專利名稱：關(guān)于將電介質(zhì)諧振器天線粘結(jié)到微帶線上的改進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將天線結(jié)構(gòu)粘結(jié)到電饋線結(jié)構(gòu)以形成例如電介質(zhì)諧振器天線(DRA)、高電介質(zhì)天線(HDA)和介電負(fù)載天線(DLA)的天線技術(shù)。所述天線結(jié)構(gòu)包括但不限于電介質(zhì)諧振器或片狀器件(pellet)。
電介質(zhì)諧振器天線是以選定的發(fā)射和接收頻率發(fā)射或接收無線電波的諧振器天線裝置，如在例如移動(dòng)遠(yuǎn)程通信中使用的一樣。通常，DRA由配置于或接近于接地基底的許多電介質(zhì)材料(電介質(zhì)諧振器或片狀器件)組成，能量通過插入電介質(zhì)材料的單極探針或設(shè)在接地基底中的單極孔徑饋線(aperture feed)(孔徑饋線是一種設(shè)在由電介質(zhì)材料覆蓋的接地基底之中的不連續(xù)的且通常為矩形形狀的饋線，當(dāng)然橢圓形、長方形、梯形或蝴蝶/蝴蝶結(jié)形狀及這些形狀的組合也是適當(dāng)?shù)摹？讖金伨€可以由位于接地基底遠(yuǎn)離電介質(zhì)材料的一側(cè)上的條帶形饋線進(jìn)行激勵(lì)，條帶形饋線可以采用微帶傳輸線、共平面形波導(dǎo)、開槽線等形式)被傳入和傳出電介質(zhì)材料。直接連接到微帶傳輸線并由其激活也是可能的。作為一種選擇，雙極探針可以被插入到電介質(zhì)材料中，在這種情況下就不需要接地基底。如在作為例子的本申請人的共同未決的第09/431,548號(hào)美國專利申請以及KINGSLEY，S.P.和O′KEEFE，S.G.的出版物(題為“探針饋電式電介質(zhì)諧振器天線的光束控制和單脈沖處理”，IEE學(xué)報(bào)-雷達(dá)聲納和導(dǎo)航，146，3，121-125，1999)中所述的那樣，通過提供多饋線并按照一定順序或以各種組合形式激勵(lì)它們，可形成可連續(xù)或逐漸增加地控制的一個(gè)或多個(gè)波束。上述參考文獻(xiàn)的全部內(nèi)容通過引用被并入本申請。
DRA的諧振特性尤其依賴于電介質(zhì)材料體的形狀和大小，此外還依賴于饋線的形狀、大小和位置。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在DRA中，是電介質(zhì)材料受到饋線激勵(lì)時(shí)進(jìn)行諧振。這與介電負(fù)載天線形成對比，其中傳統(tǒng)的導(dǎo)電輻射元件被包含在用于修改該輻射元件的諧振特性的電介質(zhì)材料中。
DRA可以采取多種形式，一種常見形式是具有可由在圓柱之內(nèi)的金屬探針饋電的圓柱形電介質(zhì)片狀器件。這樣的圓柱式諧振媒介可由包括陶瓷介質(zhì)在內(nèi)的各種選擇(candidate)材料制成。
從1983年人們第一次對電介質(zhì)諧振器天線(DRA)進(jìn)行系統(tǒng)研究起[LONG，S.A.，McALLISTER，M.W.，and SHEN，L.C.“The ResonantCylindrical Dielectric Cavity Antenna”，IEEE Transactions on Antennas andPropagation，AP-31，1983，pp 406-412(LONG，S.A.，McALLISTER，M.W.和SHEN，L.C.的“諧振圓柱式介電諧振腔天線”，IEEE天線和傳播學(xué)報(bào)，AP-31，1983，第406-412頁)]，由于它們發(fā)射效率高，與最常使用的傳輸線具有良好的匹配，并且具有小的物理尺寸，所以人們對它們的輻射圖(radiation pattern)的興趣逐漸增加[MONGIA，R.K.and BHARTIA，P.“Dielectric Resonator Antennas-A Review and General Design Relations forResonant Frequency and Bandwidth”，International Journal of Microwaveand Millimetre-Wave Computer-Aided Engineering，1994，4，(3)，pp 230-247(MONGIA，R.K.和BHARTIA，P.的“電介質(zhì)諧振器天線-諧振頻率和帶寬的評論和常規(guī)設(shè)計(jì)”，微波和毫米波計(jì)算機(jī)輔助工程國際雜志，1994，4，(3)，第230-247頁)]。更多近期開發(fā)的概要可在PETOSA，A，ITTIPIBOON，A，ANTAR，Y.M.M，ROSCOE，D.，and CHHACI，M.“Recentadvances in Dielectric-Resonator Antenna Technology”，IEEE Antennas andPropagation Magazine，1998，40(3)，pp 35-48(PETOSA，A，ITTIPIBOON，A，ANTAR，Y.M.M，ROSCOE，D.和CUHACI，M.的“電介質(zhì)諧振器天線技術(shù)的最新進(jìn)展”，IEEE天線和傳播學(xué)報(bào)，1998，40，(3)，第35-48頁)中找到。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種基本形狀的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其被安裝于或接近于接地平面(接地基底)并以適當(dāng)?shù)姆椒?lì)時(shí)，可以很好地作為DRA諧振器。也許，它們最知名的公知幾何結(jié)構(gòu)是矩形[McALLISTER，M.W.，LONGS.A.and CONWAY G.L.“Rectangular Dielectric Resonator Antenna”，Electronics Letters，1983，19，(6)，pp 218-219(McALLISTER，M.M，LONG，S.A.和CONWAY G.L.的“矩形電介質(zhì)諧振器天線”，電子學(xué)報(bào)，1983，19，(6)，第218-219頁)]。
三角形[ITTIPB300N，A.，MONGIA，R.K.，ANTAR，Y.M.M.，BHARTIA，P.and CUHACI，M“Aperture Fed Rectangular and TriangularDielectric Resonators for use as Magnetic Dipole Antennas”，ElectronicsLetters，1993，29，(23)，pp 2001-2002(ITTIPB300N，A.，MONGIA，R.K.，ANTAR，Y.M.M.，BHARTIA，P.和CUHACI，M的“用于磁偶極子天線的孔徑饋電式矩形和三角形電介質(zhì)諧振器”，電子學(xué)報(bào)，1993，29，(23)，第2001-2002頁)]。
半球形[LEUNG，K.W.“Simple results for conformal-strip excitedhemispherical dielectric resonator antenna”，Electronics Letters，2000，36，(11)(LEUNG，K.W.的“共形帶(conformal-strip)激勵(lì)的半球形電介質(zhì)諧振器天線”，電子學(xué)報(bào)，2000，36(11))]。
圓柱形[LONG，S.A.，McALLISTER，M.W.，and SHEN，L.C.“TheResonant Cylindrical Dielectric Cavity Antenna”，IEEE Transactions onAntennas and Propagation，AP-31，1983，pp 406-412(LONG，S.A.，MCALLISTER，M.W.和SHEN，L.C.的“諧振圓柱式介電諧振腔天線”，IEEE天線和傳播學(xué)報(bào)，AP-31，1983，第406-412頁)]。
分成一半的圓柱形(垂直地安裝在接地平面之上的一半圓柱形)[MONGIA，R.K.，ITTIPIBOON，A.，ANTAR，Y.M.M.，BHARTIA，P.andCUHACI，M“A Half-Split Cylindrical Dielectric Resonator Antenna UsingSlot-Coupling”，IEEE Microwave and guided Wave Letters，1993，Vol.3，No.2，pp 38-39(MONGIA，R.K.，ITTIPIBOON，A.，ANTAR，Y.M.M.，BHARTIA，P.和CUHACI，M的“應(yīng)用隙縫耦合的分成一半的園柱形電介質(zhì)諧振器天線”，IEEE微波和波導(dǎo)學(xué)報(bào)，1993，第3卷第2號(hào)，第38-39頁)]。
這些天線設(shè)計(jì)的一些也被分成扇區(qū)(sector)。例如，圓柱式DRA可被二等分[TAM，M.T.K.and MURCH，R.D.“Half volume dielectricresonator antenna designs”，Electronics Letters，1997，33，(23)，pp 1914-1916(TAM，M.T.K.和MURCH，R.D.的“半容積電介質(zhì)諧振器天線設(shè)計(jì)”，電子學(xué)報(bào)，1997，33，(23)，第1914-1916頁)]。但是，將天線分成一半，或者進(jìn)一步將其分成扇區(qū)，不會(huì)改變其圓柱式、矩形式等的幾何結(jié)構(gòu)。
高電介質(zhì)天線(HDA)與DRA相似，但其不具有位于電介質(zhì)片狀器件之下的完整的接地平面，HDA具有更小的接地平面或者根本沒有接地平面。在下面的接地平面的去除帶來了更不明確定義的諧振并從而具有更大的帶寬。HDA通常在向后的方向發(fā)射出與向前的方向相同的能量。
在DRA和HDA中，主要的輻射器是電介質(zhì)片狀器件。在DLA中，主要的輻射器是傳導(dǎo)組件(例如，金屬線或印刷帶(printed strip)等)，傳導(dǎo)組件然后僅修改媒介(DLA在其中操作并通常允許作為整體的天線被做得更小或者更緊湊)。
DLA也可以被直接微帶饋線所激勵(lì)或形成。特別地，本申請人發(fā)現(xiàn)片狀器件的電介質(zhì)材料可被放置于微帶饋線等之上或者以其它方式與微帶饋線等相聯(lián)系以便其作為天線工作時(shí)修改饋線的輻射特性(properties)。
本申請?zhí)貏e但并不專門地關(guān)注用于在大規(guī)模工業(yè)環(huán)境中經(jīng)由裝配線方式構(gòu)造DRA、HDA和DLA的技術(shù)。此外，本申請?zhí)貏e但并不專門地關(guān)注包括一片高介電常數(shù)陶瓷材料(其被印刷電路板(PCB)之上的某些形式的饋線結(jié)構(gòu)激勵(lì))的DRA或HDA和包含具有傳導(dǎo)輻射器(其裝備有電介質(zhì)材料的片狀器件)的DLA。
為了本申請的目的，本文中的表示“電介質(zhì)天線”被定義為包含(encompassing)DRA、HDA和DLA。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種電介質(zhì)天線，包括電介質(zhì)片狀器件，其安裝成與位于電介質(zhì)基底的一側(cè)之上的微帶傳輸線直接接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種制造電介質(zhì)天線的方法，其中電介質(zhì)材料的片狀器件安裝成與位于電介質(zhì)基底的一側(cè)之上的微帶傳輸線直接接觸。
所述電介質(zhì)基底可為印刷電路板(PCB)的形式，并且可在其主要表面的任意一面的至少一部分上具有可選的金屬噴鍍(metallization)。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述電介質(zhì)片狀器件由陶瓷材料制成，優(yōu)選地具有高介電常數(shù)。
所述電介質(zhì)天線可為DRA、HDA或DLA。
因?yàn)樗械奈矬w都位于電介質(zhì)基底或PCB的一側(cè)之上(具有隙縫饋電，例如，微帶在底板的一側(cè)上而陶瓷片狀器件在另一側(cè)上)，這帶來的有益效果是能制造出具有好的增益和帶寬的天線，并且裝配方法也非常簡單。在生產(chǎn)線上，挑選放置(pick-and-place)機(jī)器能將陶瓷片狀器件供給卷軸(reel)之上并將它們直接放置在電介質(zhì)基底或PCB之上。
可使用幾種固定(attachment)方法，例如膠合或用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠合。本申請人發(fā)現(xiàn)將陶瓷片狀器件焊接到位是可能的，而且這樣能帶來具有良好電特性和無線電頻率特性的堅(jiān)固的接合。在生產(chǎn)中，在上述挑選放置機(jī)器將上述陶瓷片狀器件定位在電介質(zhì)基底或PCB上之前，上述微帶已經(jīng)用釬焊膏進(jìn)行絲網(wǎng)印刷(screen-print)。固定了陶瓷片狀器件的基底或PCB然后被送到融化焊料的回流烘箱中，從而將陶瓷諧振器軟焊到位。這是適合于現(xiàn)代自動(dòng)化電子裝配生產(chǎn)線的理想過程。
焊料通常不直接粘附于陶瓷材料，所以上述陶瓷材料首先被方便地噴鍍金屬。這里可使用幾種金屬，其以不同的方式進(jìn)行附著(deposite)，但本申請人發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)銀粉漆對于優(yōu)選的電介質(zhì)天線產(chǎn)品是特別有效和節(jié)省成本的溶液。絲網(wǎng)印刷處理能容易地應(yīng)用這種涂料。在某些情況下(即，對某些類型的涂料和某些陶瓷)這種涂料可以允許干燥，但通常對陶瓷噴鍍的更好方法是在烘箱中或在加熱板上進(jìn)行燒制，以確保良好的附著力以及獲得無線電頻率的低損耗的表面。
帶有直接微帶的饋電常常有利于使陶瓷片狀器件從微帶充分偏移，這樣能得到改良的增益、帶寬以及和50ohm(在天線設(shè)計(jì)中的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)阻抗)匹配。但是，具有這樣的偏移，上述接合不會(huì)機(jī)械地堅(jiān)固，這是因?yàn)樘沾善瑺钇骷谖Ь€上被平衡(參見
圖1)。上述接合的機(jī)械強(qiáng)度可通過在陶瓷片狀器件的角落或邊緣部分的下面插入或形成導(dǎo)電性(例如，金屬或金屬性)襯墊(參見圖2)得到改進(jìn)，優(yōu)選地以軟焊的方式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述襯墊可被擴(kuò)展以形成連續(xù)的支撐(參見圖3)而不會(huì)削弱在此形成的電介質(zhì)天線的性能。實(shí)際上，在很多情況下本技術(shù)可方便地用于改進(jìn)天線的性能。
通常，電介質(zhì)片狀器件(例如，陶瓷片狀器件)的較低表面和/或在諧振器之下的基底或PCB表面的部分金屬噴鍍將會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)部造成電場的集聚效應(yīng)，從而改變了天線的電氣性能。上述金屬噴鍍的效果甚至能引起天線以不同的模態(tài)(mode)諧振并從而造成電氣性能的較大改變。為電介質(zhì)天線饋電的微帶線的形狀和長度也影響總體的性能。通過認(rèn)真的設(shè)計(jì)，上述的變化可以用來提高上述天線的性能。本申請人發(fā)現(xiàn)當(dāng)通常在兩個(gè)表面(電介質(zhì)/片狀器件和基底/PCB的下側(cè))上進(jìn)行金屬噴鍍以互相匹配時(shí)，少數(shù)情況能獲得帶有非匹配的金屬噴鍍的改良的天線性能。
本申請人成功地以這種方法制成了以矩形陶瓷片狀器件和分成一半的圓柱式陶瓷片狀器件作為電介質(zhì)諧振器的DRA和HDA。因此，通過擴(kuò)展，電介質(zhì)片狀器件的所有或者大部分的其它形狀(例如在本申請的介紹(introductory)部分所提到的)可同樣以這種方式被固定于電介質(zhì)基底/微帶傳輸線裝置。
為了形成與本發(fā)明的實(shí)施方案一致的DLA，傳導(dǎo)微帶饋線被印刷或以其它方式置于電介質(zhì)基底(例如PCB)的第一表面和電介質(zhì)基底或PCB的第二表面上(與第一表面相對)預(yù)先確定的部分上噴鍍金屬，留出至少部分區(qū)域不噴鍍金屬。電介質(zhì)片狀器件被安裝在位于第一表面上的微帶饋線的頂部或者以其它方式安裝在第一表面上以使得能夠被上述微帶饋線直接接觸。上述電介質(zhì)片狀器件用于通過使得饋線長度更長來降低DLA的工作頻率并且可以改進(jìn)阻抗或其它性質(zhì)的匹配，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在本發(fā)明的DLA中，是饋線作為主要輻射器進(jìn)行工作的(與DRA或HDA中的電介質(zhì)片狀器件相對)。
上述電介質(zhì)片狀器件被方便地安裝在第一表面的一個(gè)區(qū)域(對應(yīng)于沒有進(jìn)行金屬噴鍍的第二表面的至少一個(gè)區(qū)域)。上述微帶饋線可到達(dá)上述電介質(zhì)片狀器件之下，或可位于片狀器件的側(cè)面(side surface)或壁(wall)上，或可位于片狀器件的頂面(top surface)之上。通常較佳的方式是在構(gòu)造本發(fā)明實(shí)施方案的DLA時(shí)，上述微帶饋線在電介質(zhì)片狀器件處結(jié)束。另一較佳的方式是上述微帶饋線沿著電介質(zhì)基底的第一表面從饋線或連接點(diǎn)擴(kuò)展到電介質(zhì)片狀器件，上述電介質(zhì)基底的第二表面沿著第一側(cè)上的微帶饋線的整個(gè)縱向程度被噴鍍金屬，除了饋線與電介質(zhì)片狀器件接觸的部分不噴鍍。上述電介質(zhì)基底的第二表面的整個(gè)寬度可被噴鍍金屬，或者僅在第二表面的部分寬度進(jìn)行噴鍍(如果該部分寬度比饋線的寬度更寬的話)。在某些實(shí)施方案中，上述電介質(zhì)片狀器件的至少一個(gè)表面(例如朝向遠(yuǎn)離上述饋線或連接點(diǎn)的暴露端面)也被噴鍍金屬，同時(shí)，上述饋線與上述噴鍍金屬的表面連接以便形成“粗的(fat)”單極。
在DLA應(yīng)用中的上述電介質(zhì)片狀器件也可被噴鍍金屬或如上文關(guān)于DRA和HDA的描述的那樣進(jìn)行焊接，也可以具有上文描述的襯墊。
本申請人發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用直接連接(例如，直接微帶連接)以對DRA或HDA進(jìn)行饋電時(shí)，相對于直接連接(例如，微帶)的電介質(zhì)材料(電介質(zhì)片狀器件)的位置影響合成輻射波束的方向。如果具有適當(dāng)形狀的電介質(zhì)材料被置于微帶傳輸線之上的中間，此處的電介質(zhì)材料傾向于產(chǎn)生垂直方向的波束。當(dāng)電介質(zhì)材料被置于微帶線之上且大部分材料位于微帶線的右邊或左邊時(shí)，將產(chǎn)生分別帶有向右或向左成分(component)的波束。本技術(shù)可用于幫助以期望的方向?qū)?zhǔn)輻射波束和/或通過大量以不同方式位于微帶傳輸線上的電介質(zhì)諧振器擴(kuò)大輻射波束。
因此，本文提供一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)諧振器安裝在微帶傳輸線之上，其中至少一個(gè)所述電介質(zhì)諧振器位于所述微帶傳輸線上的偏離中心的位置。
同時(shí)本文提供為DRA或HDA或其陣列饋電的方法，其中至少一個(gè)電介質(zhì)諧振器以預(yù)先確定的方向被置于所述微帶傳輸線上的偏離中心的位置，以使得能夠以預(yù)定的方向生成具有定向成分的波束。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種電介質(zhì)天線的陣列，每一個(gè)包括安裝在微帶傳輸線上的電介質(zhì)諧振器，其中至少一個(gè)所述電介質(zhì)諧振器被置于所述微帶傳輸線上的偏離中心的位置。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種為電介質(zhì)天線的電介質(zhì)諧振器饋電的方法，其中所述電介質(zhì)諧振器以預(yù)定的方向被置于所述微帶傳輸線上的偏離中心的位置，以使得能夠以預(yù)定的方向生成具有定向成分的波束。
為了更好的理解本發(fā)明以及說明其如何實(shí)現(xiàn)，下面參照附圖以實(shí)施例的方式進(jìn)行說明。
圖1是安裝在PCB一側(cè)的直接微帶傳輸線上的矩形陶瓷片狀器件的側(cè)視圖和平面圖；圖2是安裝在PCB一側(cè)的直接微帶傳輸線上帶有印刷在PCB上的附加支撐襯墊的矩形陶瓷片狀器件的側(cè)視圖和平面圖；圖3是安裝在PCB一側(cè)的直接微帶傳輸線上帶有印刷在PCB上的連續(xù)支撐條帶的矩形陶瓷片狀器件的側(cè)視圖和平面圖；圖4表示在電介質(zhì)片狀器件的下側(cè)噴鍍金屬的多種方式；圖5表示本發(fā)明的實(shí)施方案的DLA；以及圖6表示具有位于其上的電介質(zhì)諧振器陣列的直接微帶饋線網(wǎng)絡(luò)。
圖1是焊接在形成于PCB 3的一側(cè)之上的直接微帶傳輸線2上的矩形噴鍍了金屬的陶瓷諧振器片狀器件1的側(cè)視圖和平面圖。傳導(dǎo)接地平面(未示出)可形成在PCB 3的另外一側(cè)上。片狀器件1安裝在偏心位置，其焊接點(diǎn)具有好的電接觸和差的機(jī)械強(qiáng)度。
圖2是焊接在形成于如圖1中所示的PCB 3的一側(cè)之上的直接微帶傳輸線2上的矩形噴鍍了金屬的陶瓷諧振器片狀器件1的側(cè)視圖和平面圖。附加的導(dǎo)電性襯墊4被印刷在PCB 3上以支撐片狀器件1的角落部分5，從而增加該部件的機(jī)械強(qiáng)度。
圖3是焊接在形成于如圖1和圖2中所示的PCB 3的一側(cè)之上的直接微帶傳輸線2上的矩形噴鍍了金屬的陶瓷諧振器片狀器件1的側(cè)視圖和平面圖。附加的傳導(dǎo)條帶6被印刷在PCB 3上以支撐片狀器件1的邊緣部分7，從而對增加該部件的機(jī)械強(qiáng)度形成單獨(dú)的連續(xù)的支撐。
具有相對介電常數(shù)37到134的陶瓷材料已被成功的當(dāng)作諧振器片狀器件1(由微帶傳輸線2直接饋電)而使用。適用于為片狀器件1噴鍍的具體涂料根據(jù)陶瓷材料的種類而變化。適當(dāng)?shù)慕饘偻苛系睦影―uPont8032和5434I，它們可被用于與Solderplus42NCLR(一種釬焊膏)一起。
通常片狀器件的下表面的被噴鍍金屬的部分可以得到改良的帶寬和降低諧振頻率(這能使得給定工作頻率的天線更小)的優(yōu)點(diǎn)。
天線帶寬的回程損耗取決于· 天線的諧振模態(tài)· 天線的特性阻抗· 饋電阻抗· 匹配電路
· 在其處測量匹配的回程損耗實(shí)際上，用于改進(jìn)焊接點(diǎn)的金屬噴鍍能造成上面列表的前三項(xiàng)。為焊接目的的矩形片狀器件的金屬噴鍍的例子導(dǎo)致了帶寬的增加以及降低了頻率，而不會(huì)對如圖4所示的天線的其它特性造成不良的影響。陰影區(qū)域是表示被噴鍍金屬的區(qū)域。
具體而言，圖4(i)表示矩形電介質(zhì)片狀器件1的下表面中的大的角落部分10被噴鍍金屬，而在片狀器件1的下表面的中間部分留出了一個(gè)菱形的沒有噴鍍金屬的表面。
圖4(ii)表示矩形電介質(zhì)片狀器件1的下表面中的小的角落部分11被噴鍍金屬，而沿著片狀器件1的下表面的中心縱軸的中心條帶12也被噴鍍金屬。
圖4(iii)表示矩形電介質(zhì)片狀器件1的下表面中的右手側(cè)兩個(gè)小的角落部分11被噴鍍金屬，而沿著該下表面的左手側(cè)邊的條帶13也被噴鍍金屬。
圖4(iv)表示矩形電介質(zhì)片狀器件1的下表面上的兩個(gè)條帶14和15被噴鍍金屬，它們分別沿著該下表面的左手和右手側(cè)的縱向。
圖5表示單極DLA，包括PCB 3的形式的電介質(zhì)基底，其上表面上被印刷了沿著上表面縱向擴(kuò)展的微帶饋線2。PCB 3的較低表面在饋線2的程度下面是噴鍍金屬的區(qū)域20，而在饋線2的末端22的下面則是未噴鍍金屬的部分21。電介質(zhì)陶瓷片狀器件1被安裝在PCB 3較低表面的未噴鍍金屬部分21的上方，而與在PCB 3的上表面上的饋線2直接接觸。在操作中，饋線的末端22作為主要輻射器。
圖6表示直接微帶饋線網(wǎng)絡(luò)，包括具有三個(gè)電介質(zhì)諧振器115、116和117的微帶傳輸線114，這三個(gè)諧振器安裝在微帶傳輸線114上。諧振器115安裝在微帶114的中間并垂直發(fā)射(從該圖的平面朝著觀察者向外)。諧振器116安裝在微帶114的左邊并以帶有向左成分(leftwardcomponent)從該圖向外的方向發(fā)射。諧振器117安裝在微帶114的右邊并以向右成分(rightward component)的方向從該圖向外發(fā)射。
本發(fā)明優(yōu)選的特征可應(yīng)用于本發(fā)明的各個(gè)方面，并且可以以任何組合的方式被使用。
這些詳細(xì)描述的說明書和權(quán)利要求書中，單詞“包括(comprise)”和“包含(contain)”及上述單詞的變種，例如“包括(comprising)”和“包括(comprise)”，指的是“包括而不僅僅限制(but not limited to)”，并且不排除其它的組件，結(jié)合組件，部分組件，附加組件和步驟。
權(quán)利要求
1.一種電介質(zhì)天線，包括電介質(zhì)片狀器件，所述電介質(zhì)片狀器件安裝成與在一電介質(zhì)基底的一側(cè)之上所形成的微帶傳輸線直接接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的天線，其中所述電介質(zhì)基底是印刷電路板。
3.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中所述電介質(zhì)片狀器件由陶瓷材料制成。
4.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中所述電介質(zhì)片狀器件被粘到所述傳輸線或所述基底之上。
5.如權(quán)利要求4所述的天線，其中所述電介質(zhì)片狀器件被導(dǎo)電環(huán)氧樹脂粘到所述傳輸線或所述基底上。
6.如權(quán)利要求1到3的任意一項(xiàng)所述的天線，其中所述片狀器件被焊接于所述傳輸線或所述基底。
7.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中與所述片狀器件接觸的所述傳輸線的至少一部分被噴鍍金屬。
8.如權(quán)利要求7所述的天線，其中所述片狀器件的部分被涂上傳導(dǎo)銀粉漆。
9.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中所述片狀器件充分居中地安裝在所述傳輸線上。
10.如權(quán)利要求1到8中的任意一項(xiàng)所述的天線，其中所述片狀器件安裝在所述傳輸線上的偏移位置。
11.如權(quán)利要求10所述的天線，其中，在所述傳輸線上安裝有多個(gè)片狀器件，所述片狀器件的至少一個(gè)安裝在所述傳輸線的偏移位置。
12.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中，至少一個(gè)導(dǎo)電性襯墊形成或提供在所述基底和所述片狀器件之間以提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
13.如權(quán)利要求12所述的天線，其中，在面向所述基底的所述片狀器件的表面的邊緣或角部分形成或提供所述至少一個(gè)襯墊。
14.如權(quán)利要求12或13所述的天線，其中，所述至少一個(gè)襯墊被焊接于所述基底和/或所述片狀器件。
15.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中，與在所述基底上安裝所述片狀器件的一側(cè)相對的所述基底一側(cè)的至少一部分被噴鍍金屬。
16如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線，其中所述天線是電介質(zhì)諧振器天線。
17.如權(quán)利要求1到15中任意一項(xiàng)所述的天線，其中所述天線是高電介質(zhì)天線。
18.如權(quán)利要求1到15中任意一項(xiàng)所述的天線，其中所述天線是介電負(fù)載天線。
19.如權(quán)利要求18所述的天線，其中，除了在所述基底的所述一側(cè)上的所述傳輸線的末端位置相對應(yīng)的區(qū)域，與安裝有所述片狀器件的一側(cè)相對的所述基底的一側(cè)被噴鍍金屬，以及所述片狀器件安裝成與所述傳輸線的末端相接觸。
20.如權(quán)利要求19所述的天線，其中所述傳輸線的末端與所述片狀器件的下表面接觸。
21.如權(quán)利要求19所述的天線，其中所述傳輸線的末端與所述片狀器件的側(cè)面或頂面接觸。
22.如權(quán)利要求21所述的天線，其中所述片狀器件的側(cè)面或頂面被噴鍍金屬。
23.一種制造電介質(zhì)天線的方法，其中，以與形成于電介質(zhì)基底的一側(cè)之上的微帶傳輸線直接接觸的方式安裝一電介質(zhì)片狀器件。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述片狀器件粘合到所述傳輸線或所述基底。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂將所述片狀器件粘到所述傳輸線或所述基底。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述片狀器件焊接于所述傳輸線或所述基底。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，在所述片狀器件被置于所述傳輸線上之前，所述傳輸線和所述片狀器件的任意一個(gè)或兩個(gè)至少被部分涂上釬焊膏，以及所述基底隨后被置于足夠融化所述釬焊膏的溫度下，以將所述片狀器件焊接于所述傳輸線。
28.如權(quán)利要求23到27中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，在卷軸之上提供多個(gè)片狀器件，在生產(chǎn)線上提供多個(gè)基底，以及一挑選放置機(jī)器獲得所述片狀器件并將其放置在所述基底之上。
29.如權(quán)利要求23到28中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，對所述或每一片狀器件的至少一部分噴鍍金屬。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，在所述或每一片狀器件的至少一部分上用金屬涂料以絲網(wǎng)印刷方式噴鍍金屬。
31.一種電介質(zhì)天線的陣列，每一所述天線包括位于微帶傳輸線上的電介質(zhì)諧振器，其中至少一個(gè)所述電介質(zhì)諧振器被置于所述微帶傳輸線上偏離中心的位置。
32.一種對電介質(zhì)天線的電介質(zhì)諧振器進(jìn)行饋電的方法，其中，以預(yù)定的方向?qū)⑺鲭娊橘|(zhì)諧振器置于微帶傳輸線上偏離中心的位置，以使得能夠以預(yù)定的方向生成具有定向成分的波束。
33.一種在上文參照附圖充分描述或被附圖充分表述的電介質(zhì)天線。
34.一種在上文參照附圖充分描述或被附圖充分表述的制造電介質(zhì)天線的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括電介質(zhì)諧振器的電介質(zhì)天線，其所述電介質(zhì)諧振器安裝成與在印刷電路板一側(cè)上所形成的微帶傳輸線直接接觸。所述電介質(zhì)天線可為電介質(zhì)諧振器天線(DRA)、高電介質(zhì)天線(HDA)或介電負(fù)載天線。所述天線的簡單結(jié)構(gòu)可以改善制造的可靠性和有效性，并允許該天線的所有功能裝置(feature)被置于印刷電路板(PCB)基底的一側(cè)。
文檔編號(hào)H01Q1/12GK1653647SQ03810953
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者麗貝卡·托馬斯, 蘇珊·威廉斯, 詹姆士·威廉·金斯利 申請人:安蒂諾瓦有限公司