用于在天线中的波导和辐射元件之间传输射频信号的装置、系统和方法与流程

本公开总体上涉及用于在天线中的波导和辐射元件之间传输射频(radiofrequency，rf)信号的装置、系统和方法。如下面将更详细地解释的，这些装置、系统和方法可以提供许多特征和益处。

背景技术：

1、波导馈电rf天线设计的一个重要方面通常是rf耦合结构，该rf耦合结构由波导中传播的rf信号驱动。这种rf耦合结构可以通过相应的辐射元件发射rf能量，以作为来自天线的发送信号。在至少一些示例中，辐射元件和耦合结构的相同或类似组合也可以用于接收rf信号和/或将该信号传输到波导，以进行放大、下变频和其它信号处理。

2、在机械可转向天线(mechanically steerable antenna，msa)中，耦合结构的发展可能变得更加关键。在一些示例中，msa可以包括和/或实现为位于天线的孔径内的耦合结构阵列和相应的辐射元件。在这样的示例中，耦合结构阵列和相应的辐射元件可以共同辐射，以沿着由天线的各部分的取向定义的特定天线视轴(boresight)发送rf信号，如下面更全面描述的。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了一种射频耦合结构，该射频耦合结构包括：衬底，该衬底形成波导的顶侧；第一导电层，该第一导电层设置在衬底的底侧上；第二导电层，该第二导电层包括在衬底内；过孔，该过孔通信地耦接到第一导电层，并且朝向衬底的顶侧延伸穿过第二导电层中的开口；以及环形槽，该环形槽在第一导电层中围绕过孔形成。

2、该射频耦合结构还可以包括多个腔体过孔，该多个腔体过孔通信地耦接在第一导电层与第二导电层之间。

3、该多个腔体过孔可以在衬底内围绕环形槽和过孔辐射状地布置。

4、该衬底的顶侧可以耦接到辐射元件，该辐射元件被配置为根据穿过波导的射频信号辐射能量。

5、该环形槽可以向波导暴露衬底。

6、该环形槽可以包括在第一导电层中完全包围过孔的整个环形槽。

7、该环形槽可以在第一导电层中包围过孔的大部分。该环形槽可以包括断口，来自第一导电层的导电材料保留在该断口中。

8、该射频耦合结构还可以包括附加环形槽，该附加环形槽在第一导电层中围绕过孔和环形槽形成。附加环形槽可以向波导暴露衬底。

9、该附加环形槽可以在第一导电层中包围过孔的大部分。该附加环形槽可以包围环形槽的大部分。该附加环形槽可以包括附加断口，来自第一导电层的导电材料保留在该附加断口中。

10、该环形槽可以被定向为使得断口相对于过孔面向特定方向。该附加环形槽可以被定向为使得附加断口相对于过孔面向该特定方向。

11、该环形槽可以被定向为使得断口相对于过孔面向特定方向。该附加环形槽可以被定向为使得附加断口相对于过孔面向附加方向。该附加方向可以大体上与特定方向相反。

12、根据本公开的第二方面，提供了一种天线，该天线包括：底部射频(rf)引导板，该底部rf引导板经由第一轴可旋转地耦接到基座，第一轴由方位电机控制；顶部阵列板，该顶部阵列板经由第二轴可旋转地耦接到基座，第二轴由仰角电机控制，该顶部阵列板和该底部rf引导板共同形成波导，该波导被配置为在特定方向上指引射频信号；以及多个射频耦合结构，该多个射频耦合结构设置在顶部阵列板的衬底上，该多个射频耦合结构包括第一导电层、第二导电层、过孔、以及环形槽，该第一导电层设置在衬底的底侧上，该第二导电层包括在衬底内，该过孔通信地耦接到第一导电层并且朝向衬底的顶侧延伸穿过第二导电层中的开口，该环形槽在第一导电层中围绕过孔形成。

13、多个射频耦合结构可以包括多个腔体过孔，该多个腔体过孔通信地耦接在第一导电层与第二导电层之间。

14、该多个腔体过孔可以在衬底内围绕环形槽和过孔辐射状地布置。

15、衬底的顶侧可以耦接到辐射元件，该辐射元件被配置为根据穿过波导的射频信号辐射能量。

16、该环形槽可以向波导暴露衬底。

17、根据本公开的第三方面，提供了一种方法，该方法包括：在形成波导的顶侧的衬底上制造过孔，该过孔通信地耦接到第一导电层，该第一导电层设置在衬底的底侧上；使过孔从第一导电层朝向衬底的顶侧延伸穿过第二导电层中的开口，第二导电层包括在衬底中；在第一导电层中制造环形槽，该环形槽大体上围绕过孔，并且向波导暴露衬底；以及制造多个腔体过孔，该多个腔体过孔通信地耦接在第一导电层与第二导电层之间，并且在衬底内围绕环形槽和过孔辐射状地布置。

18、该方法还可以包括：将衬底的顶侧耦接到辐射元件，该辐射元件被配置为根据穿过波导的射频信号辐射能量。

19、制造环形槽可以包括：在第一导电层中制造完全包围过孔的整个环形槽。

20、制造环形槽可以包括：将环形槽制造为：在第一导电层中包围过孔的大部分；并且包括断口，在该断口中保留来自第一导电层的导电材料。

技术特征：

1.一种射频耦合结构，包括：

2.根据权利要求1所述的射频耦合结构，还包括多个腔体过孔，所述多个腔体过孔通信地耦接在所述第一导电层与所述第二导电层之间。

3.根据权利要求2所述的射频耦合结构，其中，所述多个腔体过孔在所述衬底内围绕所述环形槽和所述过孔辐射状地布置。

4.根据权利要求2或3所述的射频耦合结构，其中，所述衬底的所述顶侧耦接到辐射元件，所述辐射元件被配置为根据穿过所述波导的射频信号辐射能量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的射频耦合结构，其中，所述环形槽向所述波导暴露所述衬底。

6.根据前述权利要求中任一项所述的射频耦合结构，其中，所述环形槽包括在所述第一导电层中完全包围所述过孔的整个环形槽。

7.根据前述权利要求中任一项所述的射频耦合结构，其中，所述环形槽：

8.根据权利要求7所述的射频耦合结构，还包括附加环形槽，所述附加环形槽在所述第一导电层中围绕所述过孔和所述环形槽形成，其中，所述附加环形槽向所述波导暴露所述衬底。

9.根据权利要求8所述的射频耦合结构，其中，所述附加环形槽：

10.根据权利要求9所述的射频耦合结构，其中：

11.一种天线，包括：

12.一种方法，包括:

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：将所述衬底的所述顶侧耦接到辐射元件，所述辐射元件被配置为根据穿过所述波导的射频信号辐射能量。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，制造所述环形槽包括：在所述第一导电层中制造完全包围所述过孔的整个环形槽。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，制造所述环形槽包括：将所述环形槽制造为：

技术总结
一种射频耦合结构包括：(1)衬底，该衬底形成波导的顶侧；(2)第一导电层，该第一导电层设置在衬底的底侧上；(3)第二导电层，该第二导电层包括在衬底内；(4)过孔，该过孔通信地耦接到第一导电层，并且朝向衬底的顶侧延伸穿过第二导电层中的开口；和/或(5)环形槽，该环形槽在第一导电层中围绕过孔形成。还公开了各种其它装置、系统和方法。

技术研发人员：唐琪,斯利史迪·萨拉斯瓦特,法博德·塔巴塔巴伊
受保护的技术使用者：元平台公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11