阵列装置、电路材料、以及具有该材料的组件制造方法及图纸

一种阵列装置，包括：多个间隔开的介电谐振器，以及多个间隔开的信号线，其以与多个谐振器中的相应谐振器一对一的关系被设置；其中，多个信号线中的相应信号线中的每个信号线被设置为与多个谐振器中的相应谐振器的第一部分进行离轴的电信号通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阵列装置、电路材料、以及具有该材料的组件
技术介绍
本公开总体上涉及一种阵列装置，并且特别涉及用于甚高频天线的阵列装置。更新的设计和制造技术已经使得电子部件的尺寸越来越小，例如，电子集成电路芯片上的电感、电子电路、电子封装、模块和外壳、以及UHF、VHF、和微波天线。由于减小单个辐射器尺寸方面似乎存在的理论限制以及阵列中的最近邻之间的信号耦合，天线阵列尺寸的减小特别成问题，并且天线尺寸上的减小程度还没有与其他电子部件相当。因此，在本领域中还存在对具有减小的阵列尺寸连同改进的束扫描的天线阵列的需求。如果材料能够易于处理并且可以与现有的制造工艺集成，则更有优势。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括阵列装置，其具有多个间隔开的介电谐振器，以及以与多个谐振器中的相应谐振器一对一关系设置的多个间隔开的信号线。多个信号线中的相应信号线中的每个信号线被设置为与多个谐振器中的相应谐振器的第一部分进行离轴的电信号通信。当结合附图考虑时，根据下文中的详细描述，以上特征和优点以及其他的特征和优点是显而易见的。附图说明参照示例性的非限制附图，其中，相似的元素被类似地标记，在附图中：图1A描绘了根据一个实施例的4×4阵列装置的透明平面视图；图1B描绘了根据一个实施例的图1的4×4阵列的透明侧视图；图2描绘了根据一个实施例的与图1A和图1B中描绘的实施例有关的制造工艺；图3A描绘了根据一个实施例的图1中的阵列装置的2×2部分的透明平面视图，示出了具有偏移信号馈送和非偏斜磁偶极子的所得磁偶极子的取向；图3B描绘了根据一个实施例的图3A的阵列装置的可替代阵列装置，示出了具有偏移信号馈送和偏斜的磁偶极子的所得磁偶极子的取向；图4A和图4B描绘了根据一个实施例的与图3A中的非偏斜磁偶极子实施例有关的最近邻谐振器之间的磁耦合的视觉解释；图4C描绘了根据一个实施例的与图3B中的偏斜磁偶极子实施例有关的最近邻谐振器之间的磁耦合的视觉解释；图5描绘了根据一个实施例的针对图1中的实施例的最近邻谐振器之间的回波损耗S11和耦合的仿真数据；图6描绘了根据一个实施例的针对图1中的实施例的增益的仿真数据；图7描绘了根据一个实施例的针对图3A中的实施例的最近邻谐振器之间的相互作用的仿真数据；图8描绘了根据一个实施例的针对图3B中的实施例的最近邻谐振器之间的相互作用的仿真数据；图9描绘了针对与图5相对比的更小的偏移信号馈送的仿真数据；图10描绘了针对与图6相对比的更小的偏移信号馈送的仿真数据；图11描绘了与图5和图9相对比的仿真数据；以及图12描绘了与图6和图10相对比的仿真数据。具体实施方式本文描述了一种阵列装置以及包含该阵列装置的电子设备，例如电路材料和天线，其中，阵列装置使用高介电常数的材料来形成可以例如在20-30GHz、30-70GHz、或70-100GHz频率范围内操作的谐振器的周期性阵列。到谐振器的偏移信号馈送的使用，以及辐射磁极之间的角度偏移，与没有采用这样的特征的类似的阵列天线相比，预料不到地提供了改进的增益和束扫描。阵列装置还可以由能容易地集成到用于电子设备的现有制造方法的方法来加工。如由各附图和相应的文本示出和描述的，阵列装置具有多个间隔开的介电谐振器，这些介电谐振器被设置为与导电的接地层紧密接触。多个间隔开的信号线以与多个谐振器中的相应谐振器一对一的关系被设置，其中，每个信号线被设置为与相应谐振器的边缘部分进行离轴的电信号通信。在一个实施例中，到每个谐振器的信号线和接地层连接被相对于其他谐振器特别地定位，以使得形成相邻谐振器的辐射磁极之间的角度偏移。阵列装置形成了具有改进的束扫描的小型甚高频天线的基本结构。图1A和1B描绘了阵列装置100的实施例，阵列装置100具有按照4×4阵列布置的多个间隔开的介电谐振器200以及多个间隔开的信号线300，信号线300以与多个谐振器200中的相应谐振器一对一的关系设置。尽管本文描绘和描述了4×4阵列布置，但应该理解的是，这仅出于说明目而不是要限制本专利技术的范围，本专利技术涵盖适合于本文公开的目的的任何尺度的阵列。尽管本文参照圆柱形三维形式以及圆形轴向剖面形状描绘和描述了谐振器200，但应该理解的是，可以采用符合本文公开目的的其他三维形式以及其他轴向剖面形状。例如，每个谐振器可以具有圆形、矩形、多边形、环形、或适合于本文公开目的的任何其他形状的轴向剖面，并且可以具有圆柱、多边形箱、锥状多边形箱、圆锥、截锥、半超环面、半球形状的三维实心形式或适用于本文公开目的的任何其他三维形式。多个信号线300中的相应信号线中的每一个可以被设置为与多个谐振器200中的相应谐振器的第一边缘部分202进行离轴的电信号通信。参照图1B，可以更好地看出离轴关系，其中附图标记204描绘了代表性谐振器200的中轴204，附图标记304描绘了代表性信号线300的中轴304，其中，两轴204、304被分隔开(即离轴)一段距离104。在一个实施例中，每个信号线300被设置为与相应谐振器200的中轴204相比，更接近相应谐振器200的外周。在一个实施例中，提供了导电接地层400，多个谐振器200中的每个被设置在该导电接地层400上。在一个实施例中，接地层400具有如图1A中描绘的矩形外周，然而，接地层400的外周的轮廓不仅限于矩形，并且可以是适合于本文公开的目的的任何其他形状。在一个实施例中，封装层800被设置在多个谐振器200上以相对于接地层400来封装多个谐振器200。在一个实施例中，封装层800是介电常数小于多个谐振器200的介电常数的低介电材料(示例性的介电材料在下文中进一步讨论)。在一个实施例中，谐振器200由包括陶瓷、碳氢化合物、热固性聚合物复合材料的热固性微波材料制成，例如可以从罗杰斯公司(RogersCorporation)得到的TMM13。在一个实施例中，封装层800可以是聚四氟乙烯(PTFE)，PTFE是四氟乙烯的合成含氟聚合物并且可以以商标名TeflonTM从DuPont公司得到。在一个实施例中，多个谐振器200被均匀地间隔开距离“A”、“B”以形成周期性的结构，其中“A＝B”。在一个实施例中，每个谐振器200之间的距离“A”、“B”大约由环境中的辐射波长定义，振荡器被嵌入在该环境中，该环境可以是空气。然而，一个实施例将谐振器200嵌入在PTFE中。在一个实施例中，距离“A”、“B”大约是谐振器200的波长(谐振器200被设计和配置为在该波长上谐振)的一半，这提供了阵列装置100的最佳增益(谐振器之间的干涉)。然而，如将在下文中进一步描述的，在一个实施例中，通过相对于相邻的最近邻谐振器200来“偏斜”磁偶极子，可以实现对增益的进一步改进，由此使得“A”和“B”能够被减小到小于辐射波长的一半而不损害性能，这将进一步减小阵列装置100的整体尺寸。尽管本文描绘和描述了具有以周期结构布置的谐振器200的实施例，但还考虑到，符合本文公开的实施例的但具有以非周期结构布置的谐振器的阵列装置也将推动高频辐射阵列领域的进展。尽管本文中公开了使用PTFE作为封装层800的实施例，但这仅出于说明目的并且不限制本专利技术的范围，因为可以使用适合于本文公开的目的的其他材料作为封装层800，这些材料将在下文中更详细地描述。现在参照图2，其描绘了用于制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列装置，包括：多个间隔开的介电谐振器；多个间隔开的信号线，其以与多个谐振器中的相应谐振器一对一的关系被设置；其中，所述多个信号线中的相应信号线中的每个信号线被设置为与所述多个谐振器中的相应谐振器的第一部分进行离轴的电信号通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.15 US 62/064,214;2015.10.13 US 14/881,3621.一种阵列装置，包括：多个间隔开的介电谐振器；多个间隔开的信号线，其以与多个谐振器中的相应谐振器一对一的关系被设置；其中，所述多个信号线中的相应信号线中的每个信号线被设置为与所述多个谐振器中的相应谐振器的第一部分进行离轴的电信号通信。2.根据权利要求1所述的装置，还包括：导电接地层，其中，所述多个谐振器中的每个谐振器设置在所述接地层上。3.根据权利要求2所述的装置，其中：所述接地层包括多个非导电路径，所述多个非导电路径以与所述多个信号线中的相应信号线一对一的关系被设置，所述多个信号线提供从所述接地层的一侧到其上设置有所述多个谐振器的另一侧的信号通信。4.根据权利要求3所述的装置，其中：所述多个非导电路径是从所述接地层的一侧延伸到另一侧的通孔。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中：所述多个谐振器被间隔开以形成周期性结构。6.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其中：所述多个谐振器中的每个谐振器的第二部分被设置为与所述接地层进行电通信，所述第二部分与所述第一部分不同，以在所述多个信号线中的每个信号线中存在电信号时，提供通过所述多个谐振器中的每个谐振器的信号路径，所述信号路径定义与所述多个谐振器中的相应谐振器相关联的所得磁偶极子的取向。7.根据权利要求6所述的装置，其中：所述所得磁偶极子中的每对最近邻磁偶极子相对彼此离轴地取向。8.根据权利要求2至7中任一项所述的装置，其中：所述多个谐振器中的每个谐振器的第二部分被设置为与所述接地层进行电通信，所述第二部分与所述第一部分不同；相应的第一部分和第二部分的对与对角布置的相应的第一部分和第二部分的对对准地取向。9.根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其中：所述多个谐振器中的每个谐振器的第二部分被设置为与所述接地层进行电通信，所述第二部分与所述第一部分不同；每个相应的第一部分和第二部分定义通过所述多个谐振器中的相应谐振器的信号路径，所述信号路径具有定义的取向；与所述多个谐振器中的第一谐振器相关联的第一信号路径和与所述多个谐振器中的第二最近邻谐振器相关联的第二信号路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯季·潘采，卡尔·施普伦托尔，
申请(专利权)人：罗杰斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US