CN106469859A - 阵列天线的瓦片式系统和方法 - Google Patents

Abstract

系统可包括第一印刷电路板天线瓦且方法可提供第一印刷电路板天线瓦。第一印刷电路板天线瓦包括天线元件单元的重复图样。天线还可包括第二印刷电路板天线瓦且方法可提供第二印刷电路板天线瓦，第二印刷电路板天线瓦包括重复图样。第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦可被附接，使得天线元件维持在与越过第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦的边界的重复图样相关的X‑Y平面中的相同间隔。

Description

阵列天线的瓦片式系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及West等人的2014年6月6日提交的美国申请序列号14/300021、West等人的2014年6月6日提交的美国申请序列号14/300074和West等人的2014年6月6日提交的美国申请序列号14/300055，这些申请都被转让给本申请的受让人并特此通过引用被全部并入。

背景技术

本公开通常涉及天线系统的领域。更具体地，本公开通常涉及天线阵列的领域，包括但不限于相控阵天线系统或电子扫描阵列(ESA)天线系统，例如有源电子扫描阵列(AESA)天线系统。

天线阵列例如基于印刷电路板(PCB)和印刷配线板(PWB)的孔径(例如基于低剖面PCB的AESA辐射孔径)由于印刷电路板材料制造工具、印刷电路板腐蚀/层压过程和用于将电子部件附接到印刷电路板的组装过程和设备而具有有限的尺寸。由于所需的结构和构造技术，在低剖面天线中使用的PCB以及PWB可变得扭曲。最小化绝对多层印刷电路板扭曲并最大化印刷电路板制造产量需要在适合于PWB制造商和印刷电路组件(PCA)设施的资本化和过程的范围内依尺寸制造的孔径的使用。此外，越过常规天线的孔径的随机和确定性激发错误随着面板尺寸(例如电路板尺寸)而增加。提供较大的孔径天线是合乎需要的。

因此，存在对具有较大孔径的印刷电路板天线系统的需要。此外，存在对鲁棒的基于大孔径的AESA或具有低绝对扭曲的基于其它阵列系统的需要。然而此外，存在对用于制造大印刷电路板天线阵列的高产量、高可靠性过程的需要。甚至此外，存在对大天线阵列的低成本制造过程的需要。

发明内容

在一个方面中，本文公开的创造性概念目的在于系统和方法。系统可包括第一印刷电路板天线瓦。第一印刷电路板天线瓦包括天线元件单元的重复图样，其中每个天线元件单元包括至少三个天线元件。系统还可包括第二印刷电路板天线瓦，其包括重复图样。第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦可被附接，使得越过第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦的边界的重复图样被维持。

在另一方面中，本文公开的创造性概念目的在于系统和方法。系统可包括第一印刷电路板天线瓦。第一印刷电路板天线瓦包括天线元件单元的重复图样，其中每个天线元件单元包括至少三个天线元件。在第一组天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中。在第二组天线元件单元中的一个天线元件布置在第二行中，以及在第二组天线元件单元中的两个天线元件布置在第一行中。系统还可包括第二印刷电路板天线瓦，其包括重复图样。第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦可被附接，使得越过第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦的边界的重复图样被维持。

在另一方面中，本文公开的创造性概念目的在于制造印刷电路板天线阵列的方法。该方法包括提供第一印刷电路板天线瓦。第一印刷电路板天线瓦包括天线元件单元的重复图样，其中每个天线元件单元包括至少三个天线元件。在第一组天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中。在第二组天线元件单元中的一个天线元件布置在第二行中，以及在第二组天线元件单元中的两个天线元件布置在第一行中。该方法包括提供第二印刷电路板天线瓦，其包括重复图样，以及附接第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦，使得天线元件维持在越过第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦的边界的与重复图样相关的X-Y平面中的相同间隔。

在又一方面中，本文公开的创造性概念目的在于天线。天线包括天线瓦。天线瓦包括天线元件单元的重复图样。每个天线元件单元包括至少三个天线元件；在第一组天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中。在第二组天线元件单元中的一个天线元件布置在第二行中，以及在第二组天线元件单元中的两个天线元件布置在第一行中。天线瓦在蛇形边缘处连接到彼此；蛇形边缘配置成使得在每个天线元件单元中的天线元件在蛇形边缘处不分开。

在再一方面中，本文公开的创造性概念目的在于天线。天线包括天线瓦，其包括第一天线瓦和第二天线瓦，且天线瓦包括天线元件单元的重复图样。每个天线元件单元包括至少三个天线元件；在第一组天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中。在第二组天线元件单元中的一个天线元件布置在第二行中，以及在第二组天线元件单元中的两个天线元件布置在第一行中。天线瓦在重叠界面处连接到彼此。第一天线拼贴在重叠界面处与第二天线拼贴部分重叠。重叠界面具有宽度；第一天线瓦的一部分具有布置在至少部分地在该宽度内并在第二天线瓦上的天线元件的至少一部分的位置处的射频透明部分。

在另一方面中，本文公开的创造性概念目的在于制造天线阵列的方法。该方法包括提供第一印刷电路板天线瓦。第一印刷电路板天线瓦包括第一天线元件单元和第一部分天线元件单元的图样。第一天线元件单元包括第一导体和第二导体，且第一导体和第二导体布置在第一方向上并分离开第一间隔。第一部分天线元件单元包括布置在第一方向上的第三导体。该方法还包括提供第二印刷电路板天线瓦。第二印刷电路板天线瓦包括第二天线元件单元和第二部分天线元件单元的图样，且第二部分天线元件单元包括布置在第一方向上的第四导体。该方法还包括附接第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦，使得第二部分天线元件单元和第一部分天线元件单元形成第一完整天线元件单元。在第一印刷电路板天线瓦和第二印刷电路板天线瓦之间的第一边界布置在第三导体和第四导体之间。

附图说明

从结合附图理解的下面的详细描述中将更充分理解本文公开的创造性概念的实施方式，其中相似的参考数字表示相似的元件，其中：

图1A是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括四个子面板的天线系统的顶视图简化示意性表示；

图1B是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括两个子面板的天线系统的顶视图简化示意性表示；

图1C是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括两个子面板的天线系统的顶视图简化示意性表示；

图2是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括连接在蛇形边界处的四个子面板的天线系统的顶视图更详细的简化示意性表示；

图3是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括连接在蛇形边界处的两个子面板的天线系统的顶视图更详细的简化示意性表示；

图4是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括连接在重叠边界处的两个子面板的天线系统的顶视图更详细的简化示意性表示；

图5是在图4中示出的天线系统的侧面示意性简化表示；

图6是在图3中示出的天线系统的侧面示意性简化表示；

图7是在图3中示出的天线系统的侧面示意性简化表示；

图8是在图3中示出的天线系统的侧面示意性简化表示；

图9是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括连接成形成弯曲表面的子面板的天线系统的顶视图更详细的简化示意性表示；

图10是根据本文公开的创造性概念的一些实施方式的包括天线元件的子面板的顶视图更详细的简化示意性表示；

图11是在图10中示出的天线元件的顶视图更详细的简化示意性表示；以及

图12是示出用于连接电路板以提供天线系统的流程图。

具体实施方式

在详细描述特定的改进的系统和方法之前，应观察到，本文公开的创造性概念包括但不限于部件和电路的新颖结构组合，且不限于其特定的详细配置。相应地，部件和电路的结构、方法、功能、控制和布置主要通过容易可理解的方框表示和示意图在附图中示出，以便以对受益于本文的描述的本领域中的技术人员容易明显的结构细节不使本公开模糊。此外，本文公开的创造性概念不限于在示例性图中描绘的特定实施方式，但应根据权利要求中的语言来解释。

通常参考附图，示出并描述可在雷达、传感器和通信系统中使用的天线系统。天线系统可以是平坦表面或弯曲表面天线阵列。在一些实施方式中，可在通信、传感和/或雷达系统例如军事雷达或天气雷达系统、电子智能(ELINT)接收机、电子计数器测量(ECM)系统、电子支持测量(ESM)系统、定目标系统或其它系统中利用所述系统和方法。在一些实施方式中，系统和方法用于提供超宽带(UWB)系统。天线阵列可包括但不限于相控阵天线阵列、电子扫描阵列天线系统或电子扫描阵列(ESA)天线系统，例如有源电子扫描阵列(AESA)天线系统。

在一些实施方式中，基于印刷电路板(基于PCB)或基于印刷线路板(基于PWB)的低剖面辐射孔径例如电子扫描阵列辐射孔使用具有不被PCB制造工具、PCB腐蚀/层压过程和电子部件附接的组装过程限制的尺寸的高级印刷孔径(APA)天线系统。在一些实施方式中，天线系统由设置在多个电路板子面板上的图样或阵列中的多个天线元件组成。在一些实施方式中，APA天线系统包括连接在一起以形成较大的辐射孔径的子面板或单独电路板。在一些实施方式中，电路板由重叠边界或蛇形边界(例如正弦形边界、z字形边界、锯齿形边界等)连接以维持天线元件图样。在一些实施方式中，天线元件配置成使得边界可存在于天线元件的导体之间，且天线元件部分地设置在两个或多个电路板或子面板上。

参考图1A，天线系统100A-C包括子面板，例如电路板102、电路板104、电路板106和电路板108。电路板106和108由边界110分离。电路板102和104由边界114分离。电路板104和108由边界116分离，以及电路板102和106由边界112分离。电路板102、104、106和108根据印刷电路板技术单独地被制造并连接在边界110、112、114和116处。在一些实施方式中，在电路板102、104、106和108被连接之前，电子部件附接到电路板102、104、106和108。

在一些实施方式中，电路板102、104、106和108包括布置在图样或阵列中的天线元件122。在一些实施方式中，信号可被提供到天线元件122并在天线元件122上被接收，且可通过适当地移动在天线系统122上提供并接收的信号的相位来操纵天线系统100A-C。在一些实施方式中，天线系统由APA或其它天线阵列例如在下列申请中公开的那些天线阵列组成：West等人的2013年3月15日提交的美国申请系列号13/837934、West等人的2014年6月6日提交的美国申请系列号14/300021、West等人的2014年6月6日提交的美国申请系列号14/300074以及West等人的2014年6月6日提交的美国申请系列号14/300055、美国专利号9,024,834、美国专利号9,024,805、美国专利号8,902,114、美国专利号8,878,728、美国专利号8,743,015、美国专利号8,736,504、美国专利号8,466,846、美国专利号8,390,529、美国专利号8,217,850、美国专利号8,098,189、美国专利号7,965,249、美国专利号7,839,349、美国专利号7,688,269、美国专利号7,436,361、美国专利号7,411,472、美国专利号7,034,753、美国专利号6,995,726和美国专利号6,650,291，所有专利都被转让给本申请的受让人并特此通过引用被全部并入。在一些实施方式中，APA可由如在本文所述的子阵列组成。在一些实施方式中，子阵列可从APA被切割并如上所述被重新连接。

虽然被显示具有四个电路板102、104、106和108，天线系统100A可包括数量为n的电路板，其中n是从2到N的数字(例如N是2、3、4、5、6、8、10、100等)。在一些实施方式中，天线系统100A被配置为矩形天线系统，虽然其它形状是可能的。此外，虽然电路板102、104、106和108被示为矩形电路板，电路板102、104、106和108可具有其它形状，包括但不限于弯曲形状、菱形形状、五角形形状、三角形形状、六角形形状、八角形形状、七角形形状、圆饼形状、弯曲形状等。电路板板104、106和108可平铺或布置在一起以形成各种形状和尺寸的较大孔径。每个子阵列或电路板102、104、106和108可具有不同数量的辐射元件，且子阵列不需要在形状/轮廓上是相同的。在一些实施方式中，子阵列铺瓦可像“拼图玩具”一样配合在一起。

在一些实施方式中，电路板102、104、106和108在Z维度(相对于与电路板102、104、106和108的平坦表面相关联的XY平面垂直地)上从彼此偏移。可利用相位或时间延迟处理来补偿在Z维度上的任何小偏移。在电路板102、104、106和108的Z方向上的尺寸中的变化被显示为相对于到目标的相应标称远场视线的确定性或随机相位误差。在一些实施方式中，可有利地配置天线系统100A，使得天线元件122在较平的阵列(三角形、矩形或径向)中间隔开，使得增量X、增量Y和Z尺寸在整个平面孔径中保持不变。

子阵列场歧管(manifold)可集成到每个电路板102、104、106和108。在一些实施方式中，子阵列馈送歧管附接到电路板102、104、106和108的后侧。在子阵列内的每个辐射元件一般连接到有源发射/接收模块(TRM)有源射频器件。TRM又连接在辐射元件和馈送歧管射频输入/输出界面之间。组合器层可设置在电路板102、104、106和108后面以组合来自子阵列馈送歧管的子阵列信号。在一些实施方式中，与子阵列馈送歧管或电路板102、104、106和108相关联的处理器可实现用于Z偏移补偿的相位变化。在一些实施方式中，电路板102、104、106和108邻接以保持越过阵列的不变的增量X、增量Y和Z轴尺寸。

参考图1B，类似于天线系统100A的天线系统100B包括子面板，例如电路板152和电路板154。电路板152和154由L形边界160分离。电路板152和154可类似于电路板102、104、106和108。电路板152和154提供一般二维晶格结构(例如矩形晶格结构)。在一些实施方式中，边界160可以是配置成避免与如下讨论的天线元件的交叉的蛇形边界或重叠边界。在一些实施方式中，边界160可以是与如下讨论的天线元件交叉的边界。

参考图1C，类似于天线系统100A的天线系统100C包括子面板，例如电路板162和电路板164。电路板162和164由L形边界170分离。电路板162和164可类似于电路板102、104、106和108。电路板162和164提供一般二维晶格结构(例如三角形晶格结构)。在一些实施方式中，边界170可以是配置成避免与如下讨论的天线元件的交叉的蛇形边界或重叠边界。在一些实施方式中，边界160可以是与如下讨论的天线元件交叉的边界。

参考图2，类似于天线系统100A-C(图1A-C)的天线系统200包括电路板202、电路板204、电路板206和电路板208。电路板204和电路板208越过边界222被连接，以及电路板206和电路板202越过边界224被连接。电路板202和电路板204越过边界226被连接。电路板206和电路板208越过边界228被连接。

在一些实施方式中，使用精确锯开或其它技术来切割电路板202、204、206和208以形成沿着每个电路板202、204、206和208的相应边缘的边界222、224、226和228。在一些实施方式中，电路板202、204、206和208在完成之后(例如在腐蚀和电子部件附接之后)连接在一起。边界222、224、226、228被切割，使得所连接的边缘彼此镜像，用于电路板202、204、206和208的无缝紧密配合。

在一些实施方式中，边界222、224、226、228具有蛇形图样(例如z字形图样、锯齿图样、锯齿状图样、阶梯状图样、正弦形图样等)。在一些实施方式中，边界222、224、226、228配置成维持在天线系统200上的整个阵列中的天线元件230的图样。例如，电路板202包括布置在具有单元232和单元236的三角形图样中的天线元件230，单元232具有在较高行中的两个天线元件230和在较低行中的一个天线元件，而单元236具有在较低行中的两个天线元件230和在较高行中的一个天线元件230。在一些实施方式中，单元232和236越过电路板202、204、206和208上的阵列交替。可选地，单元232和236具有天线元件230(例如单元235)的菱形图样。

在一些实施方式中，子阵列瓦或电路板222、224、226和228在元件计数、尺寸和周长配置中的任一个方面不需要是相同的。在一些实施方式中，各种形式的子阵列瓦像“拼图”玩具一样连续地配合在一起。例如，n-omino子阵列化可用于减小寄生栅瓣的效应。在一些实施方式中，电路板222和224可类似于电路板152(图1B)、162(图1C)、154和164。

如图2所示，电路板206和208包括被设置为越过边界228的一致的三角形图样的单元252、253、254、255、256、257、258、259、260和261。边界228的形状通过允许单元257的天线元件270布置在电路板208上并允许单元256的天线元件272和274布置在电路板206上来避免破坏单元252、253、254、255、256、257、258、259、260和261的图样。边界222、224和226配置成维持在电路板202、204、206和208上的类似图样。边界222、224、226、228也用于防止电路板202、204、206和208的边缘影响靠近电路板202、204、206和208的边缘的天线元件230的操作。像天线元件100A-C(图1A-C)一样，天线系统200可具有各种形状并包括与图2所示的电路板202、204、206和208不同数量的电路板，在一些实施方式中，每个电路板具有不同的轮廓和辐射元件计数。

参考图3，天线系统的一部分300包括电路板302和电路板304。在一些实施方式中，部分300可以是上面关于图1和2讨论的天线系统100A-C或天线系统200的部分。电路板302包括在单元326中的天线元件320、天线元件322和天线元件324。电路板304包括设置在单元328中的天线元件310、天线元件312和天线元件314。在一些实施方式中，天线元件310、312、314、320、322和324可每个具有三角形或菱形形状。

边界312分离电路板302和304。边界312具有蛇形图样(例如锯齿图样、z字形图样、正弦形图样或锯齿状图样)。边界312维持与单元326和328相关的三角形图样。

在一些实施方式中，电路板302和304被处理以提供越过边界312的紧密配合。电路板302和304可被保持或配合在机械插座内以提供越过边界312的连续接地。机械分度定位销(例如在电路板302和304的安装框架内)可提供在X和Y方向上的高电路板间方向配准。在一些实施方式中，电路板302和304可搁置在径向环中例如在圆图扇区布置中。在一些实施方式中，没有金属迹线需要越过电路板302和304的所有层的边界312。

参考图4，天线系统的一部分400包括电路板402和电路板404。该部分400可以是上面关于图1和2讨论的一个或多个天线系统100A-C或天线系统200的部分。电路板402包括在单元426中的天线元件420、天线元件422和天线元件424。电路板404包括设置在单元428中的天线元件416、天线元件412和天线元件414。

电路板402和404使用重叠边界410附接到彼此。重叠边界410是笔直边界，且不需要上面关于图2和3讨论的边界312的z字形性质。重叠边界410具有宽度ΔA，其为从电路板402的边缘448到电路板404的边缘450的距离。在一些实施方式中，电路板402的边缘448在位置452处，提供较小的宽度ΔA和电路板404和404的较小重叠。在一些实施方式中，ΔA的尺寸对界面稳定性足够大且足够小以与天线元件420、458和460的一半重叠。可基于设计标准和系统参数例如板强度、天线元件尺寸、重叠的天线元件的数量等来选择其它尺寸。在一些实施方式中，在位置452和电路板402上的边缘448之间的部分不包括任何天线元件。

电路板402上的天线元件420至少部分地布置在与重叠边界410相关联的电路板404的一部分456之下。天线元件458和460类似地部分地布置在电路板404之下。在电路板404上的天线元件412布置在电路板402的一部分459之上。

在一些实施方式中，在边界410(例如部分456)处与天线420、458和460重叠的电路板404的部分相对于射频信号是透明的，使得天线元件422和458可通过电路板404发送和接收信号。在一些实施方式中，从与天线元件422和457重叠的电路板404的部分移除地平面和其它信号导体提供射频透明度。在一些实施方式中，为了透明度，电路板404的整个电路板材料在天线元件422、458和460的位置处被移除。

参考图5，电路板402设置在电路板404之下并附接在重叠边界410处。电路板404包括顶层512、中间层514和底层516。电路板402包括顶层502、中间层504和底层506。公共射频地可经由PCB连接或销530被提供到电路板402和404，PCB连接或销530将底层516连接到底层506。层502和504在射频域中是透明的或可透视里面的，使得在电路板402上的天线元件420、458和460(图4)可发送并接收信号。在一些实施方式中，层506不与天线元件420、458和460重叠。在一些实施方式中，层514与层506共面。

在一些实施方式中，对于天线孔径，在电路板402和404之间的Z尺寸中的差异(ΔB)相对于波长相对小。重叠边界410的使用提供对在重叠边界410处的天线元件414和412及420的最小扰动。在一些实施方式中，可通过信号处理来补偿在辐射元件420、458和460之上失谐的最小介质衬底。电路板402和404可布置在各种形状和尺寸——包括饼图扇区和矩形件中。

参考图6，可在包括电路板602和电路板604的一个或多个天线系统100A-C和200中利用天线系统600。电路板602和电路板604由弹性斑马条622连接。电路板602包括顶层616、中间层618和底层620。电路板604包括顶层606、中间层608和底层610。在一些实施方式中，层606和616、层608和618以及层610和620彼此共面。在一些实施方式中，使用+/-.002英寸的布线图边缘容限的光学钻孔或布线提供以+/-.002英寸的天线系统的边缘容限。在一些实施方式中，激光直接成像允许大约+/-.0015英寸的前到后布线图容限。弹性斑马条622可配置成允许边缘压缩。在一些实施方式中，与弹性斑马条622相关的边界624可以是锯齿状边界。

参考图7，在一些实施方式中，天线系统700可作为一个或多个天线系统100A-C或200被利用并包括电路板702和电路板704。电路板702由顶层706、中间层708和底层710组成。电路板704由顶层716、中间层718和底层720组成。支撑层722可设置在电路板704之下并附接到电路板层702。支撑层712可设置在电路板702之下并附接到底层710。在一些实施方式中，支撑层712和722是刚性介质、半导体或金属衬底。

在一些实施方式中，桥结构730越过可以是蛇形边界的边界731连接电路板702和704。桥结构730包括桥接导体730、导体732、导体734、导体736、导体738、导体740、桥接导体742和导体744。导体734是连接到导体740的接地通孔或销，导体740是接地通孔或销。导体734经由导体732和734及桥接导体746耦合到导体740。在一些实施方式中，导体736是耦合到导体734的信号通孔或销，导体734也是信号通孔或销。导体734经由桥接导体742耦合到导体740。

在一些实施方式中，导体736、导体738和桥接导体742布置在导体744、导体740、导体732、导体734和桥接导体746内。在一些实施方式中，在电路板704中的导体740和734耦合到支撑层712和722。在一些实施方式中，可通过焊接来产生在桥接结构730和支撑层712和722及层710和720之间的附接。

参考图8，天线系统800包括电路板802和电路板810。电路板802包括顶层806、中间层808、中间层810和底层812。电路板802包括顶层816、中间层818、中间层820和底层822。电路板802和电路板804由搭接接头830耦合。在电路板802和804之间的连接可使用在层818和层810之间的焊接连接来产生。在802和804之间的RF互连也可以是非接触电场耦合技术，如通常在本领域中已知的。

参考图9，天线系统900可提供成形的天线系统，包括球形、弯曲或其它形状的表面。在一些实施方式中，天线系统900是双重弯曲表面。天线系统900包括可类似于电路板102和104(图1A)或电路板202和204(图2)的电路板902、904和906。

电路板904可经由弯曲接头910附接到电路板902。电路板902、904和906可被布置为在图9中被示为六角形或6边形的n边平面小面(其中N是等于或大约3的数字)。在一些实施方式中，挠性电路板可用于提供电路板902、904和906的馈送歧管或挠性电路和脊形PCB子组件的组合。

在一些实施方式中，使用斑马条来实现弯曲接头910。在一些实施方式中，斑马条在小弯曲角下是有效的。在更极端的角下，导电桥可用于附接电路板902和904。在一些实施方式中，可利用具有挠性电路插入机构的搭接接头。

参考图10，天线元件1001的阵列1000包括在可类似于电路板102和104(图1A)的电路板1005和1007上的天线元件1002。多个天线元件1001设置在电路板1005上，以及多个天线元件1001设置在电路板1007上。在一些实施方式中，天线元件1002是菱形的并设置成与其它菱形天线元件在紧密的空间关系中。天线元件1002可有利地被分裂，使得天线元件1002的部分布置在不同的子面板或电路板上(例如天线元件1002部分地在电路板1005上且部分地在电路板1007上)。在一些实施方式中，其它天线元件1001设置有在电路板1005上的天线元件1002的部分，以及其它天线元件1001设置有在电路板1007上的天线元件1002的部分。

天线元件1002包括水平地布置的导体1004和1006。在从天线元件的中心点1009偏移并在分离导体1004和1006的垂直间隙1010之外的位置处为天线元件1002提供关键电路部件1008。此外，每个导体1006和1004通过水平间隙1111彼此分离。在一些实施方式中，天线元件1002可沿着垂直间隙1010或水平间隙1111被切割或分离，同时避免切割导体1004和1006及关键电路部件1008。

在一些实施方式中，天线元件1002的左半部分1020在电路板1005(或子面板)上，而天线元件1002的右半部分1022在电路板1007(或子面板)上。在一些实施方式中，导体1006和1004电容地或射频地耦合到彼此，而没有直接电接触。

在一些实施方式中，与天线元件1002相关的每层每个包括垂直间隙1010和水平间隙1111。在一些实施方式中，垂直间隙1010是722.4密尔宽，而水平间隙1111是1251.1密尔宽。此外，与天线元件1002相关的电路板1005和1007可具有较高的介电常数(例如3.63)以增加在与天线元件1002相关的每层之间的电容。在一些实施方式中，在天线元件1002中的铜到铜之间的间距是10.5密尔。

参考图11，天线元件1002可被划分、切割或越过边界1204、边界1206和/或边界1208被重新连接。边界1206沿着与各种层1030、1032和1034(图11)相关的间隙1010设置在导体1004和1006之间。边界1204和1208沿着与各种层1030、1032和1034(图11)相关的间隙1111设置在导体1004和1006之间。在一些实施方式中，边界1204、1206和1208不干扰关键电路部件1008。相应地，可使用在子面板(例如电路板1005和1007)之间的边界处分裂的天线元件1001来制造天线阵列100或200。边界可在不同的方向(例如从彼此垂直)上延伸，使得子面板可以用任何方式被铺瓦。

参考图12，流程1300用于制造天线系统100A-C或200(图1和2)。在操作1302，创建包括天线元件(例如天线元件122、230、1001、1002d等)的电路板(例如102和104或202和204)。在一些实施方式中，在操作1302中附接电路元件。在一些实施方式中，电路板的边缘具有蛇形边缘或为重叠界面配置的边缘。在一些实施方式中，边缘未设置有蛇形边缘或重叠界面，且第一电路板在与第二电路板板的边缘处的部分天线元件(例如天线元件1002的右半部分1022)匹配的边缘处具有部分天线元件(例如天线元件1002的左半部分1020)。

在操作1304，连接电路板。在一些实施方式中，使用关于图3-9讨论的边界来连接电路板。在一些实施方式中，可使用支撑介质来连接电路板。在一些实施方式中，电路板可配合在一起，附接到支撑介质。例如，可使用在板1005和1007之下的刚性板并将电路板1005和1007附接到支撑介质来附接电路板1005和1007，使得天线元件1002是完整的元件。在操作1304，在一些实施方式中，电路板被附接以维持在天线元件之间的XY移位并维持三角形或菱形图样。

如在各种示例性实施方式中所示的系统和方法的结构和布置仅仅是例证性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施方式，很多修改是可能的(例如在各种元件和电路板的尺寸、维度、结构、形成和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、方位等方面的变化)。例如，元件和子面板的位置可反转或否则改变，且分立元件或位置的性质或数量可变更或改变。相应地，所有这样的修改被规定为被包括在本文公开的创造性概念的范围内。根据可选的实施方式，任何操作流程或方法操作的顺序或次序可改变或重排序。可在示例性实施方式的设计、操作条件和布置方面做出其它替换、修改、变化和省略而不偏离在本文公开的创造性概念的范围。

Claims (20)

1.一种天线，包括：

多个天线瓦，其包括天线元件单元的重复图样，每个所述天线元件单元包括至少三个天线元件，其中至少两个所述天线瓦在蛇形边缘处连接到彼此，所述蛇形边缘配置成使得在每个天线元件单元中的所述天线元件在所述蛇形边缘处不分开。

2.如权利要求1所述的天线，其中所述蛇形边缘具有锯齿和正弦波形状中的至少一个，其中所述天线瓦每个具有不同的形状、天线元件计数或轮廓。

3.如权利要求1或2所述的天线，其中所述重复图样是三角形图样和菱形图样之一，其中在第一组所述天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组所述天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中，其中在第二组所述天线元件单元中的一个天线元件布置在所述第二行中，以及在第二组所述天线元件单元中的两个天线元件布置在所述第一行中。

4.如权利要求1到3中的任一项所述的天线，其中所述多个天线瓦具有布置在所述天线的共面顶表面中的天线元件。

5.如权利要求1到4中的任一项所述的天线，其中所述多个天线瓦附接到提供在所述多个天线瓦之间的连接的机械插座。

6.如权利要求1到5中的任一项所述的天线，其中所述多个天线瓦经由提供在所述多个天线瓦之间的连接的弹性斑马条被附接。

7.如权利要求1到6中的任一项所述的天线，其中所述多个天线瓦每个附接到安装面板，以及其中信号桥布置在接地桥内，以及其中所述信号桥和所述接地桥耦合到所述多个天线瓦和所述安装面板的相应导体。

8.一种天线，包括：

多个天线瓦，其中所述多个天线瓦包括第一天线瓦和第二天线瓦，所述天线瓦包括天线元件单元的重复图样，其中每个所述天线元件单元包括至少三个天线元件，其中在第一组所述天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组所述天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中，其中在第二组所述天线元件单元中的一个天线元件布置在所述第二行中，以及在第二组所述天线元件单元中的两个天线元件布置在所述第一行中，其中所述第一天线瓦和所述第二天线瓦在重叠界面处连接到彼此，其中所述第一天线拼贴在所述重叠界面处与所述第二天线拼贴部分重叠，其中所述重叠界面具有宽度，其中所述第一天线瓦的一部分具有布置在至少部分地在所述宽度内并在所述第二天线瓦上的天线元件的至少一部分的位置处的射频透明部分。

9.如权利要求8所述的天线，其中所述第一天线瓦和第二天线瓦每个包括顶层、中间印刷电路板层和底接地层，所述顶层包括所述天线元件，其中所述重接界面具有阶梯状横截面形状。

10.如权利要求9所述的天线，其中所述第一天线瓦和第二天线瓦经由从所述第一天线瓦的所述底接地层延伸到所述第二天线瓦的所述底接地层的至少一个销被附接。

11.如权利要求10所述的天线，其中所述至少一个销穿过所述第一天线瓦的所述顶层延伸。

12.如权利要求9到11中的任一项所述的天线，其中在所述位置处没有所述第一天线拼贴的所述接地层。

13.如权利要求8到12中的任一项所述的天线，其中所述重复图样是三角形图样和菱形图样之一。

14.如权利要求8到13中的任一项所述的天线，其中所述第一天线瓦和第二天线瓦具有非共面顶表面。

15.如权利要求8到14中的任一项所述的天线，还包括相位延迟或时间延迟控制电路，其中所述相位延迟或时间延迟控制电路配置成为在所述第一天线瓦和第二天线瓦之间的Z轴差异提供相位补偿。

16.如权利要求8到15中的任一项所述的天线，其中所述第一天线瓦和第二天线瓦是矩形的或圆饼形的。

17.一种制造印刷电路板天线阵列的方法，所述方法包括：

提供第一印刷电路板天线瓦，其中所述第一印刷电路板天线瓦包括天线元件单元的重复图样，其中每个所述天线元件单元包括至少三个天线元件，其中在第一组所述天线元件单元中的一个天线元件布置在第一行中，以及在第一组所述天线元件单元中的两个天线元件布置在第二行中，其中在第二组所述天线元件单元中的一个天线元件布置在所述第二行中，以及在第二组所述天线元件单元中的两个天线元件布置在所述第一行中；

提供第二印刷电路板天线瓦，其包括所述重复图样；以及

附接所述第一印刷电路板天线瓦和所述第二印刷电路板天线瓦，使得所述天线元件维持在越过所述第一印刷电路板天线瓦和所述第二印刷电路板天线瓦的边界的、与所述重复图样相关联的X-Y平面中的相同间隔。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述边界具有锯齿形和正弦波形之一。

19.一种制造天线阵列的方法，所述方法包括：

提供第一印刷电路板天线瓦，其中所述第一印刷电路板天线瓦包括第一天线元件单元和第一部分天线元件单元的图样，其中所述第一天线元件单元包括第一导体和第二导体，以及其中所述第一导体和所述第二导体布置在第一方向上并分离开第一间隔，其中所述第一部分天线元件单元包括布置在所述第一方向上的第三导体；

提供第二印刷电路板天线瓦，其中所述第二印刷电路板天线瓦包括第二天线元件单元和第二部分天线元件单元的图样，其中所述第二部分天线元件单元包括布置在所述第一方向上的第四导体；以及

附接所述第一印刷电路板天线瓦和所述第二印刷电路板天线瓦，使得所述第二部分天线元件单元和所述第一部分天线元件单元形成第一完整天线元件单元，以及其中在所述第一印刷电路板天线瓦和所述第二印刷电路板天线瓦之间的第一边界布置在所述第三导体和所述第四导体之间。

20.如权利要求19所述的方法，还包括：

提供第三印刷电路板天线瓦，其中所述第一印刷电路板天线瓦包括第三天线元件单元和第三部分天线元件单元的图样，其中所述第三部分天线元件单元包括第五导体和第六导体，以及其中所述第二印刷电路板天线瓦包括第四部分天线元件单元，其中所述第四部分天线元件单元包括布置在所述第一方向上的第七导体和第八导体；以及

附接所述第三印刷电路板天线瓦和所述第二印刷电路板天线瓦，使得所述第三部分天线元件单元和所述第四部分天线元件单元形成第二完整天线元件单元，以及其中在所述第三印刷电路板天线瓦和所述第二印刷电路板天线瓦之间的第二边界布置在所述第五导体和所述第六导体以及所述第七导体和所述第八导体之间，其中所述第一边界和所述第二边界在非平行方向上延伸。