CN104737372A - 晶片级射频(rf)传输及辐射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示用于构造天线的方法,其包含在衬底(202)上沉积导电材料(604、606、610、612、614、616、618)、电介质材料(609)及牺牲材料中的每一者的至少一个层。控制导电材料的所述沉积以形成传输线(204)、天线辐射元件(210a、210b)及相关天线馈电线。所述传输线包含护罩(206)及同轴地安置于所述护罩内的中心导体(208)。天线馈电部分(212)电连接到所述中心导体,延伸穿过所述传输线上的馈电端口以与天线辐射元件(210a、210b)连接。所述辐射元件横向于所述传输线的轴延伸第一预定长度。

Description

晶片级射频(RF)传输及辐射装置
技术领域
本发明布置涉及晶片级RF装置,且更特定地说,涉及用于微波及毫米波通信的辐射装置。
背景技术
许多通信系统以高频带而操作。例如,以高达300GHz的频率而操作的通信系统为人所知。辐射装置(即,天线)是用于接收及传输电磁辐射的许多此类通信系统中的必要元件。然而,为人所知的是,用于高频(例如10GHz到300GHz)的现有天线会遭受某些限制。例如,针对此类频率所设计的常规天线常常是基于薄膜技术。此类设计趋向于具有相对低的功率处置能力。此外,具有对收发器电路的相对不良阻抗匹配的薄膜设计可需要可为装置优化所需要的额外匹配网络。
可通过利用顺序生成过程来形成三维微结构。例如,美国专利第7,012,489号及第7,898,356号描述用于制造同轴波导微结构的方法。这些过程提供对传统薄膜技术的替代,但是也带来关于其针对各种RF装置的有利实施的有效利用的新设计挑战。
发明内容
本发明涉及一种用于构造射频天线的方法。所述方法包含在电介质衬底的表面上沉积多个层,所述多个层包含导电材料、电介质材料及牺牲材料中的每一者的至少一个层。控制导电材料的至少一个层的沉积以形成:传输线,其包含护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体;至少第一天线辐射元件,其在所述护罩外部且具有延伸第一预定长度的伸长形态,且电连接到所述中心导体。所述导电材料的所述沉积进一步包含在所述第一天线辐射元件的近场内形成电耦合到所述护罩且在平行于所述伸长长度的方向上延伸的接地平面部件。随后溶解所述牺牲材料的一或多个层以形成安置于所述护罩内的通道,所述通道包含所述中心导体与所述护罩的一或多个壁中的每一者之间的第一余隙空间,借此所述中心导体驻留于所述通道中而与所述壁隔开。此步骤还包含在所述电介质衬底的所述表面与所述第一天线辐射元件之间形成第二余隙空间。
本发明还涉及一种射频天线组合件。所述天线组合件包含电介质衬底及安置于所述电介质衬底上的多个导电材料层。所述多个层是布置成堆叠以形成传输线,所述传输线包含护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体。所述层还形成在所述护罩外部且具有延伸第一预定长度的伸长形态的至少第一天线辐射元件。所述第一天线辐射元件电连接到所述中心导体。接地平面部件电耦合到所述护罩且在平行于所述第一天线辐射元件的所述伸长长度的方向上延伸。
牺牲材料安置于所述电介质衬底的表面与所述第一天线辐射元件之间。第一多个突片以间隔从所述衬底及所述接地平面中的至少一者延伸到所述天线辐射元件。所述突片经配置以在缺少所述牺牲材料的情况下将所述天线辐射元件悬置于所述电介质衬底的所述表面上方。
本发明还涉及一种用于构造偶极射频天线的方法。所述方法包含在电介质衬底的表面上沉积多个层,所述多个层包含导电材料、电介质材料及牺牲材料中的每一者的至少一个层。控制导电材料的所述至少一个层的沉积以形成传输线、天线辐射元件及相关天线馈电线。所述传输线包含由一或多个壁形成的护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体。所述传输线沿着所述电介质衬底的表面延伸。馈电端口设置于所述传输线上且包括形成于所述传输线的与所述衬底相对的第一壁上的开口。天线馈电部分电连接到所述中心导体且在远离所述表面的方向上延伸穿过所述馈电端口。第一天线辐射元件与所述天线馈电部分成整体式且在所述护罩外部。所述第一天线辐射元件具有横向于所述传输线的轴延伸第一预定长度的伸长形态,且电连接到所述天线馈电部分。所述方法还包含溶解所述牺牲材料的至少一个层以形成安置于所述至少一个护罩内的通道,所述通道包含所述中心导体与所述护罩的一或多个所述壁中的每一者之间的第一余隙空间,借此所述中心导体驻留于所述通道中而与所述壁隔开。所述溶解步骤还在所述电介质衬底的所述表面与所述第一天线辐射元件之间形成第二余隙空间。
附图说明
将参考下列图式描述实施例,其中在全部的诸图中类似数字表示类似物品,且其中:
图1是有用于理解本发明的天线系统的透视图。
图2是图1中的天线系统沿着线2-2取得的横截面图。
图3是图1中的天线系统沿着线3-3取得的横截面图。
图4是有用于理解本发明的第二天线系统的透视图。
图5是第二天线系统的经放大以展示细节的部分的透视图。
图6是图4中的天线系统沿着线6-6取得的横截面图。
图7是并有图4所展示的天线系统的某些特征的第三天线系统的透视图。
图8是用于图7的天线系统中的分割器/组合器的横截面图。
具体实施方式
参考附图描述本发明。诸图未按比例绘制,且其只被提供用来说明本发明。下文参考用于说明的实例应用描述本发明的若干方面。应理解,阐述众多特定细节、关系及方法以提供对本发明的完全理解。然而,所属领域的一般技术人员将容易认识到,可在无特定细节中的一或多者的情况下或使用其它方法实践本发明。在其它情况下,未详细地展示熟知结构或操作以避免混淆本发明。本发明并不受到动作或事件的所说明排序限制,这是因为一些动作可以不同次序及/或与其它动作或事件同时发生。此外,并不需要所有所说明动作或事件来实施根据本发明的方法论。
现在参考图1,说明有用于理解本发明的天线系统100的透视图。所述天线系统形成于衬底102上。所述衬底是由高电阻率硝酸铝(AIN)或其它电介质材料(例如,硅(Si)、玻璃、硅-锗(SiGe)或砷化镓(GaAs))形成。所述天线系统包含包括传输线104的RF馈电零件。所述传输线具有包含护罩106及同轴地安置于所述护罩内的中心导体108的同轴种类。
传输线104经配置以往返于在所述护罩外部的天线辐射元件110传递RF能量。接地平面部件114电连接到护罩106且在平行于天线辐射元件110的伸长长度的方向上延伸。护罩106、中心导体108、辐射元件110及接地平面114各自是由例如铜(Cu)的高度导电材料形成。当然,可将其它导电材料用于此目的,且本发明在此方面并不受到限制。
辐射元件110悬置于衬底102的表面上方。在一些实施例中,所述辐射元件是由地锚120及馈电部分112支撑。就前述布置来说,余隙空间设置于所述辐射元件与所述衬底之间。类似地,余隙空间设置于接地平面与辐射元件之间。此余隙空间被填充有空气电介质或某一其它气态电介质。包围天线辐射元件的空气或其它气态电介质是有利的,这是因为其与其中天线辐射元件安置于固态电介质衬底的表面上的其它此类系统相比可改善天线系统的效率。
传输线104的中心导体有利地悬置于内部空间118内,内部空间118界定护罩106内含有的通道。例如,为了支撑中心导体108,多个突片128可从侧壁130a、130b延伸。作为对突片128的替代,或除了突片128之外,多个突片也可从底壁132或顶壁134垂直地延伸到中心导体108,以将中心导体108悬置于内部空间118内。根据优选实施例,突片128是由电绝缘电介质材料形成。用于此目的的可接受电介质材料包含聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、乙酸纤维素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺及苯并环丁烯。此外,本发明在此方面并不受到限制,且可接受各种各样的其它电介质材料以用来形成所述突片,前提是此类材料与如下文所描述的制造过程兼容。
在一些实施例中,护罩106具有如图1所展示的为矩形的横截面轮廓。中心导体108也可具有为实质上矩形的横截面轮廓。因此,传输线104可具有矩形同轴(recta-coax)结构。本文中描述的矩形轮廓是优选的,这是因为其非常适合于将下文更详细地所描述的制造过程。然而,应理解,本发明在此方面并不受到限制。例如,在一些实施例中,护罩及/或中心导体可具有其它横截面轮廓,且此类替代横截面轮廓意欲包含于本发明的范围内。
护罩106的尺寸、中心导体108的尺寸、护罩与中心导体之间的间距以及护罩内含有的气态电介质的类型可影响传输线的特性阻抗。类似地,护罩的横截面轮廓及中心导体的横截面轮廓也可影响传输线104的特性阻抗。因此,可由设计者选择这些变量中的每一者以获得为特定应用所需要的用于传输线的特性阻抗。例如,可通过使用常规的RF建模软件来选择这些变量中的每一者。
传输线包含由护罩端面116界定的终端部分。在图1中可观察到,中心导体108在护罩端面116处从在护罩106内部的内部空间118过渡到在护罩外部的空间。中心导体的馈电部分112提供中心导体与天线辐射元件110之间的电连接。所述馈电部分在与传输线104的中心轴大体上对准(至少在传输线的邻近于护罩端面的区域中)的第一方向上延伸。此第一方向是横向于由所述护罩端面界定的平面。馈电部分112在馈电点122处形成与天线辐射元件的电连接。在图1所展示的本发明的实施例中,此电连接发生于天线辐射元件的相对端136a、136b之间的中间位置处。地锚120将天线辐射元件的一个端连接到接地平面部件114。辐射元件110、馈电部分112及地锚120的组合一起形成倒F型天线配置。在本发明的一些实施例中,本文中描述的包含中心导体(包含馈电部分112)、天线辐射元件110、地锚120及接地平面114的结构的两个或两个以上元件可使用下文所描述的过程而被整体式地形成为单一单元。在一些实施例中,所有这些元件可被整体式地形成为单一公共结构的部分。
天线辐射元件110延伸预定长度L1。变量L1通常将具有值λ>L1>1/8λ,其中λ是对应于设计天线所针对的操作频率的波长。例如,在示范性实施例中,L1的值可为大约1/4λ。此外,L1的其它值也是可能的。将地锚120与馈电点122之间的距离识别为L2。由变量d定义辐射元件110与接地平面114之间的距离。分别由变量“w”、“t”定义天线辐射元件的宽度及厚度。由变量s定义衬底102的表面与天线辐射元件之间的间距。
d的值优选地经选择成使得接地平面定位于天线辐射元件的近场内,借此接地平面有效地充当辐射元件的反射器或地网。一般而言,此意味着接地平面部件将与天线辐射元件相距小于约1/2λ的距离,但是本发明在此方面并不受到限制。如所展示,w及t的值可与中心导体108的宽度及厚度大致一致,但是其它变化也是可能的。类似地,如所展示,衬底与辐射元件之间的间距s可经选择成使得辐射元件的高度与中心导体108的高度一致,但是其在此方面并不受到限制。一般而言,d、t、w、s、L1及L2的值将取决于多种设计因素,其包含所需天线辐射方向图、效率、增益及输入阻抗。因此,优选地根据可用于建模RF系统中的天线及分布式元件的常规计算机软件应用程序而确定这些尺寸。此类系统在所属领域中是众所周知的,且因此将不在此处加以详细地描述。然而,一般而言,可视需要反复地修改前述参数值直到已获得性能特性的所需组合为止。
现在将关于图2及3更详细地描述图1所展示的天线系统的构造。如本文中所说明,传输线104安置于衬底102上。所述衬底可具有大约0.005英寸的厚度,即“z”尺寸。护罩106是由例如铜(Cu)的导电材料的五个层形成。每一层154、156、160、162、164可具有例如大约50μm的厚度。所述导电材料的层数取决于应用,且可随着例如设计的复杂度、其它装置与天线系统的混合或单片集成、传输线的总高度(“z”尺寸)、每一层的厚度等等的因素而变化。
导电材料的第一层154直接安置于衬底102上且形成护罩的底壁。护罩的侧130a、130b是由导电材料的第二层156、第三层160及第四层162形成。导电材料的第五层164形成护罩的顶部134。中心导体108是由导电材料的第三层160的部分形成。
介电层158形成用于悬置中心导体的突片128。突片128可各自具有例如大约15μm的厚度。每一突片横跨内部空间118的宽度,即y方向尺寸。每一突片的诸端夹置于导电材料的第二层与第三层之间。护罩106的相应宽度(即,“x”或“y”尺寸)及高度(即,“z”尺寸)经选择成使得中心导体108由护罩106的内表面包围且与所述内表面隔开气隙或余隙空间。所述气隙是将中心导体108与护罩106电隔离的电介质。虽然所述空间在本文中被称作气隙,但是应理解,所述空间还可被填充有除了空气之外的气态电介质。此类型的传输线配置通常被称作“矩形同轴”配置,以其它方式被称为微同轴。
现在参考图3,馈电部分112及辐射元件110各自是由导电材料的第三层160的部分形成。突片128可由介电层158形成。
现在参考图4到6,说明有用于理解本发明的第二天线系统200的若干视图。所述天线系统形成于衬底202上。所述衬底包括例如硅(Si)的电介质材料,但是也可由例如玻璃、硅-锗(SiGe)或砷化镓(GaAs)的其它材料形成。所述天线系统包含包括传输线204的RF馈电零件212。所述传输线具有包含护罩206及同轴地安置于所述护罩内的中心导体208的同轴种类。
传输线204经配置以往返于在护罩外部的天线辐射元件210a、210b传递RF能量。护罩206、中心导体208及辐射元件210a、210b各自是由例如铜(Cu)的高度导电材料形成。当然,可将其它导电材料用于此目的。
辐射元件210a、210b中的一者或两者悬置于衬底202的表面上方。就前述布置来说,余隙空间设置于所述辐射元件与所述衬底之间。此余隙空间被填充有空气电介质或某一其它气态电介质。包围天线辐射元件的空气或其它气态电介质是有利的,这是因为其与其中天线辐射元件安置于固态电介质衬底的表面上的其它此类系统相比可改善天线系统的效率。
传输线204类似于关于图1到3所描述的传输线104。更特定地说,传输线204的中心导体有利地悬置于护罩206内含有的内部空间218内。例如,多个突片228可从侧壁230a、230b延伸以支撑中心导体208。作为对突片228的替代,或除了突片228之外,多个突片也可从底壁232或顶壁234垂直地延伸到中心导体208以将中心导体208悬置于内部空间218内。根据优选实施例,柱突片228是由电绝缘电介质材料形成。用于此目的的可接受电介质材料包含聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、乙酸纤维素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺及苯并环丁烯。此外,本发明在此方面并不受到限制,且可接受各种各样的其它电介质材料以用来形成所述突片,前提是此类材料与如下文所描述的制造过程兼容。
在一些实施例中,护罩206具有为矩形的横截面轮廓。中心导体208还可具有为实质上矩形的横截面轮廓。因此,传输线204可具有矩形同轴(recta-coax)结构。在一些实施例中,中心导体/护罩可具有其它横截面轮廓。
传输线包含邻近于护罩端面216而定位于护罩的壁中的端口。例如,由形成于顶壁234中的开口252有利地界定端口250,如所展示。开口252优选地具有与护罩的横截面轮廓一致(例如,为矩形形状)的几何形状。中心导体208通过开口252从在护罩206内部的内部空间218过渡到在护罩外部的空间。更特定地说,中心导体在大体上横向于由衬底202界定的表面的方向上延伸。中心导体的馈电部分212提供中心导体208与天线辐射元件210b之间的电连接。所述馈电部分在横向于传输线204的中心轴(至少在传输线的邻近于护罩端面的区域中)的方向上延伸。馈电部分212在馈电点222b处形成与天线辐射元件210b的终端的电连接。地锚220提供辐射元件210a与护罩之间的电连接。特别地,地锚从馈电点222a延伸到开口252的外围边缘。辐射元件210a、210b的组合形成偶极天线。
馈电部分212及地锚220针对偶极提供RF馈电布置。在本发明的一些实施例中,本文中描述的包含中心导体(包含馈电部分212)、地锚220及天线辐射元件210a、210b的天线结构的两个或两个以上元件可使用下文所描述的过程而被整体式地形成为单一单元。在一些实施例中,所有这些元件可被整体式地形成为单一单元的部分。
天线辐射元件210a、210b可各自延伸预定长度Ld1、Ld2。在一些实施例中,Ld1、Ld2将各自是大约λ/4,其中λ是对应于设计天线所针对的操作频率的波长。所得配置本质上是中心馈电偶极天线。此外,本发明在此方面并不受到限制,且其它值Ld1、Ld2也是可能的。此外,辐射元件210a有可能具有不同于辐射元件210b的长度(Ld1≠Ld2),使得偶极在一定程度上从被界定为偶极元件210a、210b的两个相对端之间的中点的中心位置偏移的位置处被馈电。此类配置有时被称为偏心馈电(OCF)偶极。辐射元件210a、210b可定位于衬底202的表面上方的高度h处。辐射元件在衬底上方的位置提供衬底与辐射元件之间的余隙空间。
一般而言,h、Ld1及Ld2的值将取决于多种设计因素,其包含所需天线辐射方向图、效率、增益及天线输入阻抗。因此,优选地根据可用于建模RF系统中的天线及分布式元件的常规计算机软件应用程序而确定这些尺寸。此类系统在所属领域中是众所周知的,且因此将不在此处加以详细地描述。然而,一般而言,可视需要反复地修改前述参数值直到已获得性能特性的所需组合为止。
传输线204可具有类似于上文关于传输线104所描述的构造的构造,且可由类似材料形成。如图6所说明,传输线204包括导电材料的五个层604、606、610、612及614。护罩206及端面216是由层604、606、610、612及614形成。中心导体208是由层610形成。馈电部分212是由层612、614及导电材料层616形成。图6中未展示的地锚也是由层616形成。天线辐射元件210a、210b是由导电材料层618形成。突片228是由夹置于层606及610之间的介电层608形成。
现在参考图7,展示天线阵列500,其中组合地使用多个天线系统501。天线系统501中的每一者类似于天线系统200。因而,上文论述对于理解天线系统501(包含传输线504)的结构及特征是足够的。在图7所展示的示范性布置中,天线元件510a、510b具有不相等的相应长度。此外,应了解,本发明在此方面并不受到限制,且相等长度的传输线也是可能的。
通过阵列馈电端口503以及传输线504、505及509而往返于天线系统501传递RF能量。信号分割器/组合器507允许将从馈电端口503传递的RF信号分割成两个RF信号,每一RF信号具有大致相等的功率电平。接着,通过传输线504及505将这两个RF信号传递到天线系统501。值得注意地,传输线504、505及509可各自具有类似于传输线204的结构。如图8所展示,每一传输线的中心导体808、812可以类似于传输线204的方式由突片悬置。具体地说,中心导体分别是由电介质突片814悬置于护罩806、810的内部内。就前述布置来说,在每一护罩与其相关中心导体之间存在气隙或余隙空间。所述余隙空间优选地被填充有空气或某一其它类型的气态电介质。传输线505、509的特性阻抗可由多种因素确定。例如,这些因素可包含护罩806、810的尺寸、中心导体808、812的尺寸、护罩与其相应中心导体之间的间距,以及护罩内含有的气态电介质的类型。类似地,护罩的横截面轮廓及中心导体的横截面轮廓也可影响传输线的特性阻抗。因此,可由设计者选择前述变量中的每一者以获得为特定应用所需要的用于传输线的特性阻抗。例如,可通过使用常规的RF建模软件来选择这些变量中的每一者。所属领域的技术人员将了解,包括传输线504、505、509及分割器/组合器507的天线馈电系统是双向的,使得在天线系统501处接收的RF信号在分割器/组合器507处组合且传递到端口503。
任何合适布置可用于实施分割器/组合器507。然而,在优选实施例中,分割器/组合器可具有类似于图8所展示的布置的布置。如其中所说明,传输线505及509可布置成T型配置。更特定地说,中心导体808、812及护罩806、810中的每一者可形成如所展示的T型配置。
传输线504、505及509的构造类似于传输线104及204的构造。天线辐射元件、馈电部分、地锚及电介质的构造类似于上文关于图6中的天线系统200所描述的布置。
可使用用于产生三维微结构(包含同轴传输线)的已知处理技术来制造本文中关于图1到8所描述的天线系统。例如,美国专利第7,898,356号及第7,012,489号中描述适用于制造本文中描述的结构的合适处理技术,所述美国专利的揭示内容是以引用方式并入本文中。一般而言,此类处理涉及将光致抗蚀剂材料层沉积到衬底102/202/502的上表面,使得只有所述上表面的暴露部分对应于天线系统的待直接安置于所述衬底上的各种组件的位置。随后,在所述衬底的无屏蔽或暴露部分上沉积导电材料(例如,Cu)达预定厚度,以形成导电材料的第一层。
随后,通过将额外光致抗蚀剂材料图案化于部分构造系统及先前涂敷的光致抗蚀剂层上方而将另一光致抗蚀剂层涂敷到所述部分构造系统,使得只有所述部分构造系统上的暴露区域对应于所述系统的第二层的各个部分所处的位置。随后,在所述系统的暴露部分上沉积导电材料达预定厚度,以形成导电材料的第二层。随后,以实质上相同的方式形成剩余层。在适当时,沉积介电层以代替导电材料。一旦已形成最终层,便可使用例如暴露到溶解光致抗蚀剂材料的适当溶剂的合适技术来释放或以其它方式移除从屏蔽步骤中的每一者剩余的光致抗蚀剂材料。
虽然上文已描述本发明的各个实施例,但是应理解,所述实施例已只通过实例且无限制地呈现。在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可根据本文中的揭示内容作出对所揭示实施例的众多改变。因此,本发明的广度及范围不应受到任何上述实施例限制。实情是,本发明的范围应根据所附权利要求书及其等效者而界定。

Claims (10)

1.一种射频天线组合件,其包括:
电介质衬底;
多个导电材料层,其安置于所述电介质衬底上且布置成堆叠以形成:
传输线,其包含护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体;
第一天线辐射元件,其在所述护罩外部且具有延伸第一预定长度的伸长形态,且电连接到所述中心导体;
接地平面部件,其在所述第一天线辐射元件的近场内电耦合到所述护罩且在平行于所述伸长长度的方向上延伸;
牺牲材料,其安置于所述电介质衬底的所述表面与所述第一天线辐射元件之间;及
第一多个突片,其以间隔从所述衬底及所述接地平面中的至少一者延伸到所述天线辐射元件,所述多个突片经配置以在缺少所述牺牲材料的情况下将所述天线辐射元件悬置于所述电介质衬底的所述表面上方。
2.根据权利要求1所述的射频天线,其中所述牺牲材料进一步安置于所述中心导体与所述护罩的一或多个壁中的每一者之间的第二余隙空间内。
3.根据权利要求1所述的射频天线,其进一步包括:
所述传输线的终端部分,其是由护罩端面界定;及
所述中心导体的馈电部分,其在所述护罩端面处在所述护罩外部延伸。
4.根据权利要求3所述的射频天线,其中所述第一天线辐射元件在所述馈电部分的在所述护罩外部且远离所述护罩端面的端处电连接到所述中心导体。
5.根据权利要求4所述的射频天线,其中所述电连接是处于所述第一天线辐射元件的相对端之间的中间位置。
6.一种用于构造射频天线的方法,其包括:
在电介质衬底的表面上沉积多个层,所述多个层包含导电材料、电介质材料及牺牲材料中的每一者的至少一个层;
控制导电材料的所述至少一个层的沉积以形成:
传输线,其包含由一或多个壁形成的护罩及同轴地安置于所述护罩内且沿着所述电介质衬底的表面延伸的中心导体;
馈电端口,其包括形成于所述传输线的与所述衬底相对的第一壁上的开口;
天线馈电部分,其电连接到所述中心导体且在远离所述表面的方向上延伸穿过所述馈电端口;
第一天线辐射元件,其与所述天线馈电部分成整体式且在所述护罩外部,所述第一天线辐射元件具有横向于所述传输线的轴延伸第一预定长度的伸长形态且电连接到所述天线馈电部分;及
溶解所述牺牲材料的所述至少一个层以形成:
安置于所述至少一个护罩内的通道,其包含所述中心导体与所述护罩的一或多个所述壁中的每一者之间的第一余隙空间,借此所述中心导体驻留于所述通道中而与所述壁隔开,及
在所述电介质衬底的所述表面与所述第一天线辐射元件之间的第二余隙空间。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述控制步骤进一步包括形成与所述护罩成整体式且电连接到所述护罩的地锚及第二天线辐射元件。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述第二天线辐射元件具有横向于所述传输线的轴延伸第二预定长度的伸长形态。
9.根据权利要求6所述的方法,其中所述射频天线是第一射频天线,且所述方法进一步包括使用所述沉积、控制及溶解步骤同时形成等效于所述第一射频天线的第二射频天线。
10.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括使用所述沉积、控制及溶解步骤形成耦合到所述第一射频天线及所述第二射频天线中的每一者的至少一个RF频率分割器/组合器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107204519A (zh) * 2017-05-24 2017-09-26 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 基于平面传输线结构的电磁辐射装置
CN111697299A (zh) * 2019-03-14 2020-09-22 台湾积体电路制造股份有限公司 共面波导结构、集成电路及用于制造平面传输线的方法
CN113285217A (zh) * 2021-05-28 2021-08-20 湖南国科雷电子科技有限公司 W波段微同轴天线
US11824249B2 (en) 2019-03-14 2023-11-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Transmission line structures for millimeter wave signals

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016108867A1 (de) 2016-05-13 2017-11-16 Kathrein Werke Kg Schirmgehäuse für HF-Anwendungen
EP3615970B1 (en) 2017-04-25 2024-06-05 CommScope Connectivity Belgium BVBA Connection module for cable seal gel block
US10651569B2 (en) 2018-07-20 2020-05-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna with selectively enabled inverted-F antenna elements
US10931030B2 (en) * 2018-12-21 2021-02-23 Waymo Llc Center fed open ended waveguide (OEWG) antenna arrays

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876333B2 (en) * 2003-07-03 2005-04-05 Churng-Jou Tsai Built-in antenna configuration
US6903687B1 (en) * 2003-05-29 2005-06-07 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Feed structure for antennas
US20050190019A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Carsten Metz Low-loss transmission line structure

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8904303D0 (en) 1989-02-24 1989-04-12 Marconi Co Ltd Dual slot antenna
US5808527A (en) 1996-12-21 1998-09-15 Hughes Electronics Corporation Tunable microwave network using microelectromechanical switches
US6812718B1 (en) 1999-05-27 2004-11-02 Nanonexus, Inc. Massively parallel interface for electronic circuits
DE19941311C1 (de) 1999-08-31 2001-06-07 Cryoelectra Ges Fuer Kryoelek Bandfilter
US6587021B1 (en) 2000-11-09 2003-07-01 Raytheon Company Micro-relay contact structure for RF applications
US6600395B1 (en) 2000-12-28 2003-07-29 Nortel Networks Limited Embedded shielded stripline (ESS) structure using air channels within the ESS structure
WO2002060014A1 (en) 2001-01-26 2002-08-01 Agency For Science, Technology And Research Low cross-polarization broadband suspended plate antennas
US6982515B2 (en) 2001-09-12 2006-01-03 Brigham Young University Dual position linear displacement micromechanism
AU2002360464A1 (en) 2001-12-03 2003-06-17 Memgen Corporation Miniature rf and microwave components and methods for fabricating such components
US7026899B2 (en) 2001-12-18 2006-04-11 Kionix, Inc. Push/pull actuator for microstructures
EP1547189A4 (en) 2002-08-03 2006-11-08 Siverta Inc INTEGRATED AND SEALED SWITCH FOR MICRO-ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS
TWI238513B (en) 2003-03-04 2005-08-21 Rohm & Haas Elect Mat Coaxial waveguide microstructures and methods of formation thereof
TW578328B (en) 2003-03-28 2004-03-01 Gemtek Technology Co Ltd Dual-frequency inverted-F antenna
JP4364565B2 (ja) 2003-07-02 2009-11-18 シャープ株式会社 静電アクチュエーター,マイクロスイッチ,マイクロ光スイッチ,電子機器および静電アクチュエーターの製造方法
JP4150314B2 (ja) 2003-09-09 2008-09-17 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 90°ハイブリッド回路
JP4373954B2 (ja) 2005-04-11 2009-11-25 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 90度ハイブリッド回路
JP4489651B2 (ja) 2005-07-22 2010-06-23 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法
US7724417B2 (en) 2006-12-19 2010-05-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. MEMS switches with deforming membranes
EP1939974A1 (en) 2006-12-30 2008-07-02 Rohm and Haas Electronic Materials LLC Three-dimensional microstructures and methods of formation thereof
WO2008085779A1 (en) 2007-01-05 2008-07-17 Miradia Inc. Methods and systems for wafer level packaging of mems structures
US7898356B2 (en) 2007-03-20 2011-03-01 Nuvotronics, Llc Coaxial transmission line microstructures and methods of formation thereof
KR100957446B1 (ko) 2007-12-24 2010-05-11 순천향대학교 산학협력단 3차원 구조의 직렬 l-c 공진기 및 이를 이용한광대역통과여파기
AT508750B1 (de) 2009-08-18 2014-06-15 Austrian Ct Of Competence In Mechatronics Gmbh Vorrichtung zum übertragen von hochfrequenzsignalen
JP5263203B2 (ja) 2010-03-12 2013-08-14 オムロン株式会社 静電リレー
JP5397626B2 (ja) 2010-03-12 2014-01-22 オムロン株式会社 信号線路の構造、信号線路の製造方法及び当該信号線路を用いたスイッチ
TWI456614B (zh) 2011-12-05 2014-10-11 Giga Byte Tech Co Ltd 輸入裝置及其製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6903687B1 (en) * 2003-05-29 2005-06-07 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Feed structure for antennas
US6876333B2 (en) * 2003-07-03 2005-04-05 Churng-Jou Tsai Built-in antenna configuration
US20050190019A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Carsten Metz Low-loss transmission line structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N.U.LAU等: ""Suspended Microstrip Patch Antenna With Ground-shield Tapered Suspended Stripline Feed"", 《33RD EUROPEAN MICROWAVE CONFERENCE-MUNICH》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107204519A (zh) * 2017-05-24 2017-09-26 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 基于平面传输线结构的电磁辐射装置
CN107204519B (zh) * 2017-05-24 2023-08-04 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 基于平面传输线结构的电磁辐射装置
CN111697299A (zh) * 2019-03-14 2020-09-22 台湾积体电路制造股份有限公司 共面波导结构、集成电路及用于制造平面传输线的方法
US11515609B2 (en) 2019-03-14 2022-11-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Transmission line structures for millimeter wave signals
US11824249B2 (en) 2019-03-14 2023-11-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Transmission line structures for millimeter wave signals
CN113285217A (zh) * 2021-05-28 2021-08-20 湖南国科雷电子科技有限公司 W波段微同轴天线

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KR20150038731A (ko) 2015-04-08
KR101555171B1 (ko) 2015-10-06
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US8907849B2 (en) 2014-12-09

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