CN110622353B - 连接的介质谐振器天线阵列及其制造方法 - Google Patents

连接的介质谐振器天线阵列及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种在工作频率和相关波长下工作的连接的介质谐振器天线阵列(连接的DRA阵列)包括：多个介质谐振器天线(DRA)，多个DRA中的每个DRA具有至少一个非气体介电材料体积；其中，多个DRA中的每个DRA经由相对薄的连接结构物理地连接至多个DRA中的至少另一个DRA，与多个DRA中的一个DRA的总体外部尺寸相比，每个连接结构相对薄，每个连接结构具有小于相应连接的DRA的总高度的截面总高度并且由至少一个非气体介电材料体积中的至少之一形成，每个连接结构和至少一个非气体介电材料体积中的相关联体积形成连接的DRA阵列的单个单片部分。

Description

连接的介质谐振器天线阵列及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月19日提交的美国申请序列号15/957,043的权益，该美国申请要求于2017年5月2日提交的美国临时申请序列号62/500,065的权益，这两个申请的全部内容通过引用并入本文。本申请还要求于2018年4月19日提交的美国申请序列号15/957,078的权益，该美国申请要求于2017年10月6日提交的美国临时申请序列号62/569,051的权益，这两个申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
本发明总体涉及介质谐振器天线阵列(DRA阵列)，特别地涉及具有多层介质谐振器天线(DRA)结构的阵列，并且更特别地涉及具有至少一个单个单片部分的宽带多层DRA阵列，该宽带多层DRA阵列形成非常适合微波和毫米波应用的连接的DRA阵列结构。
现有的谐振器和阵列采用贴片天线，虽然这样的天线可以适于其预期目的，但它们也具有缺点，例如有限的带宽、有限的效率以及因此有限的增益。已经用于提高带宽的技术通常导致昂贵且复杂的多层和多贴片设计，并且实现大于25％的带宽仍具有挑战性。此外，多层设计增加了单位单元的固有损耗，因此降低了天线增益。此外，贴片和多贴片天线阵列因采用金属和介电基板的复杂组合使得它们难以使用当今可用的较新的制造技术例如三维(3D)打印(也称为增材制造))进行生产。另外，在DRA阵列中对小DRA进行相对定位以提供适于微波和毫米波应用的DRA阵列可能涉及昂贵的制造技术或过程，因为布置不良的各个DRA的阵列会对DRA阵列的整体性能有显著影响。
因此，虽然现有的DRA可以适于其预期目的，但是利用可以克服上述缺陷的DRA阵列结构将会推进DRA技术。
以下出版物可被视为有用的背景技术：(1)US 6,198,450 B1(ADACHINAOKI[JP]ETAL)2001年3月6日(2001-03-06)；以及(2)US 2004/119646 A1(OHNO TAKESHI[JP]ET AL)2004年6月24日(2004-06-24)。
发明内容
实施方式包括一种在工作频率和相关波长下工作的连接的介质谐振器天线阵列(连接的DRA阵列)。连接的DRA阵列包括：多个介质谐振器天线(DRA)，多个DRA中的每个DRA具有至少一个非气体介电材料体积；其中，多个DRA中的每个DRA经由相对薄的连接结构物理地连接至多个DRA中的至少另一个DRA，与多个DRA中的一个DRA的总体外部尺寸相比，每个连接结构相对薄，每个连接结构具有小于相应连接的DRA的总高度的截面总高度并且由至少一个非气体介电材料体积中的至少一个形成，每个连接结构和至少一个非气体介电材料体积中的相关联体积形成连接的DRA阵列的单个单片部分。
通过以下结合附图对本发明的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得明显。
附图说明
参照示例性非限制性附图，其中相同的元素的编号相同，在附图中：
图1A描绘了根据实施方式的四乘三连接的DRA阵列的平面图；
图1B描绘了根据实施方式的穿过图1A的切割线1B-1B的截面正视图，其中连接的DRA的最外固态体积与连接结构一体形成；
图2A描绘了根据实施方式的四乘三连接的DRA阵列的平面图；
图2B描绘了根据实施方式的穿过图2A的切割线2B-2B的截面正视图，其中连接的DRA的最外固态体积与连接结构一体形成；
图3A描绘了根据实施方式的四乘三连接的DRA阵列的平面图；
图3B描绘了根据实施方式的穿过图3A的切割线3B-3B的截面正视图，其中连接的DRA的最外固态体积与连接结构一体形成；
图3C描绘了根据实施方式的穿过图3A的切割线3C-3C的截面正视图；
图4描绘了根据实施方式的四乘三连接的DRA阵列的平面图；
图5描绘了根据实施方式的四乘三连接的DRA阵列的平面图；
图6描绘了根据实施方式的四乘三连接的DRA阵列的平面图；
图7描绘了根据实施方式的类似于图3B的截面视图的截面视图，但是其中连接的DRA的最内固态体积与连接结构一体形成；
图8描绘了根据实施方式的也类似于图3B的截面视图的截面视图，但是其中连接的DRA的除最内固态体积之外并除最外固态体积之外的固态体积与连接结构一体形成；
图9描绘了根据实施方式的穿过图5的切割线9-9的示例截面正视图，其中连接的DRA的最内固态体积与第一组连接结构一体形成；
图10描绘了根据实施方式的穿过图5的切割线10-10的示例截面正视图，其中连接的DRA的最外固态体积与第二组连接结构一体形成；
图11描绘了根据实施方式的类似于图3A的四乘三连接的DRA阵列的四乘三连接的DRA阵列的平面图，其中每个DRA被配置成辐射具有E场方向线的E场，并且每个连接结构具有不与E场方向线共线并且不与E场方向线平行的纵向方向线；
图12描绘了根据实施方式的类似于图4的四乘三连接的DRA阵列的四乘三连接的DRA阵列的平面图，其中每个DRA被配置成辐射具有E场方向线的E场，并且每个连接结构具有不与E场方向线共线并且不与E场方向线平行的纵向方向线；
图13描绘了根据实施方式的类似于图3B的连接的DRA阵列的连接的DRA阵列的截面正视图，但是其中每个连接结构被布置在每个相应DRA的远端附近；
图14描绘了根据实施方式的类似于图3B的连接的DRA阵列的连接的DRA阵列的截面正视图，但是其中每个连接结构布置在每个相应DRA的近端与远端之间；
图15描绘了根据实施方式的具有整体式围栏结构的三排DRA阵列的截面正视图，该围栏结构具有多个一体形成的导电电磁反射器，这些导电电磁反射器与多个DRA中的相应DRA以一对一的关系布置；
图16A描绘了根据实施方式的二乘二连接的DRA阵列和整体式围栏结构的分解组件的旋转等距视图；
图16B描绘了根据实施方式的图16A的实施方式的平面图；
图17描绘了根据实施方式的作为图16A的二乘二连接的DRA阵列和整体式围栏结构的替选的二乘二连接的DRA阵列和整体式围栏结构的分解组件的旋转等距视图；
图18描绘了根据实施方式的类似于图15的三排DRA阵列的三排DRA阵列的截面正视图，但是其中整体式围栏结构接地；
图19描绘了根据实施方式的类似于图15中所示的三排DRA阵列的三排DRA阵列的分解组件截面正视图；
图20描绘了根据实施方式的作为图16A和图17的二乘二连接的DRA阵列和整体式围栏结构的替选的二乘二连接的DRA阵列和整体式围栏结构的分解组件的旋转等距视图；
图21A、图21B和图21C描绘了根据实施方式的模制过程的顺序阶段；
图22A、图22B、图22C和图22D描绘了根据实施方式的作为图21A、图21B和图21C的模制过程的替选的模制工艺的顺序阶段；以及
图23A、图23B、图23C、图23D、图23E和图23F描绘了根据实施方式的连接的DRA阵列的DRA的周期布置和非周期布置。
具体实施方式
尽管尽管以下详细描述出于说明目的包含许多细节，但是本领域普通技术人员将理解，对以下细节的许多变化和改变都在本发明的范围内。因此，阐述以下示例实施方式而不失一般性，并且不对所要求保护的发明施加限制。
本文公开的实施方式包括用于构建带宽DRA阵列的不同布置，该带宽DRA阵列利用形成连接的DRA阵列的多个分层且连接的DRA，其中对于给定DRA阵列内的多个DRA中的每个DRA，不同的布置采用具有不同厚度、不同介电常数(Dk)或者具有不同厚度和不同介电常数两者的共同的介电层结构。所得到的连接的DRA阵列包括互连各个DRA的至少一个单个单片部分，其中所形成的连接的DRA阵列的每个DRA具有以分层方式布置的多个介电材料体积，并且这些介电材料体积中的至少之一与相对薄的连接结构一体形成，该相对薄的连接结构互连多个DRA中的最近的相邻对或者多个DRA中的在对角线上最近的对。如本文所使用的，在短语“多个DRA中的最近的相邻对”与短语“多个DRA中的在对角线上最近的对”之间进行区分。例如，在x-y网格上(从平面视图的角度来看)，DRA中的最近的相邻对是比DRA的其他邻近对例如对角布置的邻近对更靠近彼此的DRA的那些相邻对，并且多个DRA中的在对角线上最近的对是被对角布置成最近的邻近对的DRA的那些邻近对。
多层DRA的特定形状取决于针对每层所选的介电常数。每个多层壳体可以具有在正视图中观察时为例如圆柱形、椭圆体、卵形、圆顶形或半球形的截面形状，或者可以是适于本文公开的目的的任何其他形状，并且可以具有在平面图中观察时为例如圆形、椭圆形或卵形的截面形状，或者可以是适于本文公开的目的的任何其他形状。可以通过改变不同分层壳体上的介电常数——从核心处的第一相对最小值、至核心与外层之间的相对最大值、返回至外层处的第二相对最小值——来实现宽带宽(例如大于50％)。可以通过采用移位式壳体构造或通过对分层壳体采用不对称结构来实现平衡增益。经由信号馈源——其可以是具有垂直导线延伸的同轴线缆以实现非常宽的带宽——或者通过根据DRA的对称性而具有不同长度和形状的导电环路、或者经由微带、波导或表面集成波导来馈送每个DRA。在实施方式中，信号馈源可以包括半导体芯片馈源。可以使用诸如压缩或注入模制、3D材料沉积工艺例如3D打印、冲压、压印或适于本文所公开的目的的任何其他制造工艺的方法来制造本文所公开的DRA的结构。
DRA和本文所公开的连接的DRA阵列的若干实施方式适于在期望宽带和高增益的微波和毫米波应用中使用以取代微波和毫米波应用中的贴片天线阵列、适于在10Ghz至20GHz雷达应用中使用、适于在60GHz通信应用中使用、或适于在回程应用以及77GHz辐射器和阵列(例如，汽车雷达应用)中使用。将参照本文提供的若干附图来描述不同的实施方式。然而，将理解，存在于一个实施方式中但不存在于另一实施方式的特征可以用在另一实施方式中，例如下面将详细讨论的围栏。
通常，本文描述的是连接的DRA阵列的DRA族，其中每个族成员包括可以布置在导电接地结构上的多个DRA，并且其中每个DRA包括至少一个非气体介电材料体积。多个DRA中的每个DRA经由相对薄的连接结构物理地连接至多个DRA中的至少另一个DRA。与多个DRA之一的总体外部尺寸相比，每个连接结构相对薄，每个连接结构具有小于相应连接的DRA的总高度的截面总高度并且由至少一非气体介电材料体积中的至少之一形成。每个连接结构和至少一个非气体介电材料体积中的相关体积形成连接的DRA阵列的单个单片部分。
此外，本文描述的是连接的DRA阵列的DRA族，其中每个族成员包括可以布置在导电接地结构上的多个介电材料体积。多个体积中的每个体积V(i)被布置为分层壳体，其中i＝1至N，i和N是整数，并且N指定总体积数，该分层壳体被布置在先前的体积上方并且至少部分地内嵌先前的体积，其中，V(1)是最内层/体积，并且V(N)是最外层/体积。在实施方式中，内嵌下面的体积的分层壳体例如从至少V(i+1)到至少V(N-1)分层壳体中的一个或更多个分层壳体例如完全100％地内嵌下面的体积。然而，在另一实施方式中，内嵌下面的体积的从至少V(i+1)至至少V(N-1)分层壳体中的一个或更多个分层壳体可以有目的地仅至少部分地内嵌下面的体积。在本文描述的其中分层壳体完全100％地内嵌下面的体积的那些实施方式中，应理解，这样的内嵌还包括由于制造或工艺变化、有意地或因其他方面的原因、或者甚至由于包括一个或更多个有目的的空隙或孔洞而可能存在于上面的介电层中的微小空隙。因此，术语完全100％被最佳地理解为表示基本上完全100％。在实施方式中，体积V(N)至少部分地内嵌所有体积V(1)至V(N-1)。
尽管本文描述的实施方式将N描述为奇数，但是预期到本发明的范围不限于此，也就是说，预期到N可以是偶数。如本文所描述和描绘的，N等于或大于3，或者可替选地，N等于或大于4，其中所有体积V(2)至V(N-1)是固态或非气体介电材料体积，每个体积都具有限定的壳体厚度。在实施方式中，第一体积V(1)可以是空气、真空或适于本文公开的目的的任何气体。在实施方式中，外部体积V(N)可以是具有约等于自由空间的介电常数的气体、非气体或真空的介电材料。虽然本文参考固态介电材料体积，但是应当理解，术语非气体可以替代术语固态，其中术语固态和非气体两者都被认为在本文公开的本发明的范围内。虽然本文参考为空气的介电材料体积，但是应当理解，空气可以由真空、自由空间或适合于本文所公开的目的的任何气体代替，所有这些都被认为是在本文公开的本发明范围内。
多个介电材料体积中直接相邻(即，紧密接触)的介电材料体积的相对介电常数(εi)在一个层与下一个层之间不同，并且在一系列体积内在从i＝1处的第一相对最小值、至i＝2到i＝(N-1)处的相对最大值、返回至i＝N处的第二相对最小值的范围内。在实施方式中，第一相对最小值等于第二相对最小值。在另一实施方式中，第一相对最小值不同于第二相对最小值。在另一实施方式中，第一相对最小值小于第二相对最小值。例如，在具有五个层N＝5非限制性实施方式中，多个介电材料体积i＝1至5的介电常数可以如下：ε1＝2、ε2＝9、ε3＝13、ε4＝9及ε5＝2。然而，将理解，本发明的实施方式不限于这些确切的介电常数值，并且包括适于本文公开的目的的任何介电常数。
DRA的激励由电磁耦合至多个介电材料体积中的一个或更多个的信号馈源例如铜导线、同轴线缆、微带、波导、表面集成波导或导电墨来提供。如本领域技术人员将理解的，短语电磁耦合是本领域的术语，其指的是在不需要涉及两个位置之间的物理接触的情况下将电磁能量有意地从一个位置传输至另一个位置，并且参考本文公开的实施方式，更具体地是指具有电磁谐振频率的信号源之间的相互作用，该电磁谐振频率与多个介电材料体积中的一个或更多个中的特定体积的电磁谐振模式一致。例如，电磁耦合至例如体积V(1)的信号馈源意味着：信号馈源被特别配置成具有与体积(l)的电磁谐振模式一致的电磁谐振频率，并且没有被特别配置成具有与任何其他体积V(2)至V(N)的电磁谐振模式一致的电磁谐振频率。在直接嵌入DRA中的那些信号馈源中，信号馈源经由接地结构中的开口与接地结构非电接触地穿过接地结构，进入多个介电材料体积中的一个介电材料体积。如本文所使用的，所提及的介电材料包括空气，其在标准大气压(1个大气压)和温度(20摄氏度)下具有近似为1的相对电容率(εr)。因此，作为非限制性示例，本文所公开的多个介电材料体积中的一个或更多个可以是空气，例如体积V(1)或体积V(N)。如本文所使用的，术语“相对电容率”可以缩写为“电容率”，或者可以与术语“介电常数”互换使用。无论使用何种术语，本领域技术人员通过阅读本文提供的整个发明公开内容将容易地理解本文公开的本发明的范围。
本文公开的连接的DRA阵列的实施方式被配置成在工作频率(f)和相关波长(λ)下工作。在一些实施方式中，给定连接的DRA阵列内的多个DRA中的最近的相邻对之间的中心间距(经由给定DRA的整体几何形状)可以等于或小于λ，其中λ是连接的DRA阵列在自由空间中的工作波长。在一些实施方式中，给定连接的DRA阵列内的多个DRA中的最近的相邻对之间的中心间距可以等于或小于λ并且等于或大于λ/2。在一些实施方式中，给定连接的DRA阵列内的多个DRA中的最近的相邻对之间的中心间距可以等于或小于λ/2。例如，在λ处，对于等于10GHz的频率，从一个DRA的中心到最近的相邻DRA的中心的间距等于或小于约30mm或者在约15mm至约30mm之间或者等于或小于约15mm。
在一些实施方式中，在正视图中观察时，相对薄的连接结构具有小于相应连接的DRA的总高度“H”的截面总高度“h”(参见例如图3A、图3B、图3C)。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于相应连接的DRA的总高度的50％的截面总高度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于相应连接的DRA的总高度的20％的截面总高度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有小于λ的截面总高度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于λ/2的截面总高度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于λ/4的截面总高度。
在一些实施方式中，在正视图中观察时，相对薄的连接结构还具有小于相应连接的DRA的总宽度“W”的截面总宽度“w”(参见例如图3A、图3B、图3C)。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于相应连接的DRA的总宽度的50％的截面总宽度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于相应连接的DRA的总宽度的20％的截面总宽度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构具有等于或小于λ/2的截面总宽度。在一些实施方式中，相对薄的连接结构还具有等于或小于λ/4的截面总宽度。
鉴于前述内容，应当理解，本文公开并且在下文中更详细描述的任何连接的DRA可以具有相对薄的连接结构，该连接结构通常具有小于相应连接的DRA的总截面高度“H”的总截面高度“h”以及小于相应连接的DRA的总截面宽度“W”的总截面宽度“w”，或者可以具有与前面的描述一致的任何其他高度“h”和宽度“w”，特别是对于与工作波长λ有关的高度“h”和宽度“w”。
可以采用多个介电材料体积的分层体积的变型来进一步调整增益或带宽以达到期望的结果，多个介电材料体积的分层体积的变型例如在平面图或平面图的截面中观察到的2D形状的覆盖区、在正视图或正视图的截面中观察到的3D形状的体积、给定多个体积中的一个体积相对于另一体积的对称或不对称以及围绕分层壳体的最外体积的材料的存在或不存在。现在将参照本文提供的若干附图来描述作为与上述概括描述一致的连接的DRA阵列中使用的DRA族的一部分的若干实施方式。
图1A描绘了四乘三连接的DRA阵列100的实施方式的平面图，该连接的DRA阵列100具有在x-y网格上的x方向和y方向上均相对于彼此等距间隔开的多个DRA 150，其中相对薄的连接结构102的平面布置互连多个DRA中的最近的相邻对(例如，151、152和151、155)，并且互连多个DRA中的在对角线上最近的对(例如，151、156和156、153)。在实施方式中，多个DRA 150或本文公开的任何其他DRA可以在平面表面上相对于彼此间隔开，或者可以在非平面表面上相对于彼此间隔开。图1B描绘了穿过图1A中的切割线1B-1B的截面视图。如在所示实施方式中可以看到的，连接的DRA阵列100的每个DRA 150可以由四个介电材料体积V(1)、V(2)、V(3)和V(4)组成。在实施方式中，体积V(1)可以是空气，而体积V(2)至V(4)可以由诸如可模塑聚合物的可固化介质形成。从图1B中还可以看出，相对薄的连接结构102不仅由与体积V(4)相同的材料制成，而且还与最外体积V(4)一体形成，以形成连接的DRA阵列100的单个单片部分。虽然描绘了具有在平面图中观察时为圆形的截面形状的多个DRA(例如，DRA150或下文公开的其他DRA)的实施方式，但是应当理解，本发明的范围不限于此，并且包括适于本文公开的目的的任何截面形状，例如椭圆形或卵形。尽管可以将本文公开的多个DRA的实施方式描述和示出为在x-y网格上相对于彼此间隔开，但是应当理解，本发明的范围不限于此并且包括其他间隔布置，下面参照图23A、图23B、图23C、图234D、图23E和图23F进一步描述其他间隔布置。
虽然本文公开的实施方式描绘了阵列中的一定数量的DRA，例如具有十二个DRA元件的四乘三阵列，但是应当理解，这样的描述和说明仅是示例性的，并且本发明的范围不限于此并且可以延伸到适于本文公开的目的的以任何种类的阵列配置布置的任何数量的DRA元件。
根据前述内容可以理解，在工作频率和相关波长下工作的连接的DRA阵列族的通用结构包括以下：具有多个介电材料体积的多个DRA 150，所述多个介电材料体积具有N个体积，N是等于或大于3的整数(图1B中N＝4)，所述N个体积被布置成形成连续且有序的分层体积V(i)，i是1至N的整数，其中体积V(1)形成最内体积，其中连续体积V(i+1)形成布置在体积V(i)上方并且至少部分地内嵌体积V(i)的分层壳体，其中体积V(N)至少部分地内嵌所有体积V(1)至V(N-1)；以及，其中多个DRA 150中的每个DRA经由相对薄的连接结构102物理地连接至多个DRA 150中的至少另一个DRA，与多个DRA中的一个DRA的总体外部尺寸相比，每个连接结构102相对薄，每个连接结构具有小于相应连接的DRA 150的高度“H”的高度“h”并且由多个介电材料体积中的至少一个体积形成，每个连接结构102和多个介电材料体积中的至少一个体积中的相关体积形成连接的DRA阵列100的单个单片部分。
现在参照图2A和图2B，图2A和图2B描绘了具有多个DRA 250的连接的DRA阵列200，其类似于图1A和图1B的连接的DRA阵列100和DRA 150。尽管连接的DRA阵列200的某些特征可以与连接的DRA阵列100的那些特征(例如，与连接的DRA阵列100的那些特征相比，DRA250的体积分层以及相对薄的连接结构202的高度“h”)相同并且在实施方式中是相同的，但是在连接的DRA阵列200的相对薄的连接结构202中可以看到连接的DRA阵列200与连接的DRA阵列100之间的差异，相对薄的连接结构202包括在多个DRA中的最近的相邻对(例如，251、252和251、255)之间的每个区域中的通孔204。在实施方式中，每个通孔204具有在平面图中观察时足以经由相应连接结构202防止多个DRA 250中的最近的相邻对例如251、252和251、255之间的直线串扰206、208的长度“L”。
从图1A和图2A的实施方式可以看出，相对薄的连接结构102、202可以形成为介电材料薄片，介电材料薄片由于其厚度(如本文公开的总截面高度“h”)可以具有Dk＝10以上的介电常数值。
现在参照图3A、图3B和图3C，图3A、图3B和图3C描绘了具有多个DRA 350的连接的DRA阵列300，其类似于图2A和图2B的连接的DRA阵列200和DRA 250。尽管连接的DRA阵列300的某些结构特征可以与连接的DRA阵列200的那些结构特征(例如，与连接的DRA阵列200的那些特征相比，DRA 350的体积分层以及相对薄的连接结构302的高度“h”)相同并且在实施方式中是相同的，但是在连接的DRA阵列300的连接结构302的截面中可以看到连接的DRA阵列300与连接的DRA阵列200之间的另外的差异，与平面结构202对照，连接的DRA阵列300包括连接在多个DRA 350中的最近的相邻对(例如，351、352和351、355)之间的管状结构302。在实施方式中，相对薄的连接结构302中的每一个具有通常小于相应连接的DRA 350的截面总高度“H”的截面总高度“h”(参见图3A、图3B、图3C)，并可以具有等于或小于连接的DRA阵列300的工作波长λ的λ/4的截面总高度“h”，并且具有通常小于相应连接的DRA350的截面总宽度“W”的截面总宽度“w”(参见图3A、图3B、图3C)，并可以具有也等于或小于连接的DRA阵列300的工作波长的λ/4的截面总宽度“w”。通过采用具有均等于或小于连接的DRA阵列300的工作波长λ的λ/4的总高度“h”和总宽度“w”的相对薄的连接结构302，已经发现通过数学建模可以实现DRA 350之间的串扰减小到小于S21<-12dBi(例如，<-15dBi、<-20dBi或更好)。从图3A可以看出，实施方式包括连接的DRA阵列300，其中各个DRA 350经由多个DRA350中的最近的相邻对(例如：351和352；351和355；355和356；以及352和356)互连，但不通过多个DRA 350中的在对角线上最近的对(例如：351和356；以及352和355)互连。
现在参照图4，图4描绘了具有多个DRA 450的连接的DRA阵列400，其类似于图3A的连接的DRA阵列300和DRA 350。尽管连接的DRA阵列400的某些结构特征可以与连接的DRA阵列300的那些结构特征(例如，与连接的DRA阵列300的那些特征相比，DRA 450的体积分层以及相对薄的连接结构402的高度“h”和宽度“w”)相同并且在实施方式中是相同的，但是在多个DRA 450的互连中可以看到连接的DRA阵列400与连接的DRA阵列300之间的另外的差异，在图4中，多个DRA 450仅通过多个对角布置的相对薄的连接结构402互连。这样，实施方式包括连接的DRA阵列400，其中各个DRA 450通过多个DRA 450中的在对角线上最近的对(例如：451和456；以及452和455)互连，但不通过多个DRA 450中的最近的相邻对(例如：451和452；451和455；455和456；以及452和456)互连。
现在参照图5，图5描绘了具有多个DRA 550的连接的DRA阵列500，其类似于图3A的具有DRA 350的连接的DRA阵列300以及图4的具有DRA 450的连接的DRA阵列400。尽管连接的DRA阵列400的某些结构特征可以与连接的DRA阵列300和400的那些结构特征(例如，与连接的DRA阵列300和400的那些特征相比，DRA 550的体积分层以及相对薄的连接结构502的高度“h”和宽度“w”)相同并且在实施方式中是相同的，但是在多个DRA 550的互连中可以看到连接的DRA阵列500与连接的DRA阵列300和400之间的另外的差异，在图5中，多个DRA 550经由多个非对角布置的相对薄的连接结构502.1在多个DRA 550中的最近的相邻对(例如：551和552；551和555；552和556以及555和556)之间互连，并且经由多个对角布置的相对薄的连接结构502.2在多个DRA 550中的在对角线上最近的对(例如：551和556以及552和555)之间互连。这样，实施方式包括连接的DRA阵列500，其中各个DRA 550经由多个DRA 550中的最近的相邻对(例如：551和552；551和555；555和556以及552和556)并且经由多个DRA 550中的在对角线上最近的对(例如：551和556以及552和555)互连。
根据前述内容，并且从图1B、图2B和图3B可以看出，实施方式包括这样的布置：多个介电材料体积(例如V(1)至V(4))中的最外固态体积(例如V(4))和相对薄的连接结构(例如，102、202或302)形成单个单片结构，该单个单片结构是连接的DRA阵列(例如，100、200或300)的一部分。尽管连接的DRA阵列400和500没有具体示出图1B、图2B和图3B中描绘的多个介电材料体积V(1)至V(4)，但是至少根据前面的描述可以理解，这样的结构在本文中明确公开并因此包括在本发明的实施方式中。这样，并且可替代地说，相对薄的连接结构(例如，102、202、302、402和502)不仅由与体积V(4)相同的材料制成而且还与最外体积V(4)一体形成，以形成连接的DRA阵列(例如，100、200、300、400和500)的单个单片部分。
现在参照图6与图5进行比较。图6描绘了具有多个DRA 650的连接的DRA阵列600，其类似于图5中具有DRA 550的连接的DRA阵列500。尽管连接的DRA阵列600的某些结构特征可以与连接的DRA阵列500的那些结构特征(例如，与连接的DRA阵列500的那些特征相比，DRA650的体积分层以及相对薄的连接结构602的高度“h”和宽度“w”)相同并且在实施方式中是相同的，但是在多个DRA 650的互连中可以看到连接的DRA阵列600与连接的DRA阵列500之间的另外的差异，在图6中，多个DRA 650经由第一多个对角布置的相对薄的连接结构602.1在多个DRA 650中的最近的相邻对(例如：651和652；651和655；652和656以及655和656)之间互连，并且经由第二多个对角布置的相对薄的连接结构602.2在多个DRA 650中的在对角线上最近的对(例如：651和656以及652和655)之间互连。图5和图6的实施方式的类似之处在于，两个实施方式都包括这样的连接的DRA阵列500、600：其中各个DRA 550、650经由多个DRA550中的最近的相邻对并且经由多个DRA 550中的在对角线上最近的对互连。图5的实施方式与图6的实施方式之间的差异是多个DRA中的最近的相邻对互连的方式。在图5的实施方式中，多个DRA550中的最近的相邻对(例如，参见551和552)经由直线布置的相对薄的连接结构502.1互连，而在图6的实施方式中，多个DRA 650中的最近的相邻对(例如，参见651和652)经由对角布置的相对薄的连接结构602.1互连。这种差异的意义将在下文中进一步讨论。
现在参照图7、图8、图9和图10。图7描绘了类似于图3B的截面视图的截面视图，但是其中多个介电材料体积V(1)至V(4)中的与最外固态体积V(4)相对的最内固态体积V(1)与将多个DRA 350'互连的相对薄的连接结构302'一体形成，以形成连接的DRA阵列300'的单个单片部分。
图8描绘了也类似于图3B的截面视图的截面视图，但是其中多个介电材料体积V(1)至V(4)中的除了最内固态体积V(1)并且除了最外固态体积V(4)之外的固态体积与将多个DRA 350”互连的相对薄的连接结构302”一体形成，以形成连接的DRA阵列300”的单个单片部分。在图8所描绘的实施方式中，第三体积V(3)与相对薄的连接结构302”一体形成。
图9和图10描绘了穿过图5的剖面线9-9和10-10的替选截面视图。在该替选实施方式中，在x-y网格上间隔开的多个DRA 550'具有互连多个DRA中的最近的相邻对(例如，参见551和552)并且不互连多个DRA中的在对角线上最近的对的第一组相对薄的连接结构502.1'，并且具有互连多个DRA中的在对角线上最近的对(例如，参见552和555)并且不互连多个DRA中的最近的相邻对的第二组相对薄的连接结构502.2'。从图9和图10中可以看出，第一组相对薄的连接结构502.1'将多个介电材料体积V(1)至V(4)中的每个体积V(A)——在该实施方式中为第一体积V(1)——互连，并且第二组相对薄的连接结构502.2'将多个介电材料体积V(1)至V(4)中的每个体积V(B)——在该实施方式中为第四体积V(4)——互连。通常，A和B是从1到N的整数，其中A不等于B。
虽然前述实施方式示出了被配置为直线的相对薄的连接结构，但是应当理解，实施方式包括用于连接的DRA阵列的以下布置：其中每个相对薄的连接结构经由除了各个DRA之间的单个直线路径以外的连接路径连接多个DRA中的最近的对(相邻或对角地布置)、最近的相邻对或在对角线上最近的对。参照图6中描绘的相对薄的连接结构602.1可以看到这样的路径的一个示例。然而，应当理解，这样的连接路径可以包括任何数量的形状，例如之字形、弯曲形、蛇形或适于本文所公开的目的的任何其他形状。
现在参照图11和图12，图11和图12分别描绘了与图3和图4中描绘的连接的DRA阵列300和400类似的连接的DRA阵列1100和1200。出于讨论的目的，连接的DRA阵列1100和1200的结构分别与连接的DRA阵列300和400相同，但具有以下E场布置。在图11中，多个DRA1150中的每个DRA被配置成辐射具有E场方向线1162的E场1160，并且每个相对薄的连接结构1102具有不与E场方向线1162共线并且不平行于E场方向线1162的纵向方向线1104。在图11的实施方式中，E场方向线1162相对于纵向方向线1104定向成约45度——角度1170。类似地，在图12中，多个DRA 1250中的每个DRA被配置成辐射具有E场方向线1262的E场1260，并且每个相对薄的连接结构1202具有不与E场方向线1262共线并且不平行于E场方向线1262的纵向方向线1204。在图12的实施方式中，E场方向线1262相对于纵向方向线1204定向成约45度——角度1270。使E场辐射方向线定向成与相关联的相对薄的连接结构的纵向方向线不对准即不共线且不平行的优点在于可以实现最近的邻近DRA之间的串扰的进一步减少，这用于使远场增益最大化。
返回参照图3B的截面视图，实施方式包括这样的布置：其中多个DRA 350中的每个DRA具有在相应DRA 350的基部处的近端330，并且具有在相应DRA 350的顶部处的远端340，并且相对薄的连接结构302中的每一个布置在每个相应DRA 350的近端330附近。然而，本发明的范围不限于此，其在图13和图14中示出，现在参照图13和图14。
图13描绘了类似于图3B的连接的DRA阵列300的连接的DRA阵列1300的截面正视图，但是其中相对薄的连接结构1302中的每一个布置在每个相应DRA 1350的远端1340附近，距离近端1330一定距离。
图14描绘了也类似于图3B的连接的DRA阵列300的连接的DRA阵列1400的截面正视图，但是其中相对薄的连接结构1402中的每一个布置在每个相应DRA 1450的近端1430与远端1440之间。
现在参照图15，图15描绘了类似于前述连接的DRA阵列100、200、300、400、500、600、1100或1200中的任何一个的例如被布置在导电接地结构1505上的连接的DRA阵列1500，导电接地结构1505又可以布置在基板1510例如印刷电路板或半导体管芯材料上。信号馈源1515可以设置在基板的下侧(或嵌入在基板内)，以用于经由槽形孔1520向DRA 1550中的每个DRA馈送电磁信号。虽然图15中仅示出了一个信号馈源1515，但是将理解，可以在基板1510下侧(或基板内)设置单独迹线，以分别向每个DRA 1550馈送电磁信号。在图15所描绘的实施方式中，信号馈源1515被布置并且配置成经由槽形孔1520电磁耦合至多个介电材料体积——在图15中描绘为体积V(1)至V(3)——中的每个体积V(1)，然而，根据实施方式，信号馈源可以被布置并且配置成电磁耦合至相应的多个介电材料体积中的任何一个体积或多于一个体积。虽然图15仅描绘了多个介电材料体积V(1)至V(N)中的三个体积V(1)至V(3)，但是根据本文公开的所有内容可以理解，N可以等于或大于三。如前所讨论的，每个最内体积V(1)可以是空气。
在实施方式中，并且参照图1B、图2B、图3B、图7、图8、图13、图14和图15，多个DRA中的每个DRA的至少最内体积V(l)或者多个DRA中的每个DRA的所有体积具有在正视图中观察时为截断的椭圆形状的截面形状，在相应DRA的基部处在椭圆形状的宽部分附近截断该截断的椭圆形状，或者具有圆顶形状或半球形状的远端顶部，或者具有截断的椭圆形形状和圆顶形状或半球形状的远端顶部二者。
仍然参照图15，实施方式包括整体式围栏结构1580，其包括多个一体形成的导电电磁反射器1582(分别最佳参见图16A和图17中的1682和1782)，多个反射器1582中的每个反射器与多个DRA 1550中的相应DRA以一对一的关系布置，并且基本上围绕多个DRA 1550中的每个相应DRA布置(最佳参见图16A和图17)。在实施方式中，整体式围栏结构1580的总高度“J”等于或小于DRA 1550的总高度“H”。在实施方式中，“J”等于或小于“H”的80％并且等于或大于“H”的50％。通过利用如本文所公开的整体式围栏结构的高度，已经通过数学建模发现，可以在基本上不减小连接的DRA阵列1500的远场辐射带宽的情况下实现邻近DRA1550的有效解耦。在具有整体式围栏结构1580的实施方式中，整体式围栏结构1580例如在接地位置1507处电连接至接地结构1505。如本文所使用的，对具有一体形成的导电电磁反射器的整体式围栏结构的描述是指由一个或更多个彼此不可分离(即，一体)的构件形成的单个(即，整体式)部分，而不会永久地损坏或破坏一个或更多个构件。在实施方式中，整体式围栏结构是单片结构，其是指由不可分离并且没有宏观接缝或接头的单个构件制成的单个结构。在实施方式中，反射器1582的侧壁1583相对于z轴具有等于或大于0度且等于或小于45度的角度“α”。在实施方式中，角度“α”等于或大于5度并且等于或小于20度。
现在参照图16A、图16B和图17，图16A、图16B和图17描绘了相对于相应的整体式围栏结构1680、1780对连接的DRA阵列1600、1700进行分层的替选方式。如在图16A和图17中的每个图中可见，多个反射器1682、1782中的每个反射器与多个DRA 1650、1750中的相应DRA以一对一的关系布置，并且基本上围绕多个DRA 1650、1750中的每个相应DRA布置。如图16A和图17的实施方式中所示，相应反射器1682、1782的侧壁1683、1783相对于z轴垂直。然而，这样的垂直性仅出于说明目的，因为本文公开的任何反射器的侧壁可以具有与本文公开的实施方式一致的任何角度。也就是说，可以设想通过对给定反射器并且出于本文公开的目的采用垂直侧壁结构，可以实现易于制造。
在图16A中，整体式围栏结构1680具有多个槽1684(并未列举所有槽)，其中多个槽1684中的每个槽与连接结构1602中的相应连接结构(并未列举所有连接结构)以一对一的关系布置。如所描绘的，连接的DRA阵列1600布置在整体式围栏结构1680的上层，其中每个相关联的连接结构1602布置在多个槽1684中的相应一个槽内，并且连接的DRA阵列1600直接布置在整体式围栏结构1680上。如在图16A的旋转等距视图中可以看到的，多个槽1684在底部封闭并且在顶部开口，这准许连接的DRA阵列1600自上向下组装或制造在整体式围栏结构1680上。
图16B描述了图16A的实施方式在完全组装或制造的情况下的自上向下平面图。在实施方式中并且如所描绘的，多个DRA 1650中的每个DRA的多个介电材料体积中的每个体积V(1)至V(3)相对于相应的多个介电材料体积中的每个其他体积居中并且沿相同的侧向方向(如图16B中所示的从DRA的中心点朝向左侧)侧向移位(沿着如图16B中所示的水平轴)。尽管本文公开的其他实施方式可以示出相应的多个DRA中的每个DRA的多个介电材料体积中的每个体积V(1)至V(N)相对于彼此不移位并且居中布置(例如，参见至少图1B)，但是本领域技术人员将根据本文公开的所有内容理解，本发明的范围不限于此，并且包括可以用于实现期望的远场辐射模式和/或增益的不移位的体积V(1)至V(N)和侧向移位的体积V(1)至V(N)两者。
在图17中，整体式围栏结构1780具有多个倒置凹部1784(并未列举所有凹部)，其中多个倒置凹部1784中的每个倒置凹部与连接结构1702中的相应连接结构(并未列举所有连接结构)以一对一的关系布置。如所描绘的，整体式围栏结构1780布置在连接的DRA阵列1700的上层，其中每个相关联的连接结构1702布置在多个倒置凹部1784中的相应一个倒置凹部内，并且其中整体式围栏结构1780直接布置在连接的DRA阵列1700上。在实施方式中，连接的DRA阵列1700可以布置在接地结构1705上。如在图17的旋转等距视图中可以看到，多个倒置凹部1784在底部开口并在顶部封闭，这准许整体式围栏结构1780自上而下组装或制造在连接的DRA阵列1700上。
现在参照图18，图18描绘了DRA 1850的三乘三阵列的截面正视图，该DRA 1850的三乘三阵列形成布置在导电接地结构1805上的连接的DRA阵列1800，该导电接地结构1805又可以被布置在基板1810上，其中信号馈源1815布置在基板1810的下侧(或在基板内)，类似于图15中所示的实施方式，但具有以下差异。在实施方式中，导电接地结构1805具有槽形孔1820，槽形孔1820被布置并且配置成将信号馈源1815(仅示出一个信号馈源)电磁耦合至每个体积V(2)。在实施方式中，整体式围栏结构1880通过相对较薄的连接结构1802中的至少一个连接结构经由完全穿过相对薄的连接结构1802中的一个或更多个连接结构的孔1803来电连接至导电接地结构1805。在实施方式中，相对薄的连接结构1802中的至少一个连接结构具有第一区域1801和第二区域1804，第一区域1801具有第一厚度“T”，第二区域1804具有小于第一厚度“T”的第二厚度“t”，其中整体式围栏结构1880被布置成与相应的相对薄的连接结构1802的第一区域1801和第二区域1804两者直接接触。在实施方式中，可以在制造期间实现将连接结构的区域的厚度从“T”减小至“t”，结果是进一步减小了相邻的邻近DRA之间的串扰。
现在参照图19，图19描绘了类似于图15中所描绘的阵列的DRA 1950的三乘三阵列的分解组件截面正视图，但是其中连接的DRA阵列1900和整体式围栏结构1980的组合与导电接地结构1905、基板1910和信号馈源1915的组合分开制造。在实施方式中，整体式围栏结构1980包括在连接的DRA阵列1900的下侧的导电接地层1981，导电接地层1981当组装至导电接地结构1905、基板1910和信号馈源1915的组合时，电连接至导电接地结构1905。导电接地层1981中的槽形孔1983与导电接地结构1905中的槽形孔1920对准，以便以本文先前描述的方式电磁地激励多个DRA 1950中的每个DRA。尽管图19的实施方式描绘了其中多个DRA1950中的每个DRA的体积V(1)被电磁激励的布置，但是根据本文公开的所有内容可以理解，可以以本文公开的方式或本领域已知的方式电磁激励任何体积V(1)至V(N)。此处，相对薄的连接结构1902与最外体积V(3)一体形成，这形成连接的DRA阵列1900的单个单片部分。
关于本文公开的任何整体式围栏结构，这样的整体式围栏结构可以由固态厚度的金属(例如，铜、铝等)制成单片结构，其中选择性地从该单片结构移除材料以形成本文公开的反射器、槽和凹部，或者可以经由诸如金属的3D打印的分层技术来制造这样的整体式围栏结构。
现在参照图20，图20描绘了连接的DRA阵列2000和相关联的整体式围栏结构2080的分解组装图。连接的DRA阵列2000类似于图13的连接的DRA阵列1300，其中连接结构2002布置在每个相应DRA 2050的远端附近。整体式围栏结构2080类似于图16的整体式围栏结构1680，但考虑到连接结构2002放置在DRA 2050的远端处，因此没有槽1684，并且其中整体式围栏结构2080现在包括与整体式围栏结构1680一体形成并且策略性地布置在整体式围栏结构1680周围的多个突起2086，以便当连接的DRA阵列2000与整体式围栏结构2080组装或连接时容纳连接结构2002的端部2004。可替选地，可以不存在突起2086。为了有助于使组件以其最终形式稳定，突起2086的远端可以包括雕刻的着陆区域2088，该雕刻的着陆区域2088用于准确地将每个DRA 2050与其相应的导电电磁反射器2082配准，这用于进一步最大化连接的DRA阵列2000的远场增益或带宽。一体形成的突起2086的另一优点是它们在基本上不减小远场带宽的情况下阻挡邻近DRA 2050之间的近场电磁场耦合。当如图11所示DRA2050被对角地(歪斜)电磁激励时，连接的DRA阵列2000的性能也受益于突起2086的存在。此处，阵列中给定对角线上的突起2086的存在用于抵消连接结构2002可能在给定对角线上具有的近场耦合影响，结果是改善了远场增益或带宽。
在实施方式中，整体式围栏结构2080加上突起2086的总高度“K”约等于DRA 2050的总高度“H”，并且邻近突起2086之间的间距“D”等于或大于给定突起2086的总宽度“d”。通过利用如本文所公开的突起2086的尺寸和间距布置，已经通过数学建模发现，可以在基本上不减小连接的DRA阵列2000的远场辐射带宽的情况下实现邻近DRA 2050的有效解耦。
如已经提到的，可以使用诸如压缩或注入模制、3D材料沉积工艺例如3D打印、冲压、压印或适于本文所公开的目的的任何其他制造工艺的方法来制造本文所公开的连接的DRA阵列。作为示例，现在将参照图21A至图22D描述制造本文公开的连接的DRA阵列中的一个或更多个DRA的方法。
通常，制造如本文所公开的连接的DRA阵列的方法包括经由至少一个可固化介质形成多个介电材料体积中的至少两个体积或多个介电材料体积中的所有体积以及相关联的相对薄的连接结构，每个连接结构和多个介电材料体积中的至少两个体积中的相关联体积形成连接的DRA阵列的单个单片部分，其中至少一个可固化介质随后至少部分地固化。在实施方式中，至少部分固化的步骤包括在形成多个介电材料体积中的后续一个体积之前，逐体积地至少部分地固化连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的每个体积。在另一实施方式中，至少部分固化的步骤包括在形成所有多个介电材料体积之后，整体上至少部分地固化将连接的DRA阵列的所有多个介电材料体积。
现在参照图21A至图21C，图21A至图21C描绘了包括模具和模制过程的形成过程。
图21A描绘了第一阳模部分2102和互补的阴模部分2152，第一阳模部分2102和阴模部分2152在彼此紧靠的情况下在它们之间形成第一模腔2142。第一阳模部分2102包括多个突起2104，并且互补的阴模部分2152包括多个互补的凹部2154，多个突起2104和多个互补的凹部2154与第一模腔2142一致，以用于在第一可固化介质2156通过阴模部分2152的流道系统2158被注入并随后至少部分地固化的情况下形成相关联的连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的最外体积V(N)。此处，第一模腔2142还用于与最外体积V(N)(例如，与图19中的连接结构1902和相关联的前述描述相比较)一体形成相对薄的连接结构2180(在图2IB中描绘和列举)，以提供相关联的连接的DRA阵列的单个单片部分。
图21B描绘了移除第一阳模部分2102并用第二阳模部分2112替换第一阳模部分2102，第二阳模部分2112与和至少部分地固化的第一可固化介质2156结合的原始互补的阴模部分2152配合，以在模具部分2112、2152彼此紧靠——其中至少部分地固化的第一可固化介质2156保留在阴模部分2152内——的情况下形成第二模腔2144。第二模腔2144用于在第二可固化介质2166通过第二阳模部分2112的流道系统2168被注入并随后至少部分地固化的情况下形成多个介电材料体积中的第二体积，该第二体积邻近最外体积V(N)分层堆放并在最外体积V(N)内部。
可以根据需要重复移除第k个阳模部分并用第(k+1)个阳模部分替换第k个阳模部分的过程，以产生多个介电材料体积中的期望数量的体积，以形成如本文所公开的分层的连接的DRA阵列。为了避免不必要的冗余，省略了对这样的附加处理步骤的说明，但是本领域技术人员将容易理解这样的附加处理步骤，并因此认为这样的附加处理步骤在本文中固有地公开。
在完成模制形成期望的分层连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的期望数量的体积后，最终的阳模部分相对于阴模部分分离，以提供具有作为其一部分的单个单片部分的所得到的连接的DRA阵列2100，在图21C中描绘了连接的DRA阵列2100，其中体积V(1)是空气，体积V(2)是第二可固化介质2166，并且体积V(3)是第一可固化介质2156以及单个单片部分。
根据与图21A至图21C相关联的前述描述，应当理解，本发明的实施方式包括制造如本文所公开的连接的DRA阵列2100(最佳参见图21C)的涉及模具和模制过程的方法，包括：提供第k个阳模部分和互补的阴模部分，在第k个阳模部分和互补的阴模部分彼此紧靠的情况下在它们之间形成第k个模腔，k是从1开始的从1到M的连续整数，其中M大于1并且等于或小于(N-1)；用随后至少部分地固化的至少一个可固化介质中的第k个可固化介质填充第k个模腔，以形成连接的DRA阵列的最外体积，该最外体积包括形成连接的DRA阵列的单个单片部分的多个介电材料体积中的一个体积和相关联的相对薄的连接结构；移除第k个阳模部分并用第(k+1)个阳模部分替换第k个阳模部分，以相对于阴模部分形成第(k+1)个模腔，第(k+1)个模腔仅部分地填充有可固化介质，第(k+1)个模腔留有空余部分；用随后至少部分地固化的至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充第(k+1)个模腔的空余部分，以形成包括多个介电材料体积中的第(k+1)个体积的连接的DRA阵列的第(k+1)个体积，第(k+1)个介电材料体积至少部分地嵌入在第k个介电材料体积内；可选地，并且直到相继形成多个介电材料体积中的限定数量的体积，将k的值增加1，然后重复以下步骤：移除第k个阳模部分并用第(k+1)个阳模部分替换第k个阳模部分；以及，用至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充第(k+1)个模腔的空余部分；以及将第(k+1)个阳模部分相对于阴模部分分离，以提供连接的DRA阵列。
在实施方式中，在用最终的阳模部分替换倒数第二个阳模部分之前，可以将导电金属体插入到阳模部分侧的模具中以提供连接的DRA阵列2100，连接的DRA阵列2100具有布置在导电金属体2190上的多个DRA 2150(由虚线描绘，并且最佳参见图21B和图21C)，导电金属体2190可以用于提供接地结构或围栏结构的至少一部分。
通常，制造连接的DRA阵列2100的方法还包括：在移除预最终第k个阳模部分之后并且在用最终第(k+1)个阳模部分替换预最终第k个阳模部分之前，将导电金属体插入模具中以提供在其上布置连接的DRA阵列的接地结构或围栏结构的至少一部分，然后用至少一个可固化介质中的最终第(k+1)个可固化介质来填充最终第(k+l)个模腔的空余部分。
现在参照图22A至图22D，图22A至图22D描绘了涉及模具和模制过程的另一种形成过程。
图22A描绘了第一阴模部分2252和互补的阳模部分2202，第一阴模部分2252和互补的阳模部分2202在彼此紧靠的情况下在它们之间形成第一模腔2242。第一阴模部分2252包括多个凹部2254，并且互补的阳模部分2202包括多个互补的突起2204，多个凹部2254和多个互补的突起2204与第一模腔2242一致，以用于在第一可固化介质2256通过第一阴模部分2252的流道系统2258被注入并随后至少部分地固化的情况下形成相关联的连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的最内体积V(l)。
图22B描绘了移除第一阴模部分2252并用第二阴模部分2262替换第一阴模部分2252，第二阴模部分2262与和至少部分地固化的第一可固化介质2256结合的原始互补的阳模部分2202配合，以在模具部分2202、2262——其中至少部分地固化的第一可固化介质2256保留在阳模部分2252突起2204上——彼此紧靠的情况下形成第二模腔2244。第二模腔2244用于在第二可固化介质2266通过第二阴模部分2262的流道系统2268被注入并随后至少部分地固化的情况下形成多个介电材料体积中的第二体积，该第二体积邻近下面的体积分层堆放并且在下面的体积外部，该下面的体积在此处是第一体积V(1)。
可以根据需要重复移除第k个阴模部分并用第(k+1)个阴模部分替换第k个阴模部分的过程，以产生多个介电材料体积中的期望数量的体积，以形成如本文所公开的分层的连接的DRA阵列。为了避免不必要的冗余，省略了对这样的附加处理步骤的说明，但是本领域技术人员将容易理解这样的附加处理步骤，并因此认为这样的附加处理步骤在本文中固有地公开。
图22C描绘了移除此处由附图标记2262表示的倒数第二个阴模部分并用最终的阴模部分2272替换该倒数第二个阴模部分，最终的阴模部分2272与和至少部分地固化的第一可固化介质2256和第二可固化介质2266结合的原始互补的阳模部分2202配合，以在模具部分2202、2272——其中至少部分地固化的第一可固化介质2256和第二可固化介质2266保留在阳模部分2202的突起2204上——彼此紧靠的情况下形成第三且最终的模腔2246。第三模腔2246用于在第三可固化介质2276通过第三阴模部分2272的流道系统2278被注入并随后至少部分地固化的情况下形成多个介电材料体积中的第三且最终的体积，该第三且最终的体积邻近下面的体积分层堆放并且在下面的体积外部，该下面的体积在此处是第二体积V(2)。此处，第三且最终的模腔2246还用于与多个介电材料体积中的最终的最外体积V(N)一体形成相对薄的连接结构2280，以形成连接的DRA阵列的单个单片部分。
在完成模制形成期望的分层连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的期望数量的体积后，最终的阴模部分相对于阳模部分分离，以提供所得的连接的DRA阵列，在图22D中描绘了该连接的DRA阵列，其中体积V(l)是空气，体积V(2)是第一可固化介质2256，体积V(3)是第二可固化介质2266，并且体积V(3)是第三可固化介质2276。
根据与图22A至图22D相关联的前述描述，应当理解，本发明的实施方式包括制造如本文所公开的连接的DRA阵列2200(最佳参见图22D)的涉及模具和模制过程的方法，包括：提供第k个阴模部分和互补的阳模部分，在第k个阴模部分和互补的阳模部分彼此紧靠的情况下在它们之间形成第k个模腔，k是从1开始的从1到M的连续整数，其中M大于1并且等于或小于(N-1)；用随后至少部分地固化的至少一个可固化介质中的第k个可固化介质填充第k个模腔，以形成连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的最内体积；移除第k个阴模部分并用第(k+1)个阴模部分替换第k个阴模部分，以相对于阳模部分形成第(k+1)个模腔，第(k+1)个模腔仅部分地填充有可固化介质，第(k+1)个模腔留有空余部分；用随后至少部分地固化的至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充第(k+1)个模腔的空余部分，以形成包括多个介电材料体积中的第(k+1)个体积的连接的DRA阵列的第(k+1)个体积，第k个介电材料体积至少部分地嵌入在第(k+1)个介电材料体积中；可选地，并且直到相继形成多个介电材料体积中的限定数量的体积，将k的值增加1，然后重复以下步骤：移除第k个阴模部分并用第(k+1)个阴模部分替换第k个阴模部分；以及，用至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充第(k+1)个模腔的空余部分；以及将第(k+1)个阴模部分相对于阳模部分分离以提供连接的DRA阵列，其中多个介电材料体积中的最外体积包括形成连接的DRA阵列的单个单片部分的多个介电材料体积中的一个体积以及相关联的相对薄的连接结构。
在实施方式中，在模制至少一个可固化介质中的第一可固化介质之前，可以将导电金属体插入到阳模部分侧的模具中，以提供具有布置在导电金属体2290(由虚线描绘，并且最佳参见图22A至图22D)上的多个DRA 2250的连接的DRA阵列2200，该导电金属体2290可以用于提供接地结构或围栏结构的至少一部分。
通常，制造连接的DRA阵列2200的方法还包括：在模制至少一个可固化介质中的第一可固化介质之前，将导电金属体插入模具中以提供将在其上布置连接的DRA阵列的接地结构或围栏结构的至少一部分。
如前所述，制造本文公开的任何连接的DRA阵列的方法可以包括注入模制、三维(3D)打印、冲压或压印。在该方法涉及3D打印或压印的情况下，该方法的实施方式还包括将连接的DRA阵列的多个介电材料体积中的至少两个体积或者多个介电材料体积中的所有体积以及相关联的相对薄的连接结构3D打印或压印到导电金属上，该导电金属形成接地结构或围栏结构的至少一部分。在该方法涉及冲压的情况下，该方法的实施方式还包括将连接的DRA阵列结合到导电金属，该导电金属形成接地结构或围栏结构的至少一部分。
制造本文公开的任何连接的DRA阵列的方法可以包括这样的布置：其中多个介电材料体积中的向内形成的可固化介质具有第一介电常数，多个介电材料体积中的直接相邻地且向外形成的可固化介质具有第二介电常数，第一介电常数和第二介电常数不同，并且在实施方式中，第一介电常数大于第二介电常数。在实施方式中，向内形成的可固化介质是包含具有第一介电常数的聚合物的第一可固化介质，并且直接相邻地且向外形成的可固化介质是包含具有第二介电常数的聚合物的第二可固化介质，其中第二聚合物与第一聚合物不同。在另一实施方式中，第二聚合物与第一聚合物相同，其中至少一种填料材料分散在第一可固化介质和第二可固化介质中的至少之一内，以实现第一介电常数与第二介电常数之间的差异。
在实施方式中，经由至少一个可固化介质形成多个介电材料体积中的至少两个体积的方法包括：由具有第一流动温度T(l)的第一材料形成多个介电材料体积中的第一体积；并且随后由具有小于第一流动温度T(1)的第二流动温度T(2)的第二材料形成多个介电材料体积中的第二体积，第二体积邻近第一体积布置。
例如，在实施方式中，并且返回参照描绘与最外体积V(4)成一体的连接结构302的图3B，具有第一流动温度T(1)的第一材料V(4)具有第一介电常数Dk(1)，并且具有第二流动温度T(2)的第二材料V(3)具有大于第一介电常数Dk(1)的第二介电常数Dk(2)，其中在该实施方式中，第一材料V(4)至少部分地内嵌第二材料V(3)，并且第一材料V(4)的第一介电常数Dk(l)可以等于或大于3。
作为另一示例，在另一实施方式中，并且参照描绘与最内体积V(1)成一体的连接结构302'的图7，具有第一流动温度T(1)的第一材料V(1)具有第一介电常数Dk(1)，并且具有第二流动温度T(2)的第二材料V(2)具有小于第一介电常数Dk(l)的第二介电常数Dk(2)，其中在该实施方式中，第二材料V(2)至少部分地内嵌第一材料V(1)，并且第二材料V(2)的第二介电常数Dk(2)可以等于或大于3。
通过利用本文中结合图3B和图7所描述的具有上述材料特性的材料和布置，其中T(2)<T(1)，可以实施模制过程以形成连接的DRA阵列300、300'，其中待模制的第二材料将不会熔化或导致已模制的第一材料的扭曲回流，其中已嵌入的材料相对于正在嵌入的材料具有更高的Dk值，并且正在嵌入的材料可以利用相对低成本的介电材料(例如，其可以是具有等于或大于3的介电常数的介电材料)，该相对低成本的介电材料同时具有适合于本文公开的目的的期望熔化或流动温度。
如先前上文所描述的，并且现在参照图23A、图23B、图23C、图23D、图23E以及图23F，本文公开的多个DRA不限于在x-y网格上相对于彼此间隔开，但是通常在平面(例如所示图的平面)或任何其他表面上相对于彼此间隔开，并且可以以均匀周期模式间隔开或者可以以增大或减小的非周期模式间隔开。例如：图23A描绘了在x-y网格上以均匀周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA 2300；图23B描绘了在倾斜网格上以均匀周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA；图23C描绘了在径向网格上以均匀周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA；图23D描绘了在x-y网格上以增大或减小的非周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA；图23E描绘了在倾斜网格上以增大或减小的非周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA；以及，图23F描绘了在径向网格上以增大或减小的非周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA。可替选地，可以将图23C视为描绘在非x-y网格上以均匀周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA 2300；以及，图23F可以被视为描绘了在非x-y网格上以增加或减少的非周期模式相对于彼此间隔开的多个DRA 2300。尽管参照图23A、图23B、图23C、图23D、图23E以及图23F的前述描述涉及有限数量的间隔开的DRA 2300的模式，但是应当理解，本发明的范围不限于此，并且包括适于本文公开的目的的间隔开的DRA的任何模式。另外，尽管图23A、图23B、图23C、图23D、图23E以及图23F描绘了间隔开的DRA 2300之间的连接结构2302的某种布置，但是应当理解，本发明的范围不限于此，并且包括适于本文公开的目的的连接结构的任何布置。
选择用于介电体积或壳体(下文中方便起见称为体积)的介电材料以提供期望的电性质和机械性质。介电材料通常包含热塑性或热固性聚合物基质和含有介电填料的填料组合物。基于介电体积的体积，每个介电层可以包含30体积百分比(vol％)至100vol％的聚合物基质，以及0vol％至70vol％的填料组合物，具体为30vol％至99vol％的聚合物基质以及1vol％至70vol％的填料组合物，更具体为50vol％至95vol％的聚合物基质以及5vol％至50vol％的填料组合物。选择聚合物基质和填料以提供介电体积，该介电体积具有与本文公开的目的一致的介电常数和10千兆赫兹(GHz)下小于0.006或者小于或等于0.0035的耗散因子。可以通过IPC-TM-650X-带条线方法或通过分裂谐振器方法来测量耗散因子。
每个介电体积包括低极性、低介电常数和低损耗聚合物。聚合物可以包括1,2聚丁二烯(PBD)、聚异戊二烯、聚丁二烯聚异戊二烯共聚物、聚醚酰亚胺(PEI)、含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己酯、聚苯醚、基于烯丙基化聚亚苯基醚的聚合物或者包括前述至少之一的组合。也可以使用低极性聚合物与高极性聚合物的组合，非限制性示例包括环氧树脂和聚(苯醚)、环氧树脂和聚(醚酰亚胺)、氰酸酯和聚(苯醚)以及1,2聚丁二烯和聚乙烯。
含氟聚合物包括：氟化均聚物，例如PTFE和聚氯三氟乙烯(PCTFE)；以及氟化共聚物，例如四氟乙烯或三氟氯乙烯与单体的共聚物，该单体例如为六氟丙烯或全氟烷基乙烯基醚、偏二氟乙烯、氟乙烯、乙烯或包含前述至少之一的组合。含氟聚合物可以包括这些含氟聚合物中不同的至少一者的组合。
聚合物基质可以包括热固性聚丁二烯或聚异戊二烯。如本文所使用的，术语“热固性聚丁二烯或聚异戊二烯”包括均聚物和共聚物，所述均聚物和共聚物包括衍生自丁二烯、异戊二烯或其组合的单元。衍生自其他可共聚单体的单元也可以例如以接枝形式存在于聚合物中。示例性可共聚单体包括但不限于：乙烯基芳族单体，例如取代和未取代的单乙烯基芳族单体如苯乙烯、3甲基苯乙烯、3,5二乙基苯乙烯、4-n正丙基苯乙烯、α甲基苯乙烯、α甲基乙烯基甲苯、对羟基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、α氯苯乙烯、α溴苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯、四氯苯乙烯等；以及取代和未取代的二乙烯基芳族单体如二乙烯基苯、二乙烯基甲苯等。还可以使用包括前述可共聚单体中的至少之一的组合。示例性热固性聚丁二烯或聚异戊二烯包括但不限于丁二烯均聚物、异戊二烯均聚物、丁二烯乙烯基芳族共聚物如丁二烯苯乙烯、异戊二烯-乙烯基芳族共聚物如异戊二烯苯乙烯共聚物等。
热固性聚丁二烯或聚异戊二烯也可以被改性。例如，聚合物可以是羟基封端的、甲基丙烯酸酯封端的、羧酸酯封端的等。可以使用后反应的聚合物，例如丁二烯或异戊二烯聚合物的环氧树脂改性、顺丁烯二酸酐改性或氨基甲酸乙酯改性的聚合物。聚合物也可以例如通过二乙烯基芳族化合物如二乙烯基苯来交联，例如使聚丁二烯苯乙烯与二乙烯基苯交联。也可以使用组合，例如，聚丁二烯均聚物和聚(丁二烯异戊二烯)共聚物的组合。包括间同聚丁二烯的组合也可以是有用的。
热固性聚丁二烯或聚异戊二烯在室温下可以是液体或固体。液体聚合物可以具有大于或等于5,000g/mol的数均分子量(Mn)。液体聚合物可以具有小于5,000g/mol或者1,000g/mol至3,000g/mol的Mn。具有至少90wt％的1,2加成的热固性聚丁二烯或聚异戊二烯，由于大量可用于交联的侧基乙烯基组而在固化时可以展现出较大的交联密度。
每个均基于总聚合物基质组合物，聚丁二烯或聚异戊二烯在聚合物组合物中可以存在相对于总聚合物基质组合物高达100wt％或者高达75wt％的量，或者高达10wt％至70wt％的量，或者高达20wt％至60wt％或70wt％的量。
其他可以与热固性聚丁二烯或聚异戊二烯共固化的聚合物可以被添加用于特定性质或加工改性。例如，为了提高介电材料的介电强度和机械性能随时间的稳定性，可以在该系统中使用较低分子量的乙烯丙烯弹性体。本文所用的乙烯丙烯弹性体是共聚物、三元共聚物或主要包括乙烯和丙烯的其他聚合物。乙烯丙烯弹性体可进一步分类为EPM共聚物(即乙烯和丙烯单体的共聚物)或EPDM三元共聚物(即乙烯、丙烯和二烯单体的三元共聚物)。特别地，乙烯丙烯二烯三元共聚物橡胶具有饱和主链，其中，主链外可存在不饱和键用于轻易地进行交联。可以使用液体乙烯丙烯二烯三元共聚物橡胶，其中二烯是双环戊二烯。
乙烯丙烯橡胶的分子量可以小于10,000g/mol粘均分子量(Mv)。乙烯丙烯橡胶可以包括：具有7,200g/mol Mv的乙烯丙烯橡胶，其可以从路易斯安那州巴吞鲁日的商标名称为TRILENETM CP80的Lion Copolymer公司获得；具有7,000g/mol Mv的液体乙烯丙烯二聚环戊二烯三元共聚物橡胶，其可以从商标名称为TRILENETM 65的Lion Copolymer公司获得；以及具有7,500g/mol Mv的液态乙烯丙烯亚乙基降冰片烯三元共聚物，其可以从商标名称为TRILENETM 67的Lion Copolymer公司获得。
可以使乙烯丙烯橡胶存量有效保持介电材料的性质特别是介电强度和机械性质随时间的稳定。典型地，这样的量高达相对于聚合物基质组合物的总重量的20wt％，或者4wt％至20wt％，或者6wt％至12wt％。
另一种类型的可共固化聚合物是含聚丁二烯或聚异戊二烯的不饱和弹性体。该组分可以主要为1,3加成丁二烯或异戊二烯与烯属不饱和单体的无规或嵌段共聚物，例如乙烯基芳族化合物如苯乙烯或α甲基苯乙烯，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯或丙烯腈。弹性体可以是固体热塑性弹性体，其包括线性或接枝型嵌段共聚物，该线性或接枝型嵌段共聚物具有可衍生自单乙烯基芳族单体如苯乙烯或α甲基苯乙烯的热塑性嵌段和聚异戊二烯嵌段或聚丁二烯。这种类型的嵌段共聚物包括：苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段共聚物，例如，可以从来自德克萨斯州休斯敦的商标名称为VECTOR 8508MTM的Dexco Polymers公司、从来自美国德克萨斯州休斯敦的商标名称为SOL-T-6302TM的Enichem Elastomers公司获得的那些，以及可以从商标名称为CALPRENETM 401的Dynasol Elastomers公司获得的那些；以及苯乙烯丁二烯二嵌段共聚物以及含有苯乙烯和丁二烯的混合三嵌段和二嵌段共聚物，例如可以从商标名称为KRATON D1118的Kraton Polymers公司(德克萨斯州休斯敦)获得的那些。KRATON D1118是含苯乙烯和丁二烯的混合二嵌段/三嵌段共聚物，其含有33wt％的苯乙烯。
可选的含聚丁二烯或聚异戊二烯的弹性体可进一步包括与上述类似的第二嵌段共聚物，不同之处在于聚丁二烯或聚异戊二烯嵌段被氢化，从而形成聚乙烯嵌段(在聚丁二烯的情况下)或乙烯丙烯共聚物嵌段(在聚异戊二烯的情况下)。当与上述共聚物一起使用时，可以生产具有更高韧性的材料。这种类型的示例性第二嵌段共聚物是KRATON GX1855(可以从Kraton Polymers公司购得，其被认为是高苯乙烯、1,2丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯(乙烯丙烯)苯乙烯的嵌段共聚物的组合。
含聚丁二烯或聚异戊二烯的不饱和弹性体组分可以在聚合物基质组合物中存在相对于聚合物基质组合物的总重量为2wt％至60wt％的量，或者为5wt％至50wt％的量，或者为10wt％至40wt％或50wt％的量。
可被加入用于特定性质或加工改性的其他可共固化聚合物包括但不限于：乙烯的均聚物或共聚物，例如聚乙烯和环氧乙烷共聚物；天然橡胶；降冰片烯聚合物如聚二环戊二烯；氢化苯乙烯异戊二烯苯乙烯共聚物和丁二烯丙烯腈共聚物；不饱和聚酯等。在聚合物基质组合物中，这些共聚物的含量通常小于总聚合物的50wt％。
还可以加入自由基固化单体用于特定性能或加工改性，以例如增加固化后系统的交联密度。示例性单体包括二烯键式、三烯键式或更高烯键式不饱和单体，例如二乙烯基苯、氰尿酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯和多官能丙烯酸酯单体(例如可以从美国的Sartomer获得的SARTOMERTM聚合物)或其组合，其全部均是在市面上可购得的。基于聚合物基质组合物中总聚合物的总重量，交联剂在使用时可以在聚合物基质组合物中存在高达20wt％的量，或者为1wt％至15wt％的量。
可以将固化剂加入到聚合物基质组合物中，以加速具有烯属反应性位点的多烯的固化反应。固化剂可以包括有机过氧化物，例如过氧化二枯基、过苯甲酸叔丁酯、2,5二甲基2,5二(叔丁基过氧)己烷、α,α二双(叔丁基过氧)二异丙基苯、2,5二甲基2,5二(叔丁基过氧)己炔3或包括前述至少一种的组合。可以使用碳-碳引发剂，例如2,3二甲基2,3二苯基丁烷。固化剂或引发剂可以单独使用或组合使用。基于聚合物基质组合物中聚合物的总重量，固化剂的量可以为1.5wt％至10wt％。
在一些实施方式中，聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物是羧基官能化的。可以使用在分子中具有(i)碳-碳双键或碳-碳三键以及(ii)至少一个羧基二者的多官能化合物来实现官能化，所述羧基包括羧酸，羧酸酐，羧酰胺，羧酯或羧酰卤。具体的羧基是羧酸或羧酯。可提供羧酸官能团的多官能化合物的示例包括马来酸、马来酸酐、富马酸和柠檬酸。特别地，可在热固性组合物中使用与马来酸酐加合的聚丁二烯。合适的马来化聚丁二烯聚合物可例如从Cray Valley以商标名称RICON 130MA8、RICON130MA13、RICON 130MA20、RICON131MA5、RICON 131MA10、RICON131MA17、RICON 131MA20和RICON 156MA17购得。合适的马来化聚丁二烯苯乙烯共聚物可以例如从Sartomer以商品名RICON 184MA6购得。RICON 184MA6是与苯乙烯含量为17wt％至27wt％且Mn为9,900g/mol的马来酸酐加合的丁二烯苯乙烯共聚物。
聚合物基质组合物中的各种聚合物(例如聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物或其他聚合物)的相对量可以取决于所使用的特定导电金属接地板层，电路材料的期望性质以及类似考虑因素。例如，使用聚(亚芳基醚)可以向导电金属部件，例如诸如信号馈源、接地部件或反射器部件的铜或铝部件提供增强的结合强度。例如，使用聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可以在这些聚合物被羧基官能化时提高复合材料的耐高温性。使用弹性体嵌段共聚物可起到使聚合物基质材料的组分相容的作用。取决于特定应用的期望性质，可以在不进行过度实验的情况下确定每种组分的适当量。
至少一个介电体积还可以包括粒子介电填料，其被选择以调整介电常数、耗散因子、热膨胀系数和介电体积的其他性质。介电填料可以包括例如二氧化钛(金红石和锐钛矿)、钛酸钡、钛酸锶、二氧化硅(包括熔合无定形二氧化硅)、刚玉、硅灰石、Ba2Ti9O20、固体玻璃球、合成玻璃或陶瓷空心球、石英、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化铍、氧化铝、三水合氧化铝、氧化镁、云母、滑石、纳米粘土、氢氧化镁或包含前述至少一种的组合。可以使用单个辅助填料或辅助填料的组合来提供期望的性能平衡。
可选地，可以用例如有机官能烷氧基硅烷偶联剂的含硅涂层对填料进行表面处理。可以使用锆酸酯或钛酸酯偶联剂。这种偶联剂可以改善填料在聚合物基质中的分散并降低成品DRA的吸水性。基于填料的重量，填料组分可以包括5vol％至50vol％的微球体以及70vol％至30vol％的熔合无定形二氧化硅作为辅助填料。
可选地，每个介电体积还可以包含用于使体积耐燃的阻燃剂。这些阻燃剂可以是卤化或非卤化的。基于介电体积的体积，阻燃剂可以在介电体积中存在0vol％至30vol％的量。
在实施方式中，阻燃剂是无机的并且以粒子形式存在。示例性无机阻燃剂是体积平均粒径为例如1nm至500nm，或者为1nm至200nm或5nm至200nm或10nm至200nm的金属水合物；可选地，体积平均粒径为500nm至15μm，例如1μm至5μm。金属水合物是诸如Mg、Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu、Ni或包含前述中的至少一种的组合的金属的水合物。特别优选Mg、Al或Ca的水合物，例如氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铁、氢氧化锌、氢氧化铜和氢氧化镍；以及铝酸钙、二水合石膏、硼酸锌和偏硼酸钡的水合物。可以使用这些水合物的复合材料，例如含有Mg和Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu和Ni中的一者或更多者的水合物。优选的复合金属水合物具有式MgMx(OH)y，其中M为Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu或Ni，x为0.1至10，y为2至32。阻燃剂粒子可以被涂覆或以其他方式处理，以改善分散性和其他性能。
替选地或除了无机阻燃剂之外，可以使用有机阻燃剂。无机阻燃剂的示例包括三聚氰胺氰尿酸酯、细粒三聚氰胺多磷酸酯、各种其他含磷化合物(如芳族次膦酸酯、二次膦酸酯、膦酸酯和磷酸盐)、某些聚倍半硅氧烷、硅氧烷和卤化化合物如六氯内亚甲基四氢邻苯二甲酸(HET酸)、四溴邻苯二甲酸和二溴新戊二醇。阻燃剂(例如含溴阻燃剂)可以存在20phr(每100份树脂中的份数)至60phr，或者为30phr至45phr的量。溴化阻燃剂的示例包括亚乙基双四溴邻苯二甲酰亚胺、(十四溴二苯氧基苯)和十溴二苯醚。阻燃剂可以与增效剂组合使用，例如卤化阻燃剂与增效剂例如三氧化锑组合使用，或者含磷阻燃剂与含氮化合物例如三聚氰胺组合使用。
每个介电材料体积由包含聚合物基质组合物和填料组合物的介电组合物形成。可以通过将介电组合物直接浇铸到接地结构层上来形成每个体积，或者可以产生可以被沉积到接地结构层上的介电体积。产生每个介电体积的方法可以基于所选择的聚合物。例如，在聚合物包括含氟聚合物如PTFE的情况下，聚合物可与第一载液混合。该组合可以包括聚合物粒子在第一载液中的分散体，例如第一载液中聚合物的液滴或聚合物的单体或低聚物前体的乳剂，或聚合物在第一载液中的溶液。如果聚合物是液体，则不需要第一载液。
如果存在第一载液，则第一载液的选择可以基于特定的聚合物和要将聚合物引入介电体积的形式。如果期望作为溶液来引入聚合物，则选择特定聚合物的溶剂作为载液，例如N甲基吡咯烷酮(NMP)将是用于聚酰亚胺溶液的合适的载液。如果期望将聚合物作为分散体引入，则载液可以包括不可溶于其中的液体，例如水可以是用于PTFE粒子分散体的合适的载液，并且是用于聚酰胺酸乳剂或丁二烯单体乳剂的合适的载液。
可选地，介电填料组分可以分散在第二载液中，或与第一载液混合(或在不使用第一载液的情况下与液体聚合物混合)。第二载液可以是相同的液体或者可以是与第一载液不同且与第一载液可混溶的液体。例如，如果第一载液是水，则第二载液可以包含水或酒精。第二载液可以包括水。
填料分散体可以包括表面活性剂，该表面活性剂的量足以有效对第二载液的表面张力进行改性，以使第二载液能够润湿硼硅酸盐微球体。示例性表面活性剂化合物包括离子表面活性剂和非离子表面活性剂。已经发现TRITON X-100TM是用于水性填料分散体的示例性表面活性剂。填料分散体可以包括10vol％至70vol％的填料和0.1vol％至10vol％的表面活性剂，其余部分包含第二载液。
可以将聚合物与第一载液以及第二载液中的填料分散体组合，以组合形成浇铸混合物。在实施方式中，浇铸混合物包括10vol％至60vol％的经组合的聚合物和填料、以及40vol％至90vol％的经组合的第一载液和第二载液。如下所述，可以将浇铸混合物中聚合物和填料组分的相对量选择成在最终组合物中提供期望的量。
可以通过添加基于粘度调节剂(该粘度调节剂基于其在特定载液或载液组合中的相容性而选择)来调节浇铸混合物的粘度，以延缓空心球填料从介电复合材料的分离即沉降或浮离并提供具有与常规制造设备兼容的粘度的介电复合材料。适用于水性浇铸混合物的示例性粘度调节剂包括例如聚丙烯酸化合物、植物胶和基于纤维素的化合物。合适的粘度调节剂的具体示例包括聚丙烯酸、甲基纤维素、聚环氧乙烷、瓜尔胶、槐豆胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和黄蓍胶。可以逐应用地进一步提高经粘度调节的浇铸混合物的粘度，即超过最小粘度，以使介电复合材料适应所选制造技术。在实施方式中，经粘度调节的浇铸混合物可表现出10厘泊(cp)至100,000厘泊的粘度，或者为在室温值下所测量的100cp和10,000cp。
可替选地，如果载液的粘度足以提供在关注时间段期间不分离的浇铸混合物，则可以省略粘度调节剂。特别地，在极小粒子(例如等效球径小于0.1μm的粒子)的情况下，则不需要使用粘度调节剂。
可以将经粘度调节的浇铸混合物层浇铸到接地结构层上，或者可以浸涂该浇铸混合物然后使之成形。例如，可以通过浸涂、流涂、逆辊涂布、辊式刮刀涂布、板式刮刀涂布、计量棒涂布等来实现浇铸。
可以例如通过蒸发或通过热分解从浇铸体积中去除载液和加工助剂，即表面活性剂和粘度调节剂，以巩固聚合物的介电体积和包括微球体的填料。
可以进一步对聚合物基质材料和填料组分的体积进行加热，以对体积的物理性质进行改性，以例如烧结热塑性塑料或固化或后固化热固性组合物。在另一方法中，可以通过糊料挤出和压延工艺来制造PTFE复合介电体积。在又一实施方式中，介电体积可以被浇铸然后被部分固化(“B阶”)。这种B阶体积随后可以被存储和使用。
可以将粘附层布置在导电接地层和介电层之间。粘合层可以包括：聚(亚芳基醚)；以及羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物，其包括丁二烯，异戊二烯或丁二烯和异戊二烯单元，以及0wt％至小于或等于50wt％的共固化单体单元；其中粘合剂层的组成与介电体积的组成不同。粘合剂层可以每平方米2克至15克的量存在。聚(亚芳基醚)可以包括羧基官能化聚(亚芳基醚)，其可以是聚(亚芳基醚)与环状酸酐的反应产物或聚(亚芳基醚)与马来酸酐的反应产物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可以是羧基官能化丁二烯苯乙烯共聚物，其可以是聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物与环状酸酐例如马来酸酐的反应产物。
在实施方式中，适于热固性材料如聚丁二烯或聚异戊二烯的多步骤工艺可以包括在150℃至200℃的温度下进行的过氧化物固化步骤，然后部分固化(B阶)的叠层可以在惰性气氛下经受高能量电子束照射固化(E束固化)或高温固化步骤。使用两阶段固化可以对所产生的复合材料赋予异常高的交联度。第二阶段中使用的温度可以是250℃至300℃，或聚合物的分解温度。该高温固化可以在烘箱中进行，但也可以在压机中进行，即作为初始制造和固化步骤的延续。特定的制造温度和压力将取决于特定的粘合剂组合物和介电组合物，并且本领域普通技术人员可以容易地确定该温度和压力而无需过多的实验。
可以将结合层布置在任两个或更多个介电层之间，以粘合这些层。结合层基于期望的性质来选择，并且可以是例如用于结合两个介电层的低熔点热塑性聚合物或其他组合物。在实施方式中，结合层包括介电填料以调整其介电常数。例如，可以调节结合层的介电常数，以改善或以其他方式修改DRA的带宽。
在一些实施方式中，通过模制介电组合物以形成介电材料从而来形成DRA、阵列或其部件，特别是介电体积中的至少一个。在一些实施方式中，所有的体积都被模制。在其他实施方式中，除了初始体积V(i)以外的所有体积都被模制。在又一些实施方式中，仅最外体积V(N)被模制。可以使用模制和其他制造方法的组合，例如3D打印或喷墨打印。
模制允许(可选地)与作为嵌入特征或表面特征的另一DRA部件一起快速且有效地制造介电体积。例如，可以将金属、陶瓷或其他插入件放置在模具中以提供作为嵌入特征或表面特征的DRA的部件，例如信号馈源、接地部件或反射器部件。可替选地，可以将嵌入特征3D打印或喷墨打印到体积上，然后进一步模制；或者可以将表面特征3D打印或喷墨打印到DRA的最外表面上。也可以将至少一个体积直接模制到接地结构上或者模制到包括具有在1与3之间的介电常数的材料的容器中。
模具可以具有包括模制或机械加工陶瓷的模具插入件，以提供封装或最外壳体V(N)。使用陶瓷插入件可以产生较低的损耗，从而产生较高的效率；由于模制氧化铝的低直接材料成本而使成本降低；易于制造且可控制(约束)聚合物的热膨胀。它还可以提供平衡热膨胀系数(CTE)，使整体结构与铜或铝的CTE匹配。
可以用不同的模具模制每个体积，然后对体积进行组装。例如，可以在第一模具中模制第一体积，在第二模具中模制第二体积，然后对体积进行组装。在实施方式中，第一体积与第二体积不同。独立的制造使得能够在形状或成分方面容易地定制每个体积。例如，介电材料的聚合物、添加剂的类型或添加剂的量可以变化。可以施加粘合剂层，以将一个体积的表面结合到另一体积的表面。
在其他实施方式中，可以将第二体积模制到第一模制体积内或第一模制体积上。可以使用后烘烤或层压循环来去除体积之间的任何空气。每个体积也可以包括不同类型或量的添加剂。在使用热塑性聚合物的情况下，第一体积和第二体积可以包括具有不同熔合温度或不同玻璃转化温度的聚合物。在使用热固性组合物的情况下，第一体积可以在模制第二体积之前被部分或完全固化。
也可以将热固性组合物用作一个体积(例如第一体积)并且将热塑性组合物用作另一体积(例如第二体积)。在这些实施方式中的任一实施方式中，可以改变填料以调整每个体积的介电常数或热膨胀系数(CTE)。例如，可以补偿每个体积的CTE或介电，使得谐振频率随温度变化而保持恒定。在实施方式中，内体积可以包括填充有二氧化硅和微球体(微球)的组合的低介电常数(<3.5)材料，从而实现具有与外体积匹配的CTE性质的期望的介电常数。
在一些实施方式中，模制是对包括热塑性聚合物或热固性组合物以及任何其他介电材料组分的可注入组合物进行注入模制以提供至少一个介电材料体积。每个体积可以被分别地进行注入模制，然后被组装，或者第二体积可以被模制到第一体积中或模制到第一体积上。例如，该方法可以包括：在具有外模具体和内模具体的第一模具中对第一体积进行反应注入模制；移除内模具体并将其替换成第二内模具体，该第二内模具体限定第二体积的内尺寸；以及将第二体积注入模制在第一体积中。在实施方式中，第一体积是最外壳体V(N)。可替选地，该方法可以包括：在具有外模具体和内模具体的第一模具中对第一体积注入模制；移除外模具体并将其替换成第二外模具体，该第二外模具体限定第二体积的外尺寸；以及将第二体积注入模制到第一体积上。在实施方式中，第一体积是最内体积V(1)。
可以通过首先将陶瓷填料和硅烷组合以形成填料组合物，并且然后将填料组合物与热塑性聚合物或热固性组合物混合来制备可注入组合物。对于热塑性聚合物，可以在与陶瓷填料和硅烷中的一者或两者混合之前、之后或期间对聚合物进行熔化。然后，可以在模具中注入模制可注入组合物。所使用的熔化温度、注入温度和模具温度取决于热塑性聚合物的熔化和玻璃转化温度，并且可以是例如150℃至350℃或200℃至300℃。模制可以在65千帕(kPa)至350kPa的压力下发生。
在一些实施方式中，可以通过对热固性组合物进行反应注入模制来制备介电体积。反应注入模制特别适于使用第一模制体积来模制第二模制体积，因为交联可以显著改变第一模制体积的熔化特性。反应注入模制可以包括：混合至少两个流以形成热固性组合物，并且将热固性组合物注入到模具中，其中第一流包含催化剂并且第二流可选地包含活化剂。第一流和第二流或第三流中的一者或两者可以包括单体或可固化组合物。第一流和第二流或第三流中的一者或两者可以包括介电填料和添加剂中的一者或两者。介电填料和添加剂中的一者或两者可以在注入热固性组合物之前被添加到模具中。
例如，制备体积的方法可以包括：混合第一流和第二流，第一流包括催化剂和第一单体或可固化组合物，第二流包括可选活化剂和第二单体或可固化组合物。第一单体和第二单体或可固化组合物可以相同或不同。第一流和第二流中的一者或两者可以包括介电填料。介电填料可以被添加作为第三流，第三流例如还包括第三单体。可以在注入第一流和第二流之前使介电填料处于模具中。引入流中的一者或更多者可以在惰性气体例如氮气或氩气下发生。
混合可以在注射模制机的头部空间中、或在流线混合器中、或者在注入模具期间进行。混合可以在大于或等于0摄氏度(℃)至200℃、或者15℃至130℃、或者0℃至45℃或者23℃至45℃的温度下进行。
模具可以保持在大于或等于0℃至250℃，特别地在23℃至200℃或45℃至250℃、或者在30℃至130℃或50℃至70℃的温度处。填充模具可能需要0.25分钟到0.5分钟，在此期间模具温度会下降。在模具被填充之后，热固性组合物的温度可以例如从0℃至45℃的第一温度增加至45℃至250℃的第二温度。模制可以发生在65千帕(kPa)至350kPa的压力下。模制可以发生达小于或等于5分钟，或者小于或等于2分钟，或者为2秒至30秒。聚合完成后，可以在模具温度下或降低的模具温度下去除基板。例如，释放温度Tr可以比模制温度Tm低10℃或以上(Tr≤Tm-10℃)。
体积在从模具中被移除后，其可以被后固化。后固化可以在100℃至150℃，或者在140℃至200℃的温度下发生长达大于或等于5分钟。
在另外的实施方式中，可以通过压缩模制形成介电体积以形成介电材料体积或具有嵌入特征或表面特征的介电材料体积。每个体积可以单独压缩模制，然后被组装，或者第二体积可以被压缩模制到第一体积中或被压缩模制到第一体积上。例如，该方法可以包括：将第一体积压缩模制在具有外模具体和内模具体的第一模具中；移除内模具体并将其替换成第二内模具体，该第二内模具体限定第二体积的内尺寸；并且将第二体积压缩模制在第一体积中。在一些实施方式中，第一体积是最外壳体V(N)。可替选地，该方法可以包括：将第一体积压缩模制在具有外模具体和内模具体的第一模具中；移除外模具体并将其替换成第二外模具体，该第二外模具体限定第二体积的外尺寸；并且将第二体积压缩模制到第一体积上。在该实施方式中，第一体积可以是最内体积V(1)。
压缩模制可与热塑性材料或热固性材料一起使用。用于压缩模制热塑性材料的条件例如模具温度取决于热塑性聚合物的熔化温度和玻璃转化温度，并且可以是例如150℃至350℃或200℃至300℃。模制可以发生在65千帕(kPa)至350kPa的压力下。模制可以发生小于或等于5分钟，或者小于或等于2分钟，或者为2秒至30秒。热固性材料可以在B阶化之前被压缩模制以产生B型材料或完全固化的材料；或者其可以在其已经进行B阶化之后被压缩模制，并且在模具中或者在模制之后被完全固化。
在又一些实施方式中，可以通过以预定模式形成多个层并且熔合这些层来形成，即通过3D打印来形成介电体积。如本文所使用的，3D打印与喷墨打印的区别在于形成多个熔合层(3D打印)而非单个层(喷墨打印)。层的总数可以例如从10层至100,000层、或从20层至50,000层、或从30层至20,000层而变化。预定模式中的多个层被熔合以提供制品。如本文所用的，“熔合”是指通过任何3D打印工艺已经形成和结合的层。可以使用在3D打印期间有效整合、结合或固结多个层的任何方法。在一些实施方式中，熔合发生在每个层的形成期间。在一些实施方式中，熔合发生在随后的层被形成时，或者发生在所有层被形成之后。如本领域已知的，可以根据期望制品的三维数字表示来确定预定模式。
3D打印允许(可选地)与作为嵌入特征或表面特征的另一DRA部件一起来快速且有效地制造介电体积。例如，可以在打印期间放置金属、陶瓷或其他插入件，以提供作为嵌入特征或表面特征的DRA的部件，例如信号馈源、接地部件或反射器部件。可替选地，可以将嵌入特征3D打印或喷墨打印到体积上，然后再进一步进行打印；或者可以将表面特征3D打印或喷墨打印到DRA的最外表面上。还可以将至少一个体积直接3D打印到接地结构上，或者3D打印到包括具有1与3之间的介电常数的材料的容器中。
可以将第一体积与第二体积分开地形成，并且组装第一体积和第二体积，可选地利用布置在其间的粘合剂层来进行组装。可替选地或另外地，可以将第二体积打印在第一体积上。因此，该方法可以包括：形成第一多个层以提供第一体积；以及在第一体积的外表面上形成第二多个层以在第一体积上提供第二体积。第一体积是最内体积V(1)。可替选地，该方法可以包括：形成第一多个层以提供第一体积；以及在第一体积的内表面上形成第二多个层，以提供第二体积。在实施方式中，第一体积是最外体积V(N)。
可以使用多种3D打印方法，例如熔合沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)、大面积增材制造(BAAM)、ARBURG无塑性成形技术、层压物体制造(LOM)、泵浦沉积(也称为受控糊剂挤出，例如在：http://nscrvpt.com/micro- dispensing处所述)或其他3D打印方法。3D打印可用于制造原型或作为生产工艺。在一些实施方式中，体积或DRA仅通过3D打印或喷墨打印来制造，使得形成介电体积或DRA的方法不含挤出、模制或层压过程。
材料挤出技术对热塑性材料特别有用，并且可以用于提供复杂的特征。材料挤出技术包括诸如FDM、泵浦沉积和熔丝制作以及ASTMF2792-12a中所述的其他技术等技术。在熔合材料挤出技术中，可以通过将热塑性材料加热到可以沉积以形成层的可流动状态来制造制品。该层可以在x-y轴上具有预定的形状并且在z轴上具有预定的厚度。可流动材料可以如上所述沉积为路面，或通过模具沉积以提供特定的轮廓。该层在其被沉积时冷却并且固化。随后的熔化热塑性材料层熔合到先前被沉积的层上，并在温度下降时固化。多个后续层的挤出构建了期望的形状。具体地，可以根据制品的三维数字表示、通过将可流动材料作为一个或更多个路面沉积在x-y平面中的基板上以形成层，来形成制品。然后，使分配器(例如喷嘴)相对于基板的位置沿z轴(垂直于x-y平面)被递增，然后根据数字表示重复该过程来形成制品。分配的材料因此也被称为“建模材料”以及“建造材料”。
在一些实施方式中，层从两个或更多个喷嘴被挤出，每个喷嘴挤出不同的组合物。如果使用多个喷嘴，则该方法可以比使用单个喷嘴的方法更快地生产出产品对象，并且使得能够在使用不同聚合物或聚合物混合物、不同颜色或纹理等方面增加灵活性。因此，在实施方式中，可以在使用两个喷嘴的沉积期间改变单个层的组成或性质，或者可以改变两个相邻层的组成或性质。例如，一个层可以具有高介电填料体积百分比，随后的层可以具有中介电填料体积，并且在该层之后的层可以具有低介电填料体积百分比。
材料挤出技术还可以用于热固性组合物的沉积。例如，可以将至少两个流混合并沉积，以形成层。第一流可以包括催化剂，第二流可以可选地包含活化剂。第一流和第二流或第三流中的一者或两者可以包括单体或可固化组合物(例如树脂)。第一流和第二流或第三流中的一者或两者可以包括介电填料和添加剂中的一者或两者。介电填料和添加剂中的一者或两者可以在注入热固性组合物之前添加到模具中。
例如，制备体积的方法可以包括：混合第一流与第二流，第一流包括催化剂和第一单体或可固化组合物，第二流包括可选活化剂和第二单体或可固化组合物。第一单体和第二单体或可固化组合物可以相同或不同。第一流和第二流中的一者或两者可以包括介电填料。介电填料可以作为第三流被添加，第三流例如还包括第三单体。流中的一者或更多者的沉积可以在惰性气体例如氮气或氩气下发生。混合可以在沉积之前发生、在流线混合器中发生、或在沉积期间发生。完全或部分固化(聚合或交联)可以在层的沉积之前、层的沉积期间或层的沉积之后开始。在实施方式中，部分固化在层的沉积之前或层的沉积期间开始，并且完全固化在层的沉积之后或在提供体积的多个层的沉积之后开始。
在一些实施方式中，可选地可以使用如本领域已知的支承材料来形成支承结构。在这些实施方式中，可以在制造制品期间选择性地分配构建材料和支承材料，以提供制品和支承结构。支承材料可以以支承结构的形式存在，例如支架，其可在层化工艺完成到期望的程度时被机械地移除或冲走。
也可以使用诸如选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)、及对粘合剂或溶剂进行粉末床喷射的立体光刻技术以根据预定模式形成连续层。立体光刻技术对于热固性组合物特别有用，因为可以通过使每一层聚合或交联而进行逐层聚积。
在用于制造介质谐振器天线或阵列或其部件的又一方法中，可以通过将介电组合物施加到第一体积的表面来形成第二体积。施加可以通过涂布、浇注或喷涂，例如通过浸涂、旋涂、喷涂、刷涂、辊涂或包含前述至少一者的组合而进行。在一些实施方式中，在基板上形成多个第一体积，施加掩模，并且施加介电组合物以形成第二体积。当第一体积是最内体积V(1)并且基板是接地结构或直接用于制造天线阵列的其他基板时，该技术可能是有用的。
如上所述，介电组合物可以包括热塑性聚合物或热固性组合物。热塑性材料可以被熔化或溶解在合适的溶剂中。热固性组合物可以是液体热固性组合物，或溶解于溶剂中。在施加介电组合物之后可以通过加热、空气干燥或其他技术去除溶剂。可以在施加之后使热固性组合物在B阶段完全聚合或固化以形成第二体积。聚合或固化可以在施加介电组合物期间开始。
选择介电组合物的组分以提供期望的性质，例如介电常数。通常，第一介电材料和第二介电材料的介电常数不同。
在一些实施方式中，第一体积是最内体积V(1)，其中，包括所有后续体积的一个或更多个体积如上所述被施加。例如，最内体积V(1)之后的所有体积均可以通过向第一体积施加介电组合物开始顺序地将介电组合物施加到相应体积V(i)的下面一个体积上来形成。在其他实施方式中，多个体积中的仅一个体积以这种方式被施加。例如，第一体积可以是体积V(N-1)，第二体积可以是最外体积V(N)。
虽然本文已经描述了与连接的DRA阵列有关的特征的某些组合，但是将理解，这些特定的组合仅用于说明的目的，并且这些特征中的任何特征的任何组合可以明确地或等同地被单独地采用或与本文公开的任何其他特征结合地被采用、以任何组合被采用、以及根据实施方式被全部采用。与本文所公开的连接的DRA阵列有关的任何和所有这样的特征组合都被预期，并且被认为在权利要求的范围内。
虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离权利要求的范围的情况下可以进行各种改变并且可以用等效形式替换示例性实施方式的要素。另外，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应于本发明的教导，而不背离其基本范围。因此，意图是本发明不限于被公开为所构想出的用于实施本发明的最佳或唯一方式的特定实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。另外，在附图和说明书中，已经公开了示例性实施方式，并且尽管可能已经使用了特定的术语和/或尺寸，但是除非另外说明，否则它们仅以一般的、示例性的和/或描述性含义使用，而并非出于限制的目的，因此，权利要求的范围不受此限制。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等用于将一个元素与另一个元素区分开。术语一、一个等的使用不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。如本文所用的术语“包含”不排除可能包含一个或更多个另外的特征。

Claims (65)

1.一种在工作频率和相关工作波长下工作的连接的介质谐振器天线阵列，所述连接的介质谐振器天线阵列包括：
多个介质谐振器天线，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线包括至少一个非气体介电材料体积；
其中，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线经由相对薄的连接结构物理地连接至所述多个介质谐振器天线中的至少另一个介质谐振器天线，与所述多个介质谐振器天线中的一个介质谐振器天线的总体外部尺寸相比，每个连接结构相对薄；其特征在于：
每个连接结构具有在正视图中观察时小于相应连接的介质谐振器天线的总高度的截面总高度，并且由所述至少一个非气体介电材料体积中的至少一个形成；
每个连接结构和所述至少一个非气体介电材料体积中的相关联体积形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分；并且
所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线具有在相应介质谐振器天线的基部处的近端，并且具有在所述相应介质谐振器天线的顶部处的远端，并且所述相对薄的连接结构中的每一个布置在每个相应介质谐振器天线的所述远端附近；
其中，每个相应介质谐振器天线的所述基部被配置成布置在导电接地结构上，其中，每个相应介质谐振器天线的所述基部被配置成布置在所述导电接地结构附近，其中，每个相应介质谐振器天线的所述顶部被配置成布置在远离所述导电接地结构一定距离处，并且其中，每个相应连接结构的每个部分被配置成布置在远离每个相应介质谐振器天线的所述近端一定距离处。
2.根据权利要求1所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线还包括：
包括N个体积的多个介电材料体积，N是等于或大于3的整数，所述多个介电材料体积被布置成形成连续且有序的分层体积V(i)，i是从1至N的整数，其中，体积V(l)形成最内体积，其中，从至少V(i+1)到至少V(N-1)的连续体积形成布置在体积V(i)上方并且至少部分地内嵌体积V(i)的分层壳体，其中，体积V(N)至少部分地内嵌所有体积V(1)至V(N-1)。
3.根据权利要求2所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述分层壳体包括非气体介电材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构具有等于或小于相应连接的介质谐振器天线的总高度的50％的截面总高度。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构具有等于或小于相应连接的介质谐振器天线的总高度的20％的截面总高度。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构具有等于或小于所述连接的介质谐振器天线阵列的所述相关工作波长的截面总高度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构具有等于或小于所述连接的介质谐振器天线阵列的所述相关工作波长的50％的截面总高度。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构具有等于或小于所述连接的介质谐振器天线阵列的所述相关工作波长的25％的截面总高度。
9.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
N等于或大于4；并且
所有体积V(2)至V(N-1)是非气体介电材料体积，所述非气体介电材料体积中的每一个都具有限定的壳体厚度。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述相对薄的连接结构中的每一个具有等于或小于所述连接的介质谐振器天线阵列的所述相关工作波长的50％的截面总宽度。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述相对薄的连接结构中的每一个具有等于或小于所述连接的介质谐振器天线阵列的所述相关工作波长的25％的截面总宽度。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线在平面上相对于彼此间隔开，并且所述连接结构互连所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对，且不互连所述多个介质谐振器天线中的在对角线上最近的对。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线在平面上相对于彼此间隔开，并且所述连接结构互连所述多个介质谐振器天线中的在对角线上最近的对，且不互连所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线在平面上相对于彼此间隔开，并且所述连接结构互连所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对并且互连所述多个介质谐振器天线中的在对角线上最近的对。
15.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：所述多个介电材料体积中的最外非气体体积和所述相对薄的连接结构形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分。
16.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介电材料体积中的最内非气体体积和所述相对薄的连接结构形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分。
17.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介电材料体积中的布置在最内体积与最外非气体体积之间的非气体体积和所述相对薄的连接结构形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分。
18.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线在平面上相对于彼此间隔开，所述连接结构中的第一组互连所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对，且不互连所述多个介质谐振器天线中的在对角线上最近的对，并且所述连接结构中的第二组互连所述多个介质谐振器天线中的在对角线上最近的对，且不互连所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对。
19.根据权利要求18所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
连接结构中的所述第一组互连所述多个介电材料体积中的每个体积V(A)，其中A是从1至N的整数，形成所述连接的介质谐振器天线阵列的第一单个单片部分；并且
连接结构中的所述第二组互连所述多个介电材料体积中的每个体积V(B)，其中B是从1至N的整数，并且A不等于B，形成所述连接的介质谐振器天线阵列的第二单个单片部分。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线被配置成辐射具有E场方向线的E场；并且
每个连接结构具有不与所述E场方向线共线并且不与所述E场方向线平行的纵向方向。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构经由除了相应介质谐振器天线之间的单个直线路径以外的连接路径连接所述多个介质谐振器天线中的最近的对、最近的相邻对或在对角线上最近的对。
22.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线在平面上相对于彼此间隔开；
所述连接结构中的第一组互连所述多个介电材料体积中的每个体积V(A)，其中A是从1至N的整数，形成所述连接的介质谐振器天线阵列的第一单个单片部分；并且
所述连接结构中的第二组互连所述多个介电材料体积中的每个体积V(B)，其中B是从1至N的整数，并且A不等于B，形成所述连接的介质谐振器天线阵列的第二单个单片部分。
23.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构包括在所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对之间的每个区域中的通孔。
24.根据权利要求23所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，每个通孔具有在平面图中观察时足以经由相应的连接结构防止所述多个介质谐振器天线中的最近的相邻对之间的直线串扰的长度或宽度。
25.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线具有在相应介质谐振器天线的基部处的近端，并且具有在所述相应介质谐振器天线的顶部处的远端；并且所述相对薄的连接结构中的每一个被布置在每个相应介质谐振器天线的所述近端附近。
26.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线具有在相应介质谐振器天线的基部处的近端，并且具有在所述相应介质谐振器天线的顶部处的远端；并且
所述相对薄的连接结构中的每一个被布置在每个相应介质谐振器天线的所述近端与所述远端之间。
27.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，还包括：
导电接地结构，其中，所述多个介质谐振器天线被布置在所述接地结构上。
28.根据权利要求27所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线还包括：
信号馈源，其被布置和构造成电磁耦合至相应多个介电材料体积中的一个或更多个。
29.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线的每个最内体积V(1)包括气体。
30.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线的至少所述最内体积V(l)具有在正视图中观察时为截断的椭圆形状的截面形状，在相应介质谐振器天线的基部处在椭圆形状的宽部分附近截断所述截断的椭圆形状。
31.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线具有圆顶形状或半球形状的远端顶部。
32.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线的所述多个介电材料体积中的每个体积具有在平面图中观察时为圆形或椭圆形的截面形状。
33.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介质谐振器天线中的每个介质谐振器天线的所述多个介电材料体积中的每个体积相对于相应的多个介电材料体积中的每个其他体积居中且在相同的侧向方向上侧向移位。
34.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介质谐振器天线在x-y网格上以均匀周期模式相对于彼此间隔开。
35.根据权利要求1至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
每个连接结构具有在正视图中观察时小于相应连接的介质谐振器天线的总宽度的截面总宽度。
36.根据权利要求2至3中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述多个介电材料体积中的向内布置的体积具有第一介电常数；
所述多个介电材料体积中的直接相邻地且向外布置的非气体体积具有第二介电常数；并且
所述第一介电常数大于所述第二介电常数。
37.根据权利要求36所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述相对薄的连接结构中的每一个与所述多个介电材料体积中的具有所述第二介电常数的向外布置的非气体体积一体形成。
38.根据权利要求36所述的连接的介质谐振器天线阵列，其中：
所述第一介电常数等于或大于3。
39.一种制造根据权利要求2至14中任一项所述的连接的介质谐振器天线阵列的方法，包括：
经由至少一个可固化介质形成所述多个介电材料体积中的至少两个体积或所述多个介电材料体积中的所有体积以及相关联的相对薄的连接结构，每个连接结构和所述多个介电材料体积中的所述至少两个体积中的相关联体积形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分，所述至少一个可固化介质随后至少部分地固化。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括：
在形成所述多个介电材料体积中的后续一个体积之前，逐体积地至少部分地固化所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的每一个体积。
41.根据权利要求39所述的方法，还包括：
在形成所述多个介电材料体积中的所有体积之后，整体上至少部分地固化所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的所有体积。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括通过模具模制，并且还包括：
提供第k个阳模部分和互补的阴模部分，在所述第k个阳模部分和所述互补的阴模部分彼此紧靠的情况下在它们之间形成第k个模腔，k是从1开始的从1到M的连续整数，其中M大于1并且等于或小于(N-1)；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第k个可固化介质填充所述第k个模腔，以形成所述连接的介质谐振器天线阵列的最外体积，所述最外体积包括形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分的所述多个介电材料体积中的一个体积和相关联的相对薄的连接结构；
移除所述第k个阳模部分并用第(k+1)个阳模部分替换所述第k个阳模部分，以相对于所述阴模部分形成第(k+1)个模腔，所述第(k+1)个模腔仅部分地填充有可固化介质，所述第(k+1)个模腔留有空余部分；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充所述第(k+1)个模腔的所述空余部分，以形成包括所述多个介电材料体积中的第(k+1)个体积的所述连接的介质谐振器天线阵列的第(k+1)个体积，所述第(k+1)个介电材料体积至少部分地嵌入在所述第k个介电材料体积中；以及
将所述第(k+1)个阳模部分相对于所述阴模部分分离，以提供所述连接的介质谐振器天线阵列。
43.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括通过模具模制，并且还包括：
提供第k个阳模部分和互补的阴模部分，在所述第k个阳模部分和所述互补的阴模部分彼此紧靠的情况下在它们之间形成第k个模腔，k是从1开始的从1到M的连续整数，其中M大于1并且等于或小于(N-1)；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第k个可固化介质填充所述第k个模腔，以形成所述连接的介质谐振器天线阵列的最外体积，所述最外体积包括形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分的所述多个介电材料体积中的一个体积和相关联的相对薄的连接结构；
移除所述第k个阳模部分并用第(k+1)个阳模部分替换所述第k个阳模部分，以相对于所述阴模部分形成第(k+1)个模腔，所述第(k+1)个模腔仅部分地填充有可固化介质，所述第(k+1)个模腔留有空余部分；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充所述第(k+1)个模腔的所述空余部分，以形成包括所述多个介电材料体积中的第(k+1)个体积的所述连接的介质谐振器天线阵列的第(k+1)个体积，所述第(k+1)个介电材料体积至少部分地嵌入在所述第k个介电材料体积中；
并且直到相继形成所述多个介电材料体积中的限定数量的体积，将k的值增加1，并且然后重复以下步骤：移除所述第k个阳模部分并且用第(k+1)个阳模部分替换所述第k个阳模部分；以及用所述至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充所述第(k+1)个模腔的所述空余部分；以及
将所述第(k+1)个阳模部分相对于所述阴模部分分离，以提供所述连接的介质谐振器天线阵列。
44.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括通过模具模制，并且还包括：
提供第k个阴模部分和互补的阳模部分，在所述第k个阴模部分和所述互补的阳模部分彼此紧靠的情况下在它们之间形成第k个模腔，k是从1开始的从1到M的连续整数，其中M大于1并且等于或小于(N-1)；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第k个可固化介质填充所述第k个模腔，以形成所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的最内体积；
移除所述第k个阴模部分并用第(k+1)个阴模部分替换所述第k个阴模部分，以相对于所述阳模部分形成第(k+1)个模腔，所述第(k+1)个模腔仅部分地填充有可固化介质，所述第(k+1)个模腔留有空余部分；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充所述第(k+1)个模腔的所述空余部分，以形成包括所述多个介电材料体积中的第(k+1)个体积的所述连接的介质谐振器天线阵列的第(k+1)个体积，所述第k个介电材料体积至少部分地嵌入在所述第(k+1)个介电材料体积中；以及
将所述第(k+1)个阴模部分相对于所述阳模部分分离以提供所述连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介电材料体积中的最外体积包括形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分的所述多个介电材料体积中的一个体积和相关联的相对薄的连接结构。
45.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括通过模具模制，并且还包括：
提供第k个阴模部分和互补的阳模部分，在所述第k个阴模部分和所述互补的阳模部分彼此紧靠的情况下在它们之间形成第k个模腔，k是从1开始的从1到M的连续整数，其中M大于1并且等于或小于(N-1)；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第k个可固化介质填充所述第k个模腔，以形成所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的最内体积；
移除所述第k个阴模部分并用第(k+1)个阴模部分替换所述第k个阴模部分，以相对于所述阳模部分形成第(k+1)个模腔，所述第(k+1)个模腔仅部分地填充有可固化介质，所述第(k+1)个模腔留有空余部分；
用随后至少部分地固化的所述至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充所述第(k+1)个模腔的所述空余部分，以形成包括所述多个介电材料体积中的第(k+1)个体积的所述连接的介质谐振器天线阵列的第(k+1)个体积，所述第k个介电材料体积至少部分地嵌入在所述第(k+1)个介电材料体积中；
并且直到相继形成所述多个介电材料体积中的限定数量的体积，将k的值增加1，并且然后重复以下步骤：移除所述第k个阴模部分并用第(k+1)个阴模部分替换所述第k个阴模部分；以及用所述至少一个可固化介质中的第(k+1)个可固化介质填充所述第(k+1)个模腔的所述空余部分；以及
将所述第(k+1)个阴模部分相对于所述阳模部分分离以提供所述连接的介质谐振器天线阵列，其中，所述多个介电材料体积中的最外体积包括形成所述连接的介质谐振器天线阵列的单个单片部分的所述多个介电材料体积中的一个体积和相关联的相对薄的连接结构。
46.根据权利要求42所述的方法，还包括：
在移除预最终的第k个阳模部分之后并且在用最终的第(k+1)个阳模部分替换所述预最终的第k个阳模部分之前，将导电金属体插入所述模具中以提供在其上布置所述连接的介质谐振器天线阵列的接地结构或围栏结构的至少一部分，并且然后用所述至少一个可固化介质中的最终的第(k+1)个可固化介质填充所述最终的第(k+l)个模腔的所述空余部分。
47.根据权利要求44所述的方法，还包括：
在模制所述至少一个可固化介质中的第一可固化介质之前，将导电金属体插入所述模具中以提供将在其上布置所述连接的介质谐振器天线阵列的接地结构或围栏结构的至少一部分。
48.根据权利要求42所述的方法，其中，所述模制包括注入模制。
49.根据权利要求44所述的方法，其中，所述模制包括注入模制。
50.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括三维(3D)打印。
51.根据权利要求50所述的方法，还包括将所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的所述至少两个体积或所述多个介电材料体积中的所有体积以及相关联的相对薄的连接结构3D打印到导电金属上，所述导电金属形成接地结构或围栏结构的至少一部分。
52.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括冲压。
53.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述形成包括压印。
54.根据权利要求53所述的方法，还包括：将所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的所述至少两个体积或所述多个介电材料体积中的所有体积以及相关联的相对薄的连接结构压印到导电金属上，所述导电金属形成接地结构或围栏结构的至少一部分。
55.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中：
所述多个介电材料体积的向内形成的可固化介质具有第一介电常数；
所述多个介电材料体积的直接相邻地且向外形成的可固化介质具有第二介电常数；并且
所述第一介电常数和所述第二介电常数不同。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数。
57.根据权利要求55所述的方法，其中：
第一可固化介质包括具有所述第一介电常数的第一聚合物；
第二可固化介质包括具有所述第二介电常数的第二聚合物；并且
所述第二聚合物与所述第一聚合物不同。
58.根据权利要求55所述的方法，其中：
第一可固化介质包括具有所述第一介电常数的第一聚合物；
第二可固化介质包括具有所述第二介电常数的第二聚合物；
所述第二聚合物与所述第一聚合物相同；并且还包括：
将至少一种填料材料分散在所述第一可固化介质和所述第二可固化介质中的至少之一内，以实现所述第一介电常数与所述第二介电常数之间的差异。
59.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述连接的介质谐振器天线阵列的所述多个介电材料体积中的每个体积的中心核体积V(1)包括气体。
60.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，经由至少一个可固化介质形成所述多个介电材料体积中的至少两个体积包括：
由具有第一流动温度的第一材料形成所述多个介电材料体积中的第一体积；以及
随后由具有小于所述第一流动温度的第二流动温度的第二材料形成所述多个介电材料体积中的第二体积，所述第二体积邻近所述第一体积布置。
61.根据权利要求60所述的方法，其中，所述第一材料具有第一介电常数，并且所述第二材料具有大于所述第一介电常数的第二介电常数。
62.根据权利要求61所述的方法，其中，所述第一介电常数等于或大于3。
63.根据权利要求60所述的方法，其中，所述第一材料具有第一介电常数，并且所述第二材料具有小于所述第一介电常数的第二介电常数。
64.根据权利要求63所述的方法，其中，所述第二介电常数等于或大于3。
65.根据权利要求60所述的方法，其中，所述第二材料至少部分地内嵌所述第一材料。
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