０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径６２０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0062】

図７は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の管とコイルばねとの間に絶縁層を含むマルチピースコルゲート導波管７００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図７に示されるように、ＭＣＧ７００は、管７０５と、コイルばね７１０と、絶縁層７１５と、を含むことができる。絶縁層７１５は、断熱性とすることができ、管７０５とコイルばね７１０との間に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、絶縁層は、ガラス繊維、連続／独立気泡発泡体、ポリスチレン、セラミック繊維、炭素複合体、シリカ繊維、ロックウール、などの絶縁材料から形成することができる。絶縁材料は、管７０５の内面とコイルばね７１０の外面との間に位置決めして、坑井ボア環２０５内の熱をコイルばね７１０から分離することができる。これは、地表からのパージガスが、管７０５の内面との相互作用（環２０５を通って上昇する高温ガスとの接触）により冷却能力を失うことなく、ボアホールの底部までコイルばね７１０を冷却することを可能にすることができる。

【0063】

いくつかの実施形態では、コイルばね７１０は、コイルばね７１０の各コイル要素の突出部分の間で測定される内径７２０を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径７２０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径７２０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0064】

図８は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の管の内面に誘電体材料及び／又は断熱材料を含むマルチピースコルゲート導波管８００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図８に示されるように、ＭＣＧ８００は、管８０５と、コイルばね８１０と、管８１５の内面の誘電体材料８１５と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、誘電体材料及び／又は断熱材料は、ガラス繊維、連続／独立気泡発泡体、ポリスチレン、セラミック繊維、炭素複合体、シリカ繊維、ロックウール、などを含むことができる。

【0065】

いくつかの実施形態では、コイルばね８１０は、コイルばね８１０の各コイル要素の突出部分の間で測定される内径８２０を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径８２０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径８２０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0066】

図９は、本明細書に記載される内管の内面に形成された螺旋溝を有する内管を含むマルチピースコルゲート導波管９００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図９に示されるように、ＭＣＧ９００は、外管９０５を含むことができる。外管９０５は、内面と、対向する内面の間に画定された内径と、第１の管の端部９０５と第２の管の端部９０５との間に画定された長さと、を含むことができる。ＭＣＧ９００はまた、内管９１０及び９１５などの１本以上の内管も含むことができる。各内管は、内面と、外面と、対向する外面の間に画定された外径と、内管９１０及び９１５の内面に形成された螺旋形状溝９２０と、を含むことができる。内管９１０及び９１５は、内管９１０及び９１５の外径が外管９０５の内径よりも小さい結果として、外管９０５内に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、複数の内管が外管９０５内に位置決めされる場合、ねじ接続を介して、一方の内管を第２の内管に溶接することを介して、又は一方の内管を第２の内管にボルト締めすることを介して、２本以上の内管９１０及び９１５を接合することができる。いくつかの実施形態では、内管９１０及び／又は９１５は、外管９０５の内面に形成された突出部を介して、外管９０５内に固定することができる。いくつかの実施形態では、内管９１０及び９１５は、内管９１０及び９１５の重なり部分を取り囲むことができる磁気連結具又はリテーナリングを介して接合することができる。いくつかの実施形態では、内管９１０及び９１５は、管形状に巻かれたストック材料の平らなシート板から形成することができる。そのような実施形態では、コルゲーション特徴は、ストック材料の平らなシートの表面に形成することができ、コルゲーション特徴は、螺旋コルゲーション、並びにストック材料の平らなシートの表面に山及び谷として形成される非螺旋コルゲーションを含むことができる。いくつかの実施形態では、内管９１０及び９１５は、付加製造法を介して形成することができる。

【0067】

螺旋形状溝９２０は、内管９１０及び９１５の長さに沿って延在することができる連続溝又は半連続溝として形成することができる。螺旋形状溝９２０は、ＭＣＧ９００を通して電磁波を伝送するように構成された導波管を形成することができる。例えば、螺旋形状溝９２０は、１つ以上の伝送モードでミリメートル電磁波を伝搬させるように構成することができる。いくつかの実施形態では、螺旋形状溝９２０は、ＨＥ１１伝送モードでミリメートル電磁波を伝搬させるように構成することができるが、横電気モード（ＴＥ）若しくは横磁気モード（ＴＭ）、又はＴＥとＴＭの組み合わせなどの他の伝送モードでも、螺旋形状溝９２０を介して伝搬させることができる。

【0068】

図９に更に示されるように、いくつかの実施形態では、内管９１０及び９１５の外面と外管９０５の内面との間に間隙９２５を画定することができる。間隙９２５は、内管９１０及び９１５が、ＭＣＧ９００を通した電磁波伝送中の内管９１０及び９１５の熱膨張の結果として、管９０５内で膨張することを可能にすることができる。間隙９２５はまた、ガスが地表からボアホールの底部へと通ることも可能にすることができる。

【0069】

図９に更に示されるように、いくつかの実施形態では、螺旋形状溝９２０は、導電性材料９３０を含むことができる。導電性材料９３０は、螺旋溝９２０の表面に存在し得る。いくつかの実施形態では、内管９１０及び／又は９１５の内面は、導電性材料９３５を含むことができる。導電性材料は、銅、銀、プラチナ、又は金を含むことができる。

【0070】

いくつかの実施形態では、ＭＣＧ９００は、各内管９１０及び９１５の突出部分の間で測定される内径９４０を含むことができる。突出部分は、螺旋形状溝９２０によって形成することができる。いくつかの実施形態では、内径９４０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径９４０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0071】

図１０は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の内管の外面に螺旋溝及び誘電体材料を有する内管を含むマルチピースコルゲート導波管１０００の例示的な一実施形態を示す図である。図１０に示されるように、ＭＣＧ１０００は、外管１００５と、内管１０１０と、を含むことができる。図１０に示される実施形態では、単一の内管１０１０が、外管１００５の内側に構成されている。内管１０１０は、内管１０１０の内面に形成された螺旋形状溝１０１５を含む。螺旋形状溝１０１５は、内管１０１０の長さに沿って形成された連続溝とすることができ、また、導波管を形成することができる。ＭＣＧ１０００は、内管１０１０の外面に誘電体材料１０２０を含むことができる。誘電体材料１０２０は、ガラス、セラミック、磁器、又はプラスチックを含むことができ、また、コーティングとして内管１０２０の外径に適用することができ、又は誘電体材料１０２０は、ＭＣＧ１０００アセンブリに加えられる独立した構成要素とすることができる。誘電体材料１０２０は、外管１００５を内管１０１０から電気的に絶縁することができ、また、それらの間の電気的短絡を防止することができる。

【0072】

いくつかの実施形態では、ＭＣＧ１０００は、内管１０１０の突出部分の間で測定される内径１０２５を含むことができる。突出部分は、螺旋形状溝１０１５によって形成することができる。いくつかの実施形態では、内径１０２５は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１０２５は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0073】

図１１は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管の管とコイルばねとの間に螺旋溝及び絶縁層を有する内管を含むマルチピースコルゲート導波管１１００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図１１に示されるように、ＭＣＧ１１００は、外管１１０５と、内管１１１０と、内管１１１０の内面に形成された螺旋形状溝１１１５と、を含むことができる。ＭＣＧ１１００はまた、絶縁層１１２０も含むことができる。絶縁層１１２０は、外管１１０５と内管１１１０との間に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、絶縁層１１２０は、ガラス繊維、連続気泡発泡体、独立気泡発泡体、ポリスチレン、セラミック繊維、炭素複合体、シリカ繊維、ロックウール、などの絶縁材料から形成することができる。絶縁材料１１２０は、外管１１０５の内面と内管１１１０の外面との間に位置決めして、坑井ボア環２０５内の熱を内管１１１０から分離することができる。これは、地表からのパージガスが、外管１１０５の内面との相互作用（環２０５を通って上昇する高温ガスとの接触）により冷却能力を失うことなく、ボアホールの底部まで内管１１１０を冷却することを可能にすることができる。

【0074】

いくつかの実施形態では、ＭＣＧ１１００は、内管１１１０の突出部分の間で測定される内径１１２５を含むことができる。突出部分は、螺旋形状溝１１１５によって形成することができる。いくつかの実施形態では、内径１１２５は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１１２５は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0075】

図１２は、本明細書に記載されるテーパ管及びテーパコイルばねを含むマルチピースコルゲート導波管１２００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図１２に示されるように、ＭＣＧ１２００は、管１２０５と、及び管１２０５内のコイルばね１２１０と、を含むことができる。管１２０５は、テーパ管とすることができる。テーパ管１２０５は、ＭＣＧ１２００の第１の端部１２１５において管１２０５の対向面の間に画定される第１の直径と、ＭＣＧ１２００の第２の端部１２２０において管１２０５の対向面の間に画定される第２の直径と、を有することができる。したがって、管１２０５の直径は、第１の端部１２１５から第２の端部１２２０へと変化することができる。例えば、第１の端部１２１５における管１２０５の第１の直径は、第２の端部１２２０における管１２０５の第２の直径よりも小さくすることができる。図１２に更に示されるように、コイルばね１２１０は、テーパコイルばねとすることができる。管１２０５と同様に、コイルばね１２１０は、第１の端部１２１５から第２の端部１２２０へと変化する直径を有することができる。テーパコイルばね１２１０は、図３に関して記載されるテーパマンドレルを使用して形成することができる。ツーピース設計は、テーパ管１２０５内にテーパコルゲーション特徴を作製する機械加工の難しさを有利に低減することができる。

【0076】

いくつかの実施形態では、ＭＣＧ１２００は、ＭＣＧ１２００の第１の端部１２１５において内管１２１０の突出部分の間で測定される内径１２２５を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径１２２５は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１２２５は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0077】

いくつかの実施形態では、ＭＣＧ１２００は、ＭＣＧ１２００の第２の端部１２３０において内管１２１０の突出部分の間で測定される内径１２３０を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径１２３０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１２３０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0078】

図１３は、本明細書に記載される曲管を含むマルチピースコルゲート導波管１３００の例示的な一実施形態の断面図を示す図である。図１３に示されるように、ＭＣＧ１３００は、管１３０５（明確にするために、内面だけを示す）と、管１３０５内のコイルばね１３１０と、を含むことができる。曲管１３０５は、大部分が垂直の又は大部分が水平のジオメトリではない様々なボアホール構成でＭＣＧ１３００を展開することを可能にすることができる。例えば、ＭＣＧ１３００は、垂直ボアホール構成と水平ボアホール構成との間の移行時、又は同じくその逆の移行時に利用することができる。ＭＣＧ１３００は、そうしない場合には送信された電磁波の伝送効率を制限し得る、表面下の障害物又は地質学的形成物の周りに電磁波を操作又は操向するように展開することができる。いくつかの実施形態では、管１３０５は、管１３０５内に湾曲部を形成するように構成された複数の収縮可能なセグメントを含む、ベローズ管とすることができる。

【0079】

いくつかの実施形態では、コイルばね１３１０は、コイルばね１３１０の各コイル要素の突出部分の間で測定される内径１３１５を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径１３１５は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１３１５は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0080】

図１４Ａ～図１４Ｂは、本明細書に記載される管及びコイルばねが延在することができるケーシングを含むマルチピースコルゲート導波管１４００の例示的な実施形態の断面図を示す図である。ＭＣＧ１４００は、管１４０５と、管１４０５内のコイルばね１４１０と、ケーシング１４１５と、を含むことができる。図１４Ａに示されるように、ＭＣＧ１４００は、後退位置で示されている。管１４０５及びコイルばね１４１０は、ケーシング１４１５内に後退される。図１４Ｂでは、ＭＣＧ１４００は、延在位置で示されている。図１４Ｂでは、管１４０５及びコイルばね１４１０がケーシング１４１５内から延在している。このようにして、管１４０５及びコイルばね１４１０は、ケーシング１４１５内に入れ子状に後退すること、及びそこから延在することができる。コイルばね１４１０をケーシング１４１５及び管１５０５の長さに架からせることで、ＭＣＧ１４００がどのような位置又は屈曲角度にあるかにかかわらず、ミリ波を封じ込めることができる。また、ばね１４０５がワンピースであるので、ケーシング１４１５の内径と管１４０５の内径との間にはいかなる段差も存在しない。これは、急激な直径変化と関連付けられ得るミリ波の電力損失を無くすことができる。

【0081】

いくつかの実施形態では、コイルばね１４１０は、コイルばね１４１０の各コイル要素の突出部分の間で測定される内径１４２０を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径１４２０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１４２０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0082】

図１５は、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管で使用するためのコイル管製品を製造する例示的な一実施形態を示す図である。いくつかの実施形態では、マルチピースコルゲート導波管は、連続管、コイル管製品、又はパイプ管製品から形成することができる。連続管及びコイル管製品又はパイプ管製品は、長尺ストリップのシートメタルから形成することができる。金属の長尺ストリップは、リール上に構成することができる。金属のストリップは、金属のストリップの端部でともに溶接することができ、次いで、ローラを介して管を形成するように巻くことができる。次いで、溶接して管を閉じて、１０ｋｍを超える長さの管などの極めて長い連続長さの管を形成することができる。連続管、コイル管製品、又はパイプ管製品を含む実施形態では、管の長さは、１０ｋｍよりも長くすることができる。

【0083】

いくつかの実施形態では、リッジ及び／又は溝などのコルゲーション特徴は、シートメタルのストリップに圧延加工又は打ち抜き加工することができる。このようにして、コイル管がシートメタルのストリップから形成されるときに、コルゲーション特徴がコイル管の内面に提供される。このようにして、第１の管は、第１の管の内面に予め構成されたコルゲーション特徴を含むように形成することができる。次いで、第１の管を第２の管に挿入して、本明細書の実施形態に記載されるマルチピースコルゲート導波管を形成することができる。

【0084】

図１５に示されるように、ストック金属１５０５の長尺ストリップをローラ１５１０と接触させることができる。ローラ１５１０は、金属のストリップにコルゲーション特徴１５１５を形成することができる溝及びリッジを含むことができる。コルゲーション特徴１５１５は、形成される管の内面に対応することができる金属素材１５０５の表面に形成することができる。金属素材１５０５は、１つ以上の形状ローラ１５２０を通して搬送して、金属素材１５０５を管１５２５に変形させることができる。管１５２５は、金属素材１５０５の対向する縁部が互いに近接している、開口シームを有することができる。シームは、溶接装置１５３０を介して溶接して、コルゲーション特徴１５１５を含む完全閉鎖管又はパイプ１５３５を形成することができる。

【0085】

図１６は、本明細書に記載されるコイル管製品を含むマルチピースコルゲート導波管を製造する例示的な一実施形態を示す図である。例えば、金属素材１６０５の長尺ストリップは、１つ以上の形状ローラ１６１０内で受容することができる。金属素材が形状ローラ１６１０によって形成されているときに、コイルばね１６１５又は以前に形成されたコイル管製品１６１５を金属素材１６０５の一部分に嵌入することができる。いくつかの実施形態では、コイル管製品１６１５は、図１５に関して記載されるように形成することができる。嵌入された時点で、金属素材１６０５を完全に管に形成して、溶接して閉じることができる。結果として生じた管１６２０は、その中にコイルばね１６１５又はコイル管製品１６１５を含むことができ、本明細書に記載されるコルゲーション特徴を提供することができる。いくつかの実施形態では、管を完全に取り囲み、溶接して閉じる前に、コイルばね又はコイル管製品１６０５を嵌入することができる。いくつかの実施形態では、管を形成して、溶接して閉じるときに、コイルばね又はコイル管製品１６１５をコイル管に嵌入することができる。

【0086】

図１７Ａ～図１７Ｇは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管に含まれるコイルばねの例示的な実施形態を示す図である。図１７Ａ～図１７Ｇに示されるコイルばねは、本明細書の実施形態に記載されるコイルばねに対応することができ、圧縮ばね又は引張ばねとして構成されたコイルばねの実施形態を含むことができる。いくつかの実施形態では、圧縮コイルばねと引張コイルばねの組み合わせを、本明細書に記載される管内で使用することができる。

【0087】

図１７Ａに示されるように、長さ１７０５を有する圧縮コイルばねの一実施形態が示されている。コイルばねは、内径１７１０及び幅１７１５を含むことができる。いくつかの実施形態では、内径１７１０は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍ、１５．０ｍｍ～２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ～３０．０ｍｍ、２５．０ｍｍ～３５．０ｍｍ、３０．０ｍｍ～４０．０ｍｍ、４５．０ｍｍ～５５．０ｍｍ、５０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ、５５．０ｍｍ～６５．０ｍｍ、６０．０ｍｍ～７０．０ｍｍ、６５．０ｍｍ～７５．０ｍｍ、７０．０ｍｍ～８０．０ｍｍ、７５．０ｍｍ～９０．０ｍｍ、又は８５．０ｍｍ～２００．０ｍｍの直径を含むことができる。いくつかの実施形態では、直径は、２００．０ｍｍよりも大きくすること、又は５．０ｍｍよりも小さくすることができる。他の直径が可能である。いくつかの実施形態では、内径１７１０は、±０．０７５ｍｍ、±０．１ｍｍ、±０．１２５ｍｍ、±０．１５０ｍｍ、±０．１７５ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．２２５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0088】

いくつかの実施形態では、幅１７１５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長よりも短くなるように寸法設定することができる。例えば、幅１７１５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長よりも短くすることができる。いくつかの実施形態では、幅１７１５は、本明細書に記載されるＭＣＧで伝送されるＲＦ信号の周波数の１／３～１／４とすることができる。コイルの幅１７１５は、本明細書に記載されるＭＣＧ内に形成されたばねのピッチ及びコルゲーション特徴に対応することができる。

【0089】

コイルばねのコイル要素１７２０は、コイルばねの周囲に沿って測定したときにコイルばねの１回転（例えば、３６０度）として画定することができる。複数のコイル要素１７２０は、長さ１７０５を有するようにコイルばねを形成することができる。コイルばねは、２つ以上のコイル要素１７２０の間に空間１７２５を含むことができる。例えば、空間１７２５は、本明細書に記載されるＭＣＧに注入される電磁波の周波数よりも広くすることができるが、注入された電磁波の少なくとも周波数の１／１０まで空間１７２５が低減されて電磁波が漏出することを防止するように、ばねを圧縮するように構成することができる。いくつかの実施形態では、空間１７１５は、０．１～０．２ｍｍ、０．１５～０．２５ｍｍ、０．３～０．４ｍｍ、０．３５～０．４５ｍｍ、又は０．５～０．６ｍｍとすることができる。いくつかの実施形態では、空間は、０．６ｍｍよりも大きくすること、又は０．１ｍｍよりも小さくすることができる。他の空間サイズを含むことができる。

【0090】

いくつかの実施形態では、コイルばね及び複数のコイル要素１７２０は、コイル要素１７２０の間にピッチ１７３０を含むことができる。ピッチは、第１のコイル要素の中心点から、第１のコイル要素に隣接する第２のコイル要素の中心点まで測定することができる。いくつかの実施形態では、ピッチ１７３０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ１７３０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。例えば、ピッチは、０．３ｍｍ～７．０ｍｍとすることができる。

【0091】

図１７Ｂ～図１７Ｇは、本明細書に記載されるＭＣＧ実施形態とともに使用するためのコイルばねの追加の例示的な実施形態を示す。図１７Ｂ～図１７Ｇに示されるコイルばねのいずれも及び全ては、図１７Ａに示され、記載されるコイルばねに関して記載される、コイルばね直径と、コイル要素幅と、コイル要素間のピッチと、コイル要素間の空間と、を有することができる。例えば、図１７Ｂでは、引張ばねが示されている。引張ばねは、導電性材料などの材料１７３５でコーティングすることができる。ばねはまた、伝送効率を最適化することができる金、プラチナ、銅、又はアルミニウムなどの高伝導性金属材料でコーティングすることもできる。引張ばねは、第１の端部の第１の結合部分と、第２の端部の第２の結合部分と、を含むことができる。図１７Ｃに示されるように、圧縮コイルばねが示されている。圧縮ばねは、第１の端部の第１の結合部分と、第２の端部と第２の結合部分と、を含むことができる。

【0092】

図１７Ｄに示されるように、いくつかの実施形態では、コイルばねは、テーパコイルばねを含むことができる。テーパコイルばねは、コイルばねの長さに沿って変化する直径を含むことができる。図１７Ｅに示されるように、いくつかの実施形態では、コイルばねは、複数のテーパ部分を含むことができる。図１７Ｅに示される実施形態では、コイルばねは、上部テーパ部分と、下部テーパ部分と、を有し、上部テーパ部分と下部テーパ部分との間に非テーパ部分を有する。

【0093】

図１７Ｆに示されるように、いくつかの実施形態では、コイルばねは、上部テーパ部分と下部テーパ部分との間の非テーパ部分よりも大きい直径を有するテーパ部分を含むことができる。図１７Ｇに示されるように、いくつかの実施形態では、コイルばねは、コイルばねの長さに沿った２つ以上の場所においてコイル要素の間に複数のピッチ構成を含むことができる。例えば、コイルばねは、第１のピッチ１７４０と、第２のピッチ１７５０と、を含むことができる。第１のピッチ１７４０は、第２のピッチ１７５０よりも小さくすることができる。いくつかの実施形態では、第１のピッチは、第２のピッチよりも大きくすることができる。同様に、いくつかの実施形態では、コイルばねは、第１の複数のコイル要素間の第１の空間１７４５と、第２の複数のコイル要素間の第２の空間１７５５と、を有することができる。

【0094】

図１８Ａ～図１８Ｅは、本明細書に記載されるマルチピースガイドに含まれる複数のコイル要素の断面形状の例示的な実施形態を示す図である。本明細書に記載されるコイルばねに含まれる複数のコイル要素の断面形状は、図３の作業３１０に従って形成することができる。図１８Ａに示されるように、いくつかの実施形態では、複数のコイル要素は、長方形断面形状を含むことができる。図１８Ｂに示されるように、いくつかの実施形態では、複数のコイル要素は、楕円断面形状を含むことができる。図１８Ｃに示されるように、いくつかの実施形態では、複数のコイル要素は、長円形断面形状を含むことができる。図１８Ｄに示されるように、いくつかの実施形態では、複数のコイル要素は、円形断面形状を含むことができる。図１８Ｅに示されるように、いくつかの実施形態では、複数のコイル要素は、台形断面形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数のコイル要素は、正方形形状、三角形形状、又は多角形形状を含むことができる。図１８Ａ～図１８Ｅに示される断面形状は、コイル要素の複数の断面形状の文脈で記載されているが、図１８Ａ～図１８Ｅに示される断面形状はまた、複数のコイル要素を形成するために使用されるマンドレルの断面形状に対応することもできる。

【0095】

図１９Ａ～図２５Ｂは、コイル要素の断面外形の様々な実施形態を示す。断面外形は、図３の作業３０５に記載されるように形成することができる。コイルばねを形成するワイヤ及びコイルばねのコイル要素は、図１９Ａ～図２５Ｂに示される断面外形を有するように押し出し成形することができる。様々な断面外形は、このようにして形成することができ、また、本明細書に記載される様々なＭＣＧの実施形態で使用するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、断面外形は、図１９Ａ～図２５Ｂに示される断面外形に加えて、三角形又は尖頭の断面外形を含むことができる。他の断面外形が可能である。

【0096】

図１９Ａは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の正方形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。図１９Ａに示されるように、コイル要素１９００は、基部部分１９０５と、基部部分１９０５から延在する突出部分１９２５と、を含むことができる。基部部分１９０５は、高さ１９１０と、幅１９１５と、背面１９２０と、を含むことができる。基部部分１９０５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面１９２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ１９１０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0097】

図１９Ａに示されるように、コイル要素１９００は、基部部分１９０５から延在する突出部分１９２５を含むことができる。突出部分１９２５は、図１９Ａに示されるような正方形状の外形を含むことができるが、他の外形形状を実装することができる。突出部分１９２５は、高さ１９３０と、幅１９３５と、オフセット１９４０と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、高さ１９３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１．０ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ１９３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0098】

いくつかの実施形態では、幅１９３５は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅１９３５は、±０．０５０ｍｍ、±０．０６０ｍｍ、±０．０７０ｍｍ、±０．０８０ｍｍ、又は±０．０９０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0099】

いくつかの実施形態では、オフセット１９４０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット１９４０は、±０．０５０ｍｍ、±０．０６０ｍｍ、±０．０７０ｍｍ、±０．０８０ｍｍ、又は±０．０９０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0100】

図１９Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の正方形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。図１９Ｂに示されるように、複数のコイル要素１９４５は、各コイル要素（例えば、コイル要素１９００Ａ～１９００Ｃ）が図１９Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素１９４５は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分１９２５の間に空間１９５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間１９５０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／４になるように寸法設定することができる。例えば、空間１９５０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図１９Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素１９４５は、ピッチ１９５５を含むことができる。ピッチ１９５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ１９５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。

【0101】

図２０Ａは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の台形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。図２０Ａに示されるように、コイル要素２０００は、基部部分２００５と、基部部分２００５から延在する突出部分２０２５と、を含むことができる。基部部分２００５は、高さ２０１０と、幅２０１５と、背面２０２０と、を含むことができる。基部部分２００５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面２０２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ２０１０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0102】

図２０Ａに示されるように、コイル要素２０００は、基部部分２００５から延在する突出部分２０２５を含むことができる。突出部分２０２５は、図２０Ａに示されるような台形形状の外形を含むことができるが、他の外形形状を実装することができる。突出部分２０２５は、高さ２０３０と、幅２０３５と、オフセット２０４０と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、高さ２０３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１．０ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ２０３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0103】

いくつかの実施形態では、幅２０３５は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅２０３５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0104】

いくつかの実施形態では、オフセット２０４０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２０４０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0105】

いくつかの実施形態では、突出部分２０２５は、突出部分２０２５が延在する基部部分２００５の表面に対して形成される角度２０６０を含むことができる。いくつかの実施形態では、角度２０６０は、０～３．０度、１．５～５．０度、４．０～６．０度、５．５～７．０度、６．０～８．０度、７．５～９．０度、８．０～１０．０度、９．０～１２．０度、１１．０～１３．０度、又は１２．０～１５．０度とすることができるが、他の角度が可能である。いくつかの実施形態では、角度は、１５度よりも大きくすることができる。他の角度が可能である。

【0106】

図２０Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の台形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。図２０Ｂに示されるように、複数のコイル要素２０４５は、各コイル要素（例えば、コイル要素２０００Ａ～２０００Ｃ）が図２０Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素２０４５は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分２０２５の間に空間２０５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間２０５０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／６であるように寸法設定することができる。例えば、空間２０５０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図２０Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素２０４５は、ピッチ２０５５を含むことができる。ピッチ２０５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ２０５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。

【0107】

図２１Ａは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の台形断面外形の別の例示的な実施形態を示す図である。図２１Ａに示されるように、コイル要素２１００は、基部部分２１０５と、基部部分２１０５から延在する突出部分２１２５と、を含むことができる。基部部分２１０５は、高さ２１１０と、幅２１１５と、背面２１２０と、を含むことができる。基部部分２１０５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面２１２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ２１１０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0108】

図２１Ａに示されるように、コイル要素２１００は、基部部分２１０５から延在する突出部分２１２５を含むことができる。突出部分２１２５は、図２１Ａに示されるような台形形状の外形を含むことができるが、他の外形形状を実装することができる。突出部分２１２５は、高さ２１３０と、オフセット２１３５と、幅２１４０と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセット２１３５は、突出部分２１２５の両側で同じ又は異なるものとすることができる。いくつかの実施形態では、高さ２１３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１．０ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ２１３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0109】

いくつかの実施形態では、オフセット２１３５は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２１３５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0110】

いくつかの実施形態では、幅２１４０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅２１４０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0111】

いくつかの実施形態では、突出部分２１２５は、突出部分２１２５が延在する基部部分２１０５の表面に対して形成される角度２１６０を含むことができる。いくつかの実施形態では、角度２１６０は、０～３．０度、１．５～５．０度、４．０～６．０度、５．５～７．０度、６．０～８．０度、７．５～９．０度、８．０～１０．０度、９．０～１２．０度、１１．０～１３．０度、又は１２．０～１５．０度とすることができるが、他の角度が可能である。いくつかの実施形態では、角度は、１５度よりも大きくすることができる。いくつかの実施形態では、角度２１６０は、突出部分２１２５の両側で同一とすることができる。いくつかの実施形態では、突出部分２１２５の片側の角度２１６０は、突出部分２１２５の反対側の角度２１６０とは異なり得る。

【0112】

図２１Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の台形断面外形を含む複数のコイル要素の別の例示的な実施形態を示す図である。図２１Ｂに示されるように、複数のコイル要素２１４５は、各コイル要素（例えば、コイル要素２１００Ａ～２１００Ｃ）が図２１Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素２１４５は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分２１２５の間に空間２１５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間２１５０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／６になるように寸法設定することができる。例えば、空間２１５０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図２１Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素２１４５は、ピッチ２１５５を含むことができる。ピッチ２１５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ２１５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。

【0113】

図２２Ａは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の長方形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。図２２Ａに示されるように、コイル要素２２００は、基部部分２２０５と、基部部分２２０５から延在する突出部分２２２５と、を含むことができる。基部部分２２０５は、高さ２２１０と、幅２２１５と、背面２２２０と、を含むことができる。基部部分２２０５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面２２２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ２２１０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0114】

図２２Ａに示されるように、コイル要素２２００は、基部部分２２０５から延在する突出部分２２２５を含むことができる。突出部分２２２５は、図２２Ａに示されるような長方形状の外形を含むことができるが、他の外形形状を実装することができる。突出部分２２２５は、高さ２２３０と、オフセット２２３５と、幅２２４０と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセット２２３５は、突出部分２２２５の両側で同じ又は異なるものとすることができる。

【0115】

いくつかの実施形態では、高さ２２３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍよりも大きくすること又は小さくすることができるが、他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ２２３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0116】

いくつかの実施形態では、オフセット２２３５は、０．０５ｍｍ～０．１ｍｍ、０．０７５ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１２５ｍｍ～０．１７５ｍｍ、０．１５ｍｍ～０．２ｍｍ、０．１７５～０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２２３５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２２３５は、突出部分２２２５の両側で同一とすることができる。いくつかの実施形態では、突出部分２２２５の片側のオフセット２２３５は、突出部分２２２５の反対側のオフセット２２３５とは異なり得る。

【0117】

いくつかの実施形態では、幅２２４０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅２２４０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0118】

図２２Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の長方形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。図２２Ｂに示されるように、複数のコイル要素２２４５は、各コイル要素（例えば、コイル要素２２００Ａ～２２００Ｃ）が図２２Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素２２４５は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分２２２５の間に空間２２５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間２２５０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／６になるように寸法設定することができる。例えば、空間２２５０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図２２Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素２２４５は、ピッチ２２５５を含むことができる。ピッチ２２５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ２２５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。

【0119】

図２３Ａは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の円形断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。図２３Ａに示されるように、コイル要素２３００は、基部部分２３０５と、基部部分２３０５から延在する突出部分２３２５と、を含むことができる。基部部分２３０５は、高さ２３１０と、幅２３１５と、背面２３２０と、を含むことができる。基部部分２３０５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面２３２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ２３１０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0120】

図２３Ａに示されるように、コイル要素２３００は、基部部分２３０５から延在する突出部分２３２５を含むことができる。突出部分２３２５は、図２３Ａに示されるような円形形状の外形を含むことができるが、他の外形形状を実装することができる。突出部分２３２５は、高さ２３３０と、オフセット２３３５と、幅２３４０と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセット２３３５は、突出部分２３２５の両側で同じ又は異なるものとすることができる。

【0121】

いくつかの実施形態では、高さ２３３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１．０ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ２３３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0122】

いくつかの実施形態では、オフセット２３３５は、０．０５ｍｍ～０．１ｍｍ、０．０７５ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１２５ｍｍ～０．１７５ｍｍ、０．１５ｍｍ～０．２ｍｍ、０．１７５～０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２３３５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２３３５は、突出部分２３２５の両側で同一とすることができる。いくつかの実施形態では、突出部分２３２５の片側のオフセット２３３５は、突出部分２３２５の反対側のオフセット２３３５とは異なり得る。

【0123】

いくつかの実施形態では、幅２３４０は、０．２～０．４ｍｍ、０．３～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅２３４０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0124】

図２３Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の円形断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。図２３Ｂに示されるように、複数のコイル要素２３４５は、各コイル要素（例えば、コイル要素２３００Ａ～２３００Ｃ）が図２３Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素２３４５は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分２３２５の間に空間２３５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間２３５０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／６になるように寸法設定することができる。例えば、空間２３５０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図２３Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素２３４５は、ピッチ２３５５を含むことができる。ピッチ２３５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ２３５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。

【0125】

図２４Ａは、本明細書に記載されるマルチピースコルゲート導波管のコイル要素の突出部分の正弦波断面外形の例示的な一実施形態を示す図である。図２４Ａに示されるように、コイル要素２４００は、基部部分２４０５と、基部部分２４０５から延在する突出部分２４２５と、を含むことができる。基部部分２４０５は、高さ２４１０と、幅２４１５と、背面２４２０と、を含むことができる。基部部分２４０５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面２４２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ２４１０は、０．２～０．４ｍｍ、０．３～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0126】

図２４Ａに示されるように、コイル要素２４００は、基部部分２４０５から延在する突出部分２４２５を含むことができる。突出部分２４２５は、図２４Ａに示される対称形状の正弦波外形を含むことができるが、他の形状の正弦波外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、突出部分２４２５は、三角形形状の外形などの角度外形を有することができる。いくつかの実施形態では、複数の突出部分２４２５は、基部部分から延在することができ、各突出部分は、同じ又は異なる外形形状を有することができる。突出部分２４２５は、高さ２４３０と、オフセット２４３５と、幅２４４０と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、突出部分２４２５は、２つのオフセット２４３５の間に配置することができる。

【0127】

いくつかの実施形態では、高さ２４３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１．０ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ２４３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0128】

いくつかの実施形態では、オフセット２４３５は、０．０５ｍｍ～０．１ｍｍ、０．０７５ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１２５ｍｍ～０．１７５ｍｍ、０．１５ｍｍ～０．２ｍｍ、０．１７５～０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２４３５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２４３５は、突出部分２４２５の両側で同一とすることができる。いくつかの実施形態では、突出部分２４２５の片側のオフセット２４３５は、突出部分２４２５の反対側のオフセット２４３５とは異なり得る。

【0129】

いくつかの実施形態では、幅２４４０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅２４４０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0130】

図２４Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が突出部分の正弦波断面外形を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。図２４Ｂに示されるように、複数のコイル要素２４４５は、各コイル要素（例えば、コイル要素２４００Ａ～２４００Ｃ）が図２４Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素２４４５は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分２４２５の間に空間２４５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間２４５０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／６になるように寸法設定することができる。例えば、空間２４５０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図２４Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素２４４５は、ピッチ２４５５を含むことができる。ピッチ２４５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ２４５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。

【0131】

図２５Ａは、本明細書に記載される複数の断面外形を含むコイル要素の突出部分の例示的な一実施形態を示す図である。図２５Ａに示されるように、コイル要素２５００は、基部部分２５０５と、基部部分２５０５から延在する突出部分２５２５と、を含むことができる。基部部分２５０５は、高さ２５１０と、幅２５１５と、背面２５２０と、を含むことができる。基部部分２５０５は、長方形状の外形で示されているが、追加の基部部分の外形形状を実装することができる。同様に、背面２５２０は、平坦形状の背面として示されているが、追加の背面形状又は外形を実装することができる。いくつかの実施形態では、高さ２５１０及び／又は背面２５２０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、２．０ｍｍ～５．０ｍｍ、４ｍｍ～８ｍｍ、６ｍｍ～１０ｍｍ、又は１２ｍｍ～１５ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１５ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。

【0132】

図２５Ａに示されるように、コイル要素２５００は、基部部分２５０５から延在する複数の突出部分２５２５を含むことができる。突出部分２５２５は各々が、図２５Ａに示されるような長方形状の外形を含むことができるが、他の外形形状を実装することができる。いくつかの実施形態では、複数の突出部分２５２５の各々は、図２５Ａに示されるものと同じ形状の外形を含むことができる。いくつかの実施形態では、突出部分２５２５のうちの１つ以上は、他の突出部分２５２５の外形形状とは異なって形状設定された外形を含むことができる。突出部分２５２５は、高さ２５３０と、幅２５３５と、オフセット２５４０と、組み合わせた突出部分幅２５４５と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、高２５３０は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍの高さを含むことができる。いくつかの実施形態では、高さは、１．０ｍｍよりも高くすること、又は０．２ｍｍよりも低くすることができる。他の高さが可能である。いくつかの実施形態では、高さ２５３０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。いくつかの実施形態では、高さ２５３０は、隣接する又は隣接しない突出部分２５２５と同じ又は異なるものであり得る。

【0133】

いくつかの実施形態では、幅２５３５は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、又は０．８ｍｍ～１．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の幅が可能である。いくつかの実施形態では、幅２５３５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。いくつかの実施形態では、幅２５３５は、隣接する、又は隣接しない突出部分２５２５と同じ又は異なるものであり得る。

【0134】

いくつかの実施形態では、オフセット２５４０は、０．０５～０．１ｍｍ、０．０７５～０．１５ｍｍ、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１２５ｍｍ～０．１７５ｍｍ、０．１５ｍｍ～０．２ｍｍ、０．１７５ｍｍ～０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、又は０．６ｍｍ～１．０ｍｍのオフセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、オフセットは、１．０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他のオフセットが可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２５４０は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。いくつかの実施形態では、オフセット２５４０は、突出部分２５２５の両側で同一とすることができる。いくつかの実施形態では、突出部分２５２５の片側のオフセット２５４０は、突出部分２５２５の反対側上のオフセット２５４０とは異なり得る。いくつかの実施形態では、オフセット２５４０は、隣接しない突出部分２５２５に対して同じ又は異なるものであり得る。

【0135】

いくつかの実施形態では、組み合わせた突出部分の幅２５４５は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍ、０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、０．４ｍｍ～０．６ｍｍ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍ、０．６ｍｍ～０．８ｍｍ、０．７ｍｍ～０．９、０．８ｍｍ～１．０ｍｍ、０．９ｍｍ～２．０ｍｍ、１．５ｍｍ～３．０ｍｍ、２．５ｍｍ～５．０ｍｍ、４．０ｍｍ～８．０ｍｍ、６．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、８．０ｍｍ～１５．０ｍｍ、又は１０．０ｍｍ～２０．０ｍｍの幅を含むことができる。いくつかの実施形態では、幅は、２０ｍｍよりも大きくすること、又は０．２ｍｍよりも小さくすることができる。他の組み合わせた突出部分の幅が可能である。いくつかの実施形態では、組み合わせた突出部分の幅２５４５は、±０．０１０ｍｍ、±０．０２０ｍｍ、±０．０３０ｍｍ、±０．０４０ｍｍ、又は±０．０５０ｍｍ、などの許容範囲を含むことができるが、他の許容範囲が可能である。

【0136】

図２５Ｂは、本明細書に記載される各コイル要素が複数の断面外形を有する突出部分を含む複数のコイル要素の例示的な一実施形態を示す図である。図２５Ｂに示されるように、複数のコイル要素２５５０は、各コイル要素（例えば、コイル要素２５００Ａ～２５００Ｃ）が図２５Ａに示されるコイル要素に関して記載されるものと同じ断面外形及び寸法を有するように形成することができる。複数のコイル要素２５５０は、隣接するコイル要素の隣接する突出部分２５２５の間に空間２５５５を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間２５５５は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／６になるように寸法設定することができる。例えば、空間２５５５は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／６とすることができる。図２５Ｂに更に示されるように、複数のコイル要素２５５０は、ピッチ２５６０を含むことができる。ピッチ２５６０は、本明細書に記載されるＭＣＧを通して提供される電磁波の波長の１／３になるように寸法設定することができる。例えば、ピッチ２５６０は、坑井のボアホール内に注入されるミリメートル電磁波の波長の１／３とすることができる。他の寸法も実装することができる。コイル要素２５５０は、ボルトによって、又は当面の部品を利用して、本明細書に記載するＭＣＧの外管の内側に軸方向に固定して、コイル要素を共に接続及び／又は本明細書に記載するＭＣＧの外管に接続することができる。

【0137】

図２６Ａ～図２６Ｃは、本明細書に記載される２つの入れ子式コイルばねから形成されたマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態を示す図である。図２６Ａに示されるように、第１のコイルばね２６０５を第２のコイルばね２６１０の中へ回転させることによって第１のコイルばね２６０５を第２のコイルばね２６１０に挿入し、よって、図２６Ｂに示される組み立てられたツーピースのコイルばね２６１５に示されるように、各コイルばねのコイル要素がともにねじ込まれた状態にすることができる。図２６Ｃは、ツーピースのコイルばね２６１５の断面図を示す。

【0138】

図２７は、図２６Ｃのマルチピースコルゲート導波管の例示的な一実施形態を示す図である。図２７に示されるように、図２６Ｃの詳細Ａは、２つのコイルばねをともに入れ子状にして、第１のコイルばね２６０５及び第２のコイルばね２６１０の直径及びピッチに対応するコルゲーション特徴の外形を作成することを図示するために示されている。第１のコイルばね２６０５は、第２のコイルばね２６１０の内径２７１０よりも大きい内径２７０５を有することができる。いくつかの実施形態では、第１のコイルばね２６０５は、誘電体又は強磁性材料などの第１の材料によってコーティングすることができる。第２のコイルばね２６１０は、導電性材料などの第２の材料によってコーティングすることができる。

【0139】

本主題のいくつかの実装形態は、電磁波の伝送とともに使用するのに適したマルチピースコルゲート導波管を提供することができる。例えば、本主題のいくつかの実装形態は、ＨＥ１１モードなどの様々な伝送モードでミリメートル電磁波を使用して坑井のボアホールを掘削するのに適したコルゲート導波管の形成及び使用を可能にすることができる。本明細書に記載されるコルゲート導波管のマルチピース構成のいくつかの実装形態は、長さの長い管の中にコルゲーション特徴を機械加工する代わりに、管に挿入することができるコイルばねを介してコルゲート導波管特徴を提供することによって、そのような装置を製造する複雑さを低減することができる。結果として、本明細書に記載されるＭＣＧのいくつかの実装形態は、機械加工した材料が導波管内に残って電磁透過率を低減し得る機械加工、タッピング、又は穿孔を介したコルゲート特徴の形成よりも高精度の公差で製造することができる。追加的に、長さの長い管にコルゲーション特徴を機械加工した後に長さの長い管を絶縁材料、誘電体材料、又は導電性材料でコーティング又はめっきする代わりに、製造中に絶縁材料、誘電体材料、又は導電性材料を個々の構成要素に適用することができるので、ＭＣＧの構成要素のコーティング又はめっきをより容易に実行することができる。

【0140】

本明細書に開示されるシステム、装置、及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解を提供するために、特定の例示的な実施形態が記載されている。これらの実施形態の１つ以上の実施例が添付図面に図示されている。当業者は、本明細書に具体的に記載され、添付図面に示されているシステム、装置、及び方法は、非限定的な例示的実施形態であること、及び本発明の範囲が特許請求の範囲によってのみ定義されることを理解するであろう。例示的な一実施形態に関連して例示又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせられ得る。そのような修正及び変更は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。更に、本開示では、実施形態の同様の名称の構成要素は、一般に同様の特徴を有し、したがって、特定の実施形態内では、各同様の名称の構成要素の各特徴は、必ずしも十分に詳述されていない。

【0141】

本明細書及び特許請求の範囲全体を通して本明細書で使用される近似言語は、関連する基本的な機能に変化をもたらすことなく、許容範囲で変化し得る任意の定量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約」、「およそ」、及び「実質的に」などの用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの場合では、近似言語は、値を測定するための器具の精度に対応し得る。本明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて、文脈又は言語が別途示さない限り、範囲の限定は、組み合わせられ得、及び／又は置き換えられ得、そのような範囲は、特定されて、そこに含まれる全ての下位範囲を含み得る。

【0142】

当業者は、上述した実施形態に基づいて本発明の更なる特徴及び利点を理解するであろう。したがって、本出願は、添付の特許請求の範囲によって示される場合を除いて、特に示され、記載されたものによって限定されるべきではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び参考文献は、その全体が参照により明示的に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図17E】

【図17F】

【図17G】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図18D】

【図18E】

【図19A】

【図19B】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22A】

【図22B】

【図23A】

【図23B】

【図24A】

【図24B】

【図25A】

【図25B】

【図26】

【図27】

【国際調査報告】