在平行导电平面之间的间隙中的波导和传输线的制作方法

文档序号:12142952阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微波器件,例如波导、传输线、波导电路、传输线电路或天线系统的射频(RF)部件,所述微波器件包括其间布置有间隙的两个导电层和一组周期性或准周期性布置的突出元件,所述突出元件固定地连接到所述导电层中的至少一个,从而形成纹理以停止操作频带中的在除了沿着预期波导路径以外的其它方向上的波传播,所有突出元件在其基部处至少经由它们被固定地连接到的所述导电层电连接到彼此,以及其中所述突出元件中的一些或所有突出元件也与另一导电层处于导电或非导电接触中。

2.如权利要求1所述的微波器件,其中所述导电层中的至少一个还设置有至少一个导电元件,所述导电元件不与所述两个导电层中的另一个电接触,所述导电元件从而形成所述波导路径,优选地形成用于单模波的所述波导路径。

3.如权利要求2所述的微波器件,其中所述导电元件是导电脊和具有导电壁的凹槽之一。

4.如权利要求3所述的微波器件,其中与所述另一导电层接触的所述突出元件优选地固定地连接到所述另一导电层,以及其中所述突出元件布置成至少部分地围绕在所述导电层之间的腔,所述腔从而形成起波导的作用的所述凹槽。

5.如权利要求2-4中的任一项所述的微波器件,其中所述导电元件的宽度在1.0-6.0mm的范围内,以及优选地在2.0-4.0mm的范围内。

6.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述微波器件是例如用于在通信、雷达或传感器应用中使用的天线系统的射频(RF)部件。

7.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中在所述一组周期性或准周期性布置的突出元件中的相邻突出元件之间的距离在0.05-2.0mm的范围内,以及优选地在0.1-1.0mm的范围内。

8.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述突出元件中的每个具有在0.05-1.0mm的范围内且优选地在0.1-0.5mm的范围内的最大宽度尺寸。

9.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述突出元件中的至少一些突出元件和优选地全部突出元件与所述另一导电层处于机械接触中。

10.如权利要求9所述的微波器件,其中所述突出元件中的至少一些例如借助于焊接或粘附固定地附着到所述另一导电层。

11.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述突出元件具有本质上相同的高度,在任一对突出元件之间的最大高度差小于0.02mm,以及优选地小于0.01mm。

12.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述两个导电层在具有导波的区之外的一段距离处为了刚度而通过机械结构连接在一起,其中所述机械结构可整体地和优选地单块地在限定所述导电层之一的至少一种导电材料上形成。

13.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述两个导电层的至少部分大部分是平面的,除了由脊、凹槽和纹理提供的精细结构以外。

14.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述一组周期性或准周期性布置的突出元件在所述导电层之一上单块地形成且优选地通过铸造单块地形成,其中每个突出元件单块地固定到所述导电层,所有突出元件在它们的基部处经由它们固定地连接到的所述导电层电连接到彼此。

15.如权利要求14所述的微波器件,还包括至少一个脊,波沿着所述脊传播,所述脊与所述突出元件布置在同一个导电层上且也在所述导电层上被单块地形成。

16.如权利要求1-13中的任一项所述的微波器件,还包括多个单块波导元件,所述波导元件中的每个具有基部和从所述基部向上延伸的突出指状物,从而形成所述突出元件,其中所述波导元件与所述导电层之一导电地连接并布置成沿着这个导电层形成波导。

17.如权利要求16所述的微波器件,其中所述波导元件包括用于凹槽间隙波导的形成的扁平底板。

18.如权利要求16所述的微波器件,其中所述波导元件包括设置有突出脊的基部,用于脊间隙波导的形成。

19.如权利要求16-18中的任一项所述的微波器件,其中所述波导元件由金属制成。

20.如权利要求16-19中的任一项所述的微波器件,其中所述波导元件中的至少一个包括布置在所述基部的两个相对侧上的多个指状物。

21.如权利要求16-20中的任一项所述的微波器件,其中所述波导元件中的至少一个包括沿着两个或更多个平行但分离的行且沿着所述边缘中的至少一个布置的多个指状物。

22.如权利要求16-21中的任一项所述的微波器件,其中所述波导元件中的至少一个包括沿着所述边缘中的至少一个且沿着单行布置的多个指状物。

23.如权利要求16-22中的任一项所述的微波器件,其中所述指状物中的至少一些是从所述基部的外部延伸的向上弯曲的舌状物。

24.如权利要求16-23中的任一项所述的微波器件,其中所述指状物中的至少一些是从所述基部内的内部切口延伸的向上弯曲的舌状物。

25.如权利要求16-24中的任一项所述的微波器件,其中所述波导元件包括笔直波导元件、曲线或弯曲波导元件、分支型波导元件和过渡波导元件中的至少一个。

26.如权利要求16-25中的任一项所述的微波器件,其中所述过渡波导元件是到单块微波集成电路模块(MMIC)的连接的过渡。

27.如权利要求16-26中的任一项所述的微波器件,其中所述指状物的突出高度大于所述指状物的宽度和厚度,且优选地大于所述宽度和厚度的两倍。

28.如权利要求16-27中的任一项所述的微波器件,其中所述指状物的宽度大于所述厚度。

29.如权利要求1-13中的任一项所述的微波器件,其中所述突出元件被形成为表面安装技术网格阵列,例如销网格阵列、柱网格阵列和/或球网格阵列,其中每个销通过焊接固定到所述导电层,但其中所有突出元件在它们的基部处经由它们固定地连接到的所述导电层电连接到彼此。

30.如权利要求29所述的微波器件,还包括布置在形成所述纹理以停止波传播的所述突出元件之外的球网格阵列,所述球网格阵列起在所述导电层之间的间隔件的作用。

31.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述突出元件具有小于在空气中在操作频率下的波长的一半的最大横截面尺寸,和/或其中,在停止波传播的所述纹理中的所述突出元件间隔开小于在空气中在所述操作频率下的波长的一半的间距。

32.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述导电层中的至少一个设置有优选地以矩形狭槽的形状的至少一个开口,所述开口允许辐射传输到所述微波器件和/或从所述微波器件接收辐射。

33.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,还包括布置在所述导电层之间的至少一个集成电路模块,例如单块微波集成电路模块,停止波传播的所述纹理从而起移除所述集成电路模块的封装内的谐振的装置的作用。

34.如权利要求33所述的微波器件,其中所述集成电路模块布置在所述导电层之一上,以及其中上覆于所述集成电路的突出元件比非上覆于所述集成电路的突出元件短。

35.如前述权利要求中的任一项所述的微波器件,其中所述微波器件适合于形成用于超过20GHz和优选地超过30GHz以及最优选地超过60GHz的频率的波导。

36.一种平面阵列天线,包括由权利要求1-35中的任一项所述的微波器件实现的全体分布网络。

37.一种用于生产微波器件例如波导、传输线、波导电路、传输线电路或天线系统的射频(RF)部件的方法,所述方法包括:

提供具有固定地连接至其的一组周期性或准周期性布置的突出元件的导电层,所有突出元件在其基部处至少经由它们固定地连接到的所述导电层电连接到彼此;

将另一导电层布置在所述导电层之上,从而在所述导电层之间形成的间隙内围住所述突出元件;

其中突出元件形成纹理以停止操作频带中的在除了沿着预期波导路径以外的其它方向上的波传播,以及其中所述突出元件中的一些或所有突出元件也与所述另一导电层处于导电或非导电接触中。

38.如权利要求37所述的方法,其中提供具有固定地连接至其的一组周期性或准周期性布置的突出元件的导电层的步骤包括:

提供设置有形成所述突出元件的负象的多个凹部的模具;

将材料的可成形片布置在所述模具上;以及

将压力施加在所述材料的可成形片上,从而压缩所述材料的可成形片以与所述模具的所述凹部相符。

39.如权利要求38所述的方法,其中所述模具设置有套环,其中所述材料的可成形片可插入所述套环中。

40.如权利要求39所述的方法,其中所述模具包括底板和套环,所述套环被设置为松散地布置在所述底板上的单独的元件。

41.如权利要求38-40中的任一项所述的方法,其中所述模具还包括至少一个模具层,所述至少一个模具层包括形成所述凹部的通孔。

42.如权利要求41所述的方法,其中所述模具包括至少两个夹在中间的模具层,所述至少两个夹在中间的模具层包括通孔。

43.如权利要求41或42所述的方法,其中所述至少一个模具层布置在所述套环内。

44.如权利要求37所述的方法,其中提供具有固定地连接至其的一组周期性或准周期性布置的突出元件的导电层的步骤包括:

提供例如被布置为在基片上的金属化层的第一导电层;

提供多个单块波导元件,所述波导元件中的每个具有基部和从所述基部向上延伸的突出指状物;以及

导电地连接所述波导元件与所述第一导电层,并布置成沿着所述第一导电层形成波导。

45.如权利要求44所述的方法,其中导电地连接所述波导元件与所述第一导电层的步骤通过拾取和放置技术来完成。

46.如权利要求44或45所述的方法,其中导电地连接所述波导元件与所述第一导电层的步骤包括下列子步骤:

利用真空放置系统将波导元件拾取并放置在所述第一导电层上,使得所述波导元件变得粘附到所述第一导电层;以及

在升高的温度下加热所述基片,从而借助于焊接将所述波导元件连接到所述第一导电层。

47.如权利要求37所述的方法,其中提供具有固定地连接至其的一组周期性或准周期性布置的突出元件的导电层的步骤包括:

提供第一导电层;以及

将一组周期性或准周期性布置的突出元件固定地连接到所述第一导电层,其中所述突出元件全部经由它们固定地连接到的所述导电层电连接到彼此,以及其中所述突出元件通过表面安装技术网格阵列例如销网格阵列、柱网格阵列和/或球网格阵列来形成。

48.如权利要求47所述的方法,其中在所述第一导电层上提供突出元件的步骤涉及下列步骤:

在所述第一导电层上产生所述突出元件的布局和可能的波导路径的图案;

在夹具中布置待连接到所述第一导电层的部件;以及

将所述部件连接到所述第一导电层。

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