一种目的在于被集成到共同基底上（３０）的平面天线装置（１００），其最好用于毫米波应用。该天线装置（１００）包括反射框架（１０），其具有至少部分金属化的侧壁（１２）和用于模式转换件（２０）的馈电点（２４）的侧向开口（１４）。该模式转换件（２０）装在由所述反射框架（１０）提供的支承结构（１３）上。该馈电点（２４）使模式转换件（２０）可与其它元件连接。一种可用来容纳各种测试和调试设备的转接器，其下部分设计成可与所述天线装置（１００）的上横向开口（１１）连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及天线和基于所述天线的通信系统，以及与所述天线连同使用的转接器 和相应的结构。
技术介绍
传统的微波和毫米波无线电应用通常由分立的个别地装在高频共同基底或板上 的无源和有源元件构成，导致其集成度较低。所述无线电应用的性能，尤其是在毫米波频率下的性能，通常会受限于分立元件 之间容许的连续界面或过渡的数目，其随着所述的共同基底的质量以及可重现预定反射系 数的互连技术的能力而改变。为了显著降低通信系统和应用的总成本，业已有人正在开发低成本的关键部件， 诸如高增益天线、滤波器以及前端模块。较大的市场渗透的关键条件是将总成本大大地降低。就这点而论，典型的成本推 动器为天线。下列的基于天线的现代化无线电通信系统的主要特征可能是非常期望的-模块化和可重构的构造，其使装置可用于不同的应用方案，例如室内、点对点户 外应用等等。-能使完全组装的系统的发送器和接收器两方都完全可测，直到及包括天线，通过 产生限定良好的可复制的屏蔽式信号管道来避免与传播相关的链路测试的不定性。一种施加合适的集成方法的新方法相信会是成功实现上述想象的低成本和高性 能无线电系统的关键因素。其应该允许使用最低的微波技术及显著简化的组装的毫米波装 置。从理想上来说，可以完全排除对昂贵的高频共同基底载体的需要。其应该也可以提供 天线和集成的波导过渡的设计，所述设计显示对不同封装级和板级的电磁环境具有小的敏 感度，并且很容易转移到不同的生产和组装设备上。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的为提供一种简单的天线装置，其可直接连接到平面(例 如毫米波)电路。本专利技术的另一目的为提供一种可靠和可复制的到其它的基于波导的(例如毫米 波)有源和无源元件的接口。本专利技术的又一目的为提供一种可复制的、损耗低的、完全屏蔽的用于平面(例如 毫米波)电路的测试和测量接口。本专利技术涉及一种建构低成本、中增益(5-10dBi)的、用于高度集成的无线应用的、 模块化、可表面贴装的天线以及适用于测试和调试方案的转接器。本专利技术的可表面贴装的天线具有两个主要功能。第一功能为常规天线的功能，用于将电磁能量发射到自由空间中和/或接收自由空间中的电磁能量。第二功能为转 接器的功能，其中天线构成平面电路到波导器过渡件(P 1 anar-circuit-to-waveguide transition)的第一部分。因此，天线也被称为连接器基座或阴性转接器部件。连接器插头 或阳性转接器部件用作平面电路到波导器过渡件的第二部分。其可以重复地附于天线，从 而产生低损耗、宽带和可复制的平面电路到波导器过渡件。本文所示的天线为一种可表面贴装的、准平面型的、具有集成波导连接器功能的 天线。根据本专利技术，所专利技术的天线的主要部件包括反射框架和辐射单元，其带有通往有 源(平面)电路的可至少略微弯曲的悬臂式接口。毫米波波导天线本身由所述辐射单元和 两个腔构成，所述两个腔即后反射器腔和开口腔。该辐射单元安装在反射框架内，在所述两 个腔之间提供共享接口。整个天线安装在位于共同基底上的导电平面的顶部上，使得所述 后反射器腔形成为基本上电磁屏蔽的体积。本专利技术的构成平面电路到波导器过渡件的第一部分的天线装置，具有以下主要特 征-其具有准平面形状，其中“Z轴”尺寸远远小于“X轴”和“Y轴”的尺寸。-其为平面有源电路(发射器或接收器)芯片提供可弯曲的机械和电气接口。-其可为辐射单元使用柔性的高频基底。-其为“波导就绪”，即其设计成支持/接受转接器/接口的功能。-其为转接器提供机械和电磁接口。本专利技术的构成平面电路到波导器过渡件的第二部分的转接器，具有以下主要特 征-其设计成在否则为开口腔内提供高阶模抑制。-其进行辐射单元近场的修正。-其用作平面电路到波导器过渡件的阻抗变换。-其为天线装置提供机械和电磁接口。-其为波导器及具有波导器接口的另一部件-例如天线或者测试和测量设备提供 机械和电磁接口。当转接器连接天线装置，就会在平面电路和波导器或天线之间提供具有完全屏蔽 接口的结构。本文所示的天线装置和转接器设计成最好用于毫米波应用和通信系统。本专利技术通 过采用模块化的具成本效益的设计来实现显著的成本降低。本专利技术不排除在其它频带的操作，特别重要的频带为全球免许可的介于57至 66GHz的频带(相应的标准化波导频带为介于50至75GHz的V-频带)，另一在商业上重要 的频带为71-76GHZ和81-86GHZ范围的组合(相应的标准化波导频带为介于60至90GHz 的E-频带)。在第一种情况下，天线装置最好覆盖具有良好匹配特性和辐射效率的由57至 66GHz的范围，其中在完整的平面电路到波导器过渡件的功能中，理想的是全面的V-频带 覆盖。在第二种情况下，天线装置最好应覆盖介于71至86GHz的范围，其中在平面电路到 波导器过渡件的功能中，理想的全面覆盖E-频带。本专利技术还涉及转接器，所述转接器设计成可安装在天线装置的反射框架的顶部，其提供了适当的测试环境，或者其可用于将天线装置连接到其它的具有波导器接口的合适 部件。本文所示的天线的优点为兼容于低成本的、大批量的制造和组装技术。另一优点 为准平面天线的较小的形状因子以及其具有芯片级尺寸的事实。取决于实际的设备，天线装置可以支持足够大的输入阻抗带宽以用于(ibps的无 线数据通信(相对带宽大于20% )。本专利技术可获得其它优势，即相对于频率的平坦增益响应和高的辐射效率(通常大 于80%)。该天线装置可进一步具有中增益(5-10dBi)，其足以用于近射程的点到点的通信 应用。以下的叙述会揭示本专利技术的上述及其它目的和优点。在该叙述中，会参照构成本 申请一部分的附图，所述附图通过图解来示出本专利技术的较佳实施例。但是，所述实施例并不 一定表示本专利技术的整个保护范围，因此，应该参照本文的权利要求来解释本专利技术的保护范围。附图说明图IA所示为根据本专利技术的天线装置的示意框图；图IB所示为根据本专利技术的包括有源器件和天线装置的第一通信系统的示意框 图；图IC所示为根据本专利技术的包括有源器件、天线装置和转接器的第二通信系统的 示意框图；图ID所示为根据本专利技术的包括有源器件、天线装置、转接器和波导组件的第三通 信系统的示意框图；图IE所示为根据本专利技术的包括有源器件、天线装置、转接器和天线的第四通信系 统的示意框图；图2A所示为根据本专利技术的第一平面天线装置的透视顶视图；图2B所示为根据本专利技术的第一平面天线装置的透视底视图；图2C所示为根据本专利技术的第一平面天线装置装在共同基底上的侧视图；图2D所示为根据本专利技术的会装在第一平面天线装置中的辐射单元的透视图；图2E所示为示出辐射单元的若干细节的第一平面天线装置的顶视图；图2F所示为根据本专利技术的第一平面天线装置的反射框架的示意半透视图；图3所示为包括装在共同基底上的平面天线装置和若干通过馈电点部分连接的 电子组件的第一通信系统的透视图；图4所示为根据本专利技术的包括平面天线装置和转接器的第二通信系统或结构的 示意半透视图；图5A所示为根据本专利技术的装在平面天线装置顶部且配对组件清晰可见的转接器 的顶视 图5B所示为根据本专利技术的图5A中的装在平面天线装置顶部且示出同时提供机械 和电气触点的配对组件的转接器的半透视侧视图； 图6A所示为第一校准标准的示意框图，其中具有作为端口的平面天线装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可表面贴装的天线装置（１００，１００Ａ；１００Ｂ），所述天线装置包括： －反射框架（１０），所述框架具有： ○为内部部分（１６）提供侧向定界的周界侧壁（１２）， 在其中一所述侧壁（１２）内的侧向开口（１４）， ○用作为电磁孔径的上横向开口（１１）， ○下横向开口（１７），以及 ○作为所述反射框架（１０）的一体部分的支承结构（１３；１６．３）， －辐射单元（２０），所述辐射单元具有： ○平面的水平定向的天线基底（２１），其具有模式转换区（２３．１，２３．２）和悬臂形馈电点（２４），所述馈电点以大体水平方向从所述模式转换区（２３．１，２３．２）伸出， －其中，所述辐射单元（２０）通过所述支承结构（１３；１６．３）安装在所述内部部分（１６）之内，以致于所述内部部分（１６）分成背反射部分（１６．１）和开口部分（１６．２）， －其中，所述馈电点（２４）从所述内部部分（１６）延伸通过所述横向开口（１４），以便能给有源电路（４０）提供连接， －其中，所述反射框架（１０）包含金属或至少部分地金属化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：U戈贝尔，J格里兹布，
申请(专利权)人：胡贝尔和茹纳股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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