非接触式微带到波导过渡器制造技术

一种微带到波导过渡器包括波导模块和印刷电路板(PCB)的一部分。该波导模块包括波导孔口和重复结构，该波导孔口被布置成延伸穿过该模块以便将波导附接到该模块的外侧，该重复结构包括多个突出元件，该多个突出元件被布置成在该模块的内侧围绕该波导孔口并且在该内侧限定进入该波导孔口的通道，其中，该重复结构被配置成衰减经过该重复结构的在一频带下的电磁信号传播而同时允许经由该通道传播，该过渡器进一步包括具有贴片天线的PCB，该贴片天线连接到传输线并且被布置成面对进入该波导孔口的通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非接触式微带到波导过渡器
本披露总体上涉及无线通信系统，具体地涉及波导传输介质。披露了用于将信号从微带传输介质传输到管状波导传输介质的布置。
技术介绍
无线通信网络包括射频收发器(例如在蜂窝接入网络中使用的无线电基站)、用于例如回程到核心网络中的微波无线电链路收发器、以及与在轨卫星通信的卫星收发器。雷达收发器还包括用于发射和接收射频信号的射频收发器。传输介质用于向和从射频收发器运输射频信号。传输介质的常见类型是波导结构。术语波导可以指在其端点之间传送电磁波的任何线性结构。波导通常被实施为空心金属管或金属化的管状结构，并且出于将微波发射器和接收器连接到其天线的目的，通常以微波频率使用。一种特殊类型的波导传输介质是微带。微带是一种可以使用印刷电路板(PCB)技术制造的、并且用于传送微波频率信号的电传输线。微带由导电带组成，该导电带通过电介质层与接地平面分隔开。比如天线、耦合器、滤波器、功率分配器等微波部件可以由微带形成，整个器件以金属化的模式存在于基板上。微带是许多平面传输线形式之一，其他平面传输线形式包括带状线和共面波导，并且可以将所有这些平面传输线集成在同一基板上。通常期望例如在微带传输介质与矩形波导之间过渡到管状波导和从管状波导过渡。这样的过渡器通常包括延伸到波导结构中的探针或类似物。US7,265,558B1披露了使用馈电探针的波导过渡器。US6,573,803B1披露了基于脊的微带到波导过渡器。馈电探针和脊必须小心地定位在波导结构中，以免降低过渡器的整体性能。精度要求趋于随频率增加而增加，因为较高的操作频率通常意味着部件尺寸较小。这种对精度的高要求使组装和驱动成本复杂化。对于允许在制造期间有效地组装波导过渡器的高性能过渡器布置存在需求。
技术实现思路
本披露的目的是提供用于在微带与管状波导之间过渡的新过渡器布置，这些过渡器布置在例如回波损耗和插入损耗方面提供高性能，同时允许在制造期间有效且方便地组装波导过渡器。该目的至少部分地通过用于微带到波导过渡器的波导模块来实现，该波导模块被布置成与包括贴片天线的PCB接口连接。该模块包括波导孔口和重复结构。该波导孔口被布置成延伸穿过该模块以便将波导附接到该模块的外侧。该重复结构包括多个突出金属或金属化元件，该多个突出金属或金属化元件被布置成在该模块的内侧围绕该波导孔口并且在该内侧限定进入该波导孔口的通道，其中，该重复结构被配置成衰减经过该重复结构的在一频带下的电磁信号传播而同时允许经由该通道传播。该孔口用作到波导结构(例如附接到该模块外侧的管状波导)的接口，同时该通道允许布置在PCB上的贴片天线辐射到该波导中、并且拾取离开该波导的无线电信号。该重复结构实现了间隙波导结构，该间隙波导结构有效地密封了该通道，使得电磁能可以或多或少不受阻碍地在该波导与该贴片天线之间穿过，而不沿任何其他方向穿过。因此，PCB与波导之间的过渡是非接触式的，因为在波导与PCB上的微带之间不需要电接触。这是优点，因为不需要对例如探针等进行高精度组装。PCB仅通过比如螺栓等紧固装置来附接到该波导模块，由于该重复结构以非接触方式密封了该过渡器，因此不需要验证电接触。根据一些方面，该重复结构与该波导的凸缘一体地形成。该重复结构可以例如被直接机加工到金属元件中，该金属元件形成朝向该波导的接口并且包括该波导孔口。这是有利的，因为可以以具有成本效益的方式、以高机械精度执行这种机加工。这种一体形成的重复结构也是机械稳定的，这是优点。根据一些方面，该重复结构被配置在与该波导模块相组装的单独载体上。这样，可以根据操作频带将该重复结构与该波导模块的其他部分分开地配置。在组装期间，具有不同尺寸的不同重复结构的套件可以是可获得的，并且为当前的操作方案选择合适的重复结构。优点是可以重复使用该波导模块的其他部分。根据另外的方面，该波导模块包括一个或多个对准孔，该一个或多个对准孔被配置成接纳焊接到PCB的相应对准塞(alignmenttap)。这种对准“塞和孔”配置提供了提高的对准精度，并且简化了波导模块与PCB的组装。本文还披露了一种PCB或PCB的包括与比如微带传输线等传输线连接的贴片天线的部分。PCB被布置成与波导模块接口连接，该波导模块包括穿过重复结构进入波导孔口的通道。该贴片天线被配置成面对进入该波导孔口的通道。因此，PCB与波导模块一起在比如微带等传输线与波导之间形成了高性能过渡器。由于过渡器是非接触式的、并且在组装期间不需要焊接，因此该过渡器允许具有成本效益的组装。根据各方面，该PCB包括至少一个对准塞，该至少一个对准塞在相对于该贴片天线的位置处焊接到PCB、并且被布置成进入该波导模块上的相应对准孔。如以上指出的，这种对准“塞和孔”配置提供了提高的对准精度，并且简化了该波导模块与PCB的组装。如以下将解释的，该对准塞的焊接允许塞相对于该贴片天线以高的机械精度放置，这是优点。本文还披露了微带到波导过渡器以及与上述优点相关的方法。通常，除非本文另外明确定义，在权利要求中使用的所有术语应当根据它们在本
中的普通含义来解释。除非另外明确陈述，对“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用都被开放地解释为是指该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确声明，否则在此披露的任何方法的步骤并不必须按所披露的确切顺序来执行。在学习所附权利要求和以下说明时，本专利技术的进一步特征和优点将变得清楚。本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本专利技术的范围的情况下将本专利技术的不同特征进行组合以产生下文中所描述的实施例之外的实施例。附图说明现在将参照附图更详细地描述本披露，在附图中：图1示意性地示出了PCB的一部分和波导模块；图2示意性地展示了组装好的波导过渡器；图3示出了面对波导孔口布置的贴片天线；图4展示了包括多个孔口的波导过渡器；图5示出了PCB的包括贴片天线的部分；图6示意性地展示了波导过渡器；图7是展示了方法的流程图；以及图8A至图8D展示了示例性贴片天线。具体实施方式本专利技术现将参照附图在下文中更为完全地描述，在附图中，示出本专利技术的某些方面。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施而不应被解释为限于本文中阐述的这些实施例和方面；而是，这些实施例是通过示例方式提供的，使得本披露将是全面且完整的，并且将向本领域的技术人员完整地传达本专利技术的范围。贯穿本说明书，相同的附图标记指代相同的要素。在本文中，除非另外明确指出，否则术语波导是指金属化的管状结构。例如，金属化的管状结构可以是圆形、椭圆形或矩形截面的波导。波导也可以指其他已知的波导结构，例如包括脊、双脊等的布置。在本文中，术语微带一般表示平面传输介质。因此，例如，除非另外指出，否则在提及微带时包括带状线等。随着通信频带变得越来越高，传输部件变得越来越小。这是因为比如波导和滤波器等许多部件的尺寸是与载波频率的波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微带到波导过渡器的波导模块(130)，该模块(130)被布置成与印刷电路板PCB(110)接口连接，该PCB包括贴片天线(120)和接地平面，该模块包括波导孔口(140)和重复结构(155)，该波导孔口被布置成延伸穿过该模块以便将波导附接到该模块的外侧(132)，该重复结构(155)包括多个突出金属或金属化元件(150)，该多个突出金属或金属化元件被布置成在该模块的内侧(131)围绕该波导孔口(140)并且在该内侧(131)限定进入该波导孔口(140)的通道(145)，其中，该重复结构(155)被配置成衰减经过该重复结构的在一频带下的电磁信号传播而同时允许经由该通道(145)传播，并且其中，该重复结构和该接地平面构成间隙波导结构，其中，该重复结构被布置在距该接地平面一定距离处，该距离小于该波导模块(130)的操作波长的四分之一。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181019 SE 1830297-61.一种用于微带到波导过渡器的波导模块(130)，该模块(130)被布置成与印刷电路板PCB(110)接口连接，该PCB包括贴片天线(120)和接地平面，该模块包括波导孔口(140)和重复结构(155)，该波导孔口被布置成延伸穿过该模块以便将波导附接到该模块的外侧(132)，该重复结构(155)包括多个突出金属或金属化元件(150)，该多个突出金属或金属化元件被布置成在该模块的内侧(131)围绕该波导孔口(140)并且在该内侧(131)限定进入该波导孔口(140)的通道(145)，其中，该重复结构(155)被配置成衰减经过该重复结构的在一频带下的电磁信号传播而同时允许经由该通道(145)传播，并且其中，该重复结构和该接地平面构成间隙波导结构，其中，该重复结构被布置在距该接地平面一定距离处，该距离小于该波导模块(130)的操作波长的四分之一。


2.根据权利要求1所述的波导模块(130)，其中，该重复结构(155)是包括导电销柱的销柱结构，这些导电销柱从包括在该波导模块中的导电平面周期性地突出。


3.根据任一前述权利要求所述的波导模块(130)，包括在垂直于该波导孔口(140)的平面中延伸的波导凸缘，其中，该重复结构(155)与该波导凸缘一体地布置。


4.根据任一前述权利要求所述的波导模块(130)，其中，该重复结构(155)被配置在与该波导模块相组装的单独载体上。


5.根据任一前述权利要求所述的波导模块(130)，其中，该波导孔口(140)被布置成在该模块的外侧(132)与以下任一项接口连接：矩形波导、椭圆形波导、或圆形波导。


6.根据任一前述权利要求所述的波导模块(130)，布置成与印刷电路板PCB(110)的包括贴片天线(120)的部分接口连接，该贴片天线被配置成面对进入该波导孔口(140)的通道(145)。


7.根据任一前述权利要求所述的波导模块(130)，包括一个或多个对准孔(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉纳·卡尔松，E·阿尔方索阿罗斯，马格努斯·古斯塔夫松，托马斯·埃马努埃尔松，
申请(专利权)人：加普韦夫斯公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE