具有集成玻璃过渡部的宽带RF径向波导馈送部制造技术

公开了一种天线及其使用方法。在一个实施例中，天线包括径向波导；孔径，其可操作以响应于由径向波导馈送的RF馈送波来辐射射频(RF)信号；以及射频(RF)扼流圈，其可操作以阻挡RF能量通过波导的外部部分与孔径之间的间隙流失。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成玻璃过渡部的宽带RF径向波导馈送部相关申请的交叉引用本专利申请要求于2016年03月01日提交的题为“具有集成玻璃过渡部的宽带RF径向波导馈送部”的序列号为62/302,042的相应临时专利申请的优先权并且通过引用并入。
本专利技术的实施例涉及天线领域；更具体地，本专利技术的实施例涉及具有射频(RF)扼流圈的天线，该RF扼流圈防止用于激励天线元件的RF馈送波的RF能量激励从天线流失。
技术介绍
集成辐射孔径和馈送结构的传统平面天线确保两个子组件之间的物理导电连接，以提供用于直流(DC)控制和功率调节信号以及RF信号的电流返回路径，以防止来自电接口的外来辐射破坏天线的辐射图。这些类型天线中的典型馈送结构往往通过共同的馈送装置或组合的串联/并联装置将RF能量馈送到辐射孔径中，该共同的馈送装置或组合的串联/并联装置在无源相控阵天线情况下提供功率分配以及孔径衰减。这些配电网络往往具有许多RF功率分配器和不连续性，需要使用严格的设计标准以确保整个馈送部的级联性能满足系统的要求。在边缘馈送径向波导馈送部的情况下，功率分布由削弱围绕天线半径的能量的性质决定，但仍然需要使用细致的设计原理来完成稳定的宽带设计。径向馈送天线的一个实例使用了发射和终止传播波的相对的窄带方法以及层过渡部(layertransition)中的不连续补偿。在发射过程中，四分之一波长开路传输短截线被设计为从轴向的横向电磁(TEM)模式过渡到径向的TEM模式。四分之一波长开路短截线发射根据中心导体的谐振长度从波导模式变换到准辐射模式，就像辐射到自由空间中。发射结构的谐振内在地受频段限制，并且在不增加补偿谐振的其他调谐机制的情况下难以超出20％的带宽。针对标准的超小型版本A(SMA)中央引脚，独立式探针也将发射的平均功率处理能力限制在大约10瓦或以下。在发射器中累积的任何热将仅通过辐射或对流消散，这将由于探针的表面积和波导腔内的气流受到限制。除了发射之外，从底层波导到顶层慢波导的过渡使用了一个电容阶梯部以抵消由180度e-平面弯曲引起的电感。虽然这些方法是波导组件的标准，但为了实现超过30％的带宽，有必要使用较少的频变方法进行模式过渡和不连续补偿。在其他更大宽带的径向波导结构中，宽带方法一直使用连续锥形过渡，其将一种模式平滑地变换到另一种模式。图1A和图1B示出该馈送方法的示例性馈送部，该方法将连接器的中央引脚附接到与顶层波导壁短接的槽纹过渡部(flutedtransition)。虽然这种方法可以实现宽带宽，但制造由于产生这些平滑过渡部的曲线复杂会变得困难。通常必须使用遵循复杂的曲率的车床制造这些过渡部。如果需要进一步的补偿用于匹配目的，则连续曲率仅能提供使过渡加速或减慢的能力，而无法为电容或电感调谐提供额外的特性。此外，层过渡部通常使用倒角完成，这使得设计者只能调整一个旋钮来实现宽带匹配。基于没有外部金属化层的介电衬底开发LCD/玻璃基辐射孔径防止提供类似于上述传统方法的电附着方法。在许多传统的相控阵天线中，辐射孔径由机械加工的铝制壳体构成，该壳体既用作辐射元件，又用作整合具有结构刚性和对齐性的热量和气候控制通道的歧管。将铝用于这一功能具有铝对RF和DC具有高导电性，并且易于获得且对机械加工和装配好描述的优点。可选地，一些传统的相控阵利用印刷电路板(PCB)技术减少天线装配中涉及的“触摸劳动”量，同时为工程师提供集成RF路由和集成电路(IC)的设计灵活性。这两种制造技术都提供了很好的方法，利用这些方法，天线的组装可以容易地接地到天线底盘和RF馈送网络。
技术实现思路
公开了一种天线及其使用方法。在一个实施例中，天线包括径向波导；孔径，其可操作以响应于由径向波导馈送的RF馈送波来辐射射频(RF)信号；以及射频(RF)扼流圈，其可操作以阻止RF能量通过波导的外部部分与孔径之间的空隙流失。附图说明根据下面给出的详细描述和本专利技术的各实施例的附图，将更全面地理解本专利技术，然而它们不应被视为对本专利技术的限制，而是仅用于解释和理解本专利技术。图1A和图1B示出具有槽纹发射部和倒角180°弯曲的径向天线馈送部的单层径向线槽天线和双层径向线槽天线。图2和图3示出天线的一个实施例的侧视图，该天线具有阶梯式RF发射部和终端、具有集成的介电过渡部和RF扼流圈的阶梯式180°弯曲。图4示出夹持机构的一个实施例。图5示出图2的天线的天线馈送部的RF性能。图6示出用作RF扼流圈的电磁带隙(EBG)结构的一个实施例。图7示出具有EBG结构的基于PCB的扼流圈的一个实施例的侧视图。图8示出具有圆柱馈送部和EBG扼流圈的天线的一个实施例。图9示出用于提供圆柱波导馈送部的同轴馈送部的一个实施例的俯视图。图10示出具有一个或多个天线元件阵列的孔径，该天线元件阵列围绕圆柱馈送天线的输入馈送部以同心环放置。图11示出包括接地面和可重构谐振器层的一行天线元件的透视图。图12示出可调谐谐振器/槽的一个实施例。图13示出物理天线孔径的一个实施例的横截面图。图14A-图14D示出用于生成开槽阵列的不同层的一个实施例。图15示出圆柱馈送天线结构的一个实施例的侧视图。图16示出具有出射波的天线系统的另一个实施例。图17示出矩阵驱动电路相对于天线元件放置的一个实施例。图18示出TFT封装的一个实施例。图19是在电视系统中同时执行双重接收的通信系统的一个实施例的框图。图20是具有同时发送和接收路径的通信系统的另一实施例的框图。具体实施方式在下文的描述中，阐述了许多细节以更透彻地解释本专利技术。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其他情况下，众所周知的结构和设备以框图形式而不是详细地示出，以避免使本专利技术难以理解。本文公开的内容包括一种射频(RF)发射部和RF扼流圈组件，该RF扼流圈组件提供在宽频率范围内将RF功率分配边缘馈电径向波导中的能力。在一个实施例中，RF扼流圈组件允许玻璃基辐射孔联接到径向波导，而在波导外部范围内没有物理直流(DC)电连接。在一个实施例中，因为RF能量在辐射孔和波导的外部边缘基本上被捕获到天线内，所以使用RF扼流圈允许在宽的RF频率范围内利用径向边缘馈送波导将RF波馈送到圆形辐射孔径。在可选实施例中，辐射孔径可以是除玻璃之外包括但不限于蓝宝石、熔融硅、石英等的衬底。该孔径可以包括液晶显示器(LCD)。在一个实施例中，RF扼流圈组件包括一个或多个槽。在一个实施例中，该槽包括铣(机械加工)槽。该槽可以用作四分之一波变换器。在另一实施例中，RF扼流圈组件包括电磁带隙(EBG)扼流圈。EBG扼流圈可以是基于印刷电路板(PCB)的EBG扼流圈。本文还公开了可以并入天线的宽带发射部和终端部特征。示例实施例在一个实施例中，公开了一种天线，该天线包括径向波导；孔径，其可操作以响应于由径向波导馈送的RF馈送波来辐射射频(RF)信号；以及射频(RF)扼流圈，其可操作以阻挡RF能量通过波导的外部部分与孔径之间的空隙流失。在一个实施例中，波导和孔径之间没有物理电连接。在这种情况下，波导和孔径可以用夹持机构保持在波导和孔径外侧上的适当位置。即便如此，波导和孔径之间也没有导电连接。在一个实施例中，滑移面位于邻近空隙并且促进波导和/或辐射孔径的潜在移动。在一个实施例中，波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线，包括：径向波导；孔径，其可操作以响应于由所述径向波导馈送的射频馈送波以辐射射频(RF)信号；以及射频(RF)扼流圈，其可操作以阻挡RF能量从所述波导的外部部分和所述孔径之间的间隙流失。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.01 US 62/302,042;2017.02.24 US 15/442,3201.一种天线，包括：径向波导；孔径，其可操作以响应于由所述径向波导馈送的射频馈送波以辐射射频(RF)信号；以及射频(RF)扼流圈，其可操作以阻挡RF能量从所述波导的外部部分和所述孔径之间的间隙流失。2.根据权利要求1所述的天线，其中所述波导和所述孔径之间没有导电连接。3.根据权利要求1所述的天线，进一步包括位于邻近所述间隙的滑动面。4.根据权利要求1所述的天线，其中所述波导包括金属并且所述孔径包括玻璃或液晶显示器(LCD)衬底，并且所述波导和所述孔径的热膨胀系数不同。5.根据权利要求1所述的天线，其中，所述RF扼流圈包括在所述间隙中的波导的外部部分中的一个或多个槽，所述一个或多个槽中的每一个用于阻挡频段的RF能量。6.根据权利要求5所述的天线，其中所述一个或多个槽是所述波导的外部部分中的一对环的部分。7.根据权利要求1所述的天线，其中所述RF扼流圈包括电磁带隙(EBG)结构。8.根据权利要求7所述的天线，其中所述EBG结构包括具有一个或多个通孔的衬底。9.根据权利要求8所述的天线，其中所述衬底包括具有一个或多个导电焊盘的印刷电路板(PCB)，并且所述一个或多个通孔镀有导电材料。10.根据权利要求9所述的天线，其中所述PCB通过导电粘合剂附接到所述波导。11.根据权利要求1所述的天线，其中，所述孔径具有天线元件的开槽阵列，其中，所述开槽阵列包括：多个槽；多个贴片，其中所述贴片中的每一个共同位于所述多个槽中的一个槽上方并所述多个槽中的一个槽之分离，从而形成贴片/槽对，基于施加到所述对中的贴片上的电压接通或断开每个贴片/槽对。12.根据权利要求11所述的天线，其中所述天线元件被控制并一同操作以形成针对频段的波束以用于全息波束操控频段。13.一种天线，包括：径向波导；孔径，其可操作成具有多个天线元件以响应于由所述径向波导馈送的RF馈送波以辐射射频(RF)信号；以及天线馈送部，其联接到所述波导以将所述馈送波馈送到所述波导中；层，其在所述波导和所述孔径之间以从所述层的外边缘馈送所述多个天线元件，所述馈送波围绕所述层行进；以及射频(RF)扼流圈，其用于阻挡RF能量从所述波导的外部部分和所述孔径之间的间隙流失。14.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·塞克斯，穆赫辛·萨泽哥，罗伯特·莫雷，马修·莱利，
申请(专利权)人：集美塔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US