CN109004375B - 天线集成印刷线路板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及天线集成印刷线路板及其制造方法。具体地，公开了一种改进天线集成印刷线路板(IAiPWB)，该IAiPWB包括印刷线路板(PWB)、第一辐射元件以及第一分离过孔。该PWB具有底面，并且第一辐射元件被集成到PWB中。第一辐射元件具有第一辐射器。第一探针与第一辐射器和第一分离过孔信号通信，其中，第一分离过孔的一部分在底面处被集成到PWB中。

Description

天线集成印刷线路板及其制造方法
技术领域
本公开涉及天线，更具体地涉及印刷线路板(PWB)上的集成天线。
背景技术
通过设置在平面中隔开的许多甚至数千辐射元件，来构造相控阵天线。在操作中，电子地控制各辐射元件的输出。来自辐射元件的相控信号的叠加引起可以在没有天线的任何物理移动的情况下转向的波束模式。在被称为有源阵列天线的一种相控阵天线中，各辐射元件关联有包括放大器和移相器的电子器件。通常，有源阵列天线架构的分布式性质提供例如功率管理、可靠性、系统性能以及信号接收和/或发送方面的优点。然而，与辐射元件关联的电子器件通常使得有源阵列天线比无源阵列天线更厚。另外，目前，微波和更高频率下的有源阵列天线由于它们的高成本，且由于集成特别是在高于10GHz的频率下的所需电子器件、辐射结构以及射频(RF)、直流(DC)以及逻辑分配网络的难度，而具有有限的使用。
通常，必须在宽扫描角度上(例如，在正60度到负60度上)转向的有源阵列天线的辐射元件之间所需的间隔(即，元件间间隔)，在中心操作频率的波长的1/2的量级上。用于各辐射元件的接收电子器件或发送电子器件必须安装在与元件间间隔对应的投射区域内。在雷达的情况下，接收和发送电子器件这两者必须占用该有限间隔。
设计具有有限间隔的相控阵天线的已知方法包括使用三维(3D)封装架构，该3D封装架构包括：相控阵天线(或相控阵天线的一部分)，该相控阵天线集成到被称为天线集成印刷线路板(AiPWB：antenna integrated printed wiring board)的信号部件中；和砖式样紧凑相控阵天线模块(砖模块)，该砖模块容纳驱动和控制AiPWB中的辐射元件的电子器件。该方法使用一个或更多个垂直定向的砖模块来容纳电子器件、芯片载体以及分配网络。该方法允许使用水平定向的AiPWB。砖模块的垂直定向允许用于给定操作频率的相控阵天线的辐射元件的合适网格间距。J.A.Navarro的2007年10月30日公布的标题为“MillimeterWave Antenna”的美国专利7289078和Worl等人的2008年6月17日公布的标题为“Methodand System For Angled RF connection Using Flexible Substrate”的美国专利7388756中描述了该方法的示例，这两个专利归属于伊利诺斯州芝加哥的波音公司，并且此处以引证的方式将这两个专利全文并入。
这些已知方法使用将垂直组件(即，砖模块)连接到水平组件(即，AiPWB)的电连接，其中，电连接在垂直与水平组件上的附接点之间弯曲近似90度。
例如，在图1中，示出了经由接合线106连接砖模块102与AiPWB 104的传统互连构造100，该构造将手动形成的线接合用于将垂直组件连接到水平组件。在该示例中，例示了具有将AiPWB 104(即，垂直组件)电连接到砖模块102(即，水平组件)的足够长度的接合线106。接合线106经由接合焊盘110和连接点112附接到砖模块102的表面层108。
通常，在接合线106使用导电环氧树脂电连接到AiPWB 104时建立近似90度RF连接。在该示例中，可以针对砖模块创建多个线接合，例如，可以创建每砖模块80个线接合。手动操纵线接合，并且同样手动涂敷导电环氧树脂114。由此可见，这些手动处理步骤繁琐且可能非常昂贵。
转到图2，在图2中，示出了具有刚挠(rigid-flex)AiPWB 202与砖模块204之间的成角度RF连接的组件200的改进已知方法。在该示例中，以作为示例可以是90度的角来形成耳片(tab)206。耳片206提供刚挠AiPWB 202与砖模块204之间的挠性链接。
由于耳片206的挠性结构，砖模块204上的线接合焊盘208和耳片206上的线接合焊盘210紧密接近且在同一平面上。作为超过图2所述的之前示例的改进，该方法允许使用自动化线接合机，来分别创建砖模块204上的接合212和耳片206上的接合214。在该示例中，接合线216短且紧紧地被控制，这使信号劣化最小化。另外，在该示例中，因为迹线218和接地平面220形成微带，该微带贯穿耳片206的过渡长度保持阻抗受控，所以组件200提供阻抗受控信号环境。在组装处理期间，接地平面220可以由导电环氧树脂222连接到砖模块204。
在图3A和图3B中，示出了使用图2所述的组件200的已知3D组件300。3D组件300包括用于微波天线组件的辐射器单元302，且使用刚挠AiPWB 304来构造。在图3B中，示出了90度成角度连接的近视图306。在该示例中，耳片206具有两个信号迹线308，该两个信号迹线用接合线216连接到砖模块204，线接合焊盘208和210的紧密接近允许使用短接合线216。
虽然有图2所示的示例的改进，但该方法仍然需要线接合和成角度耳片206，这是为了完成AiPWB和砖模块的模块组装而需要其自己的组装步骤的挠性互连。这仍然导致潜在的产量损失和高劳动成本。由此可见，需要具有高性能和降低劳动成本的改进相控阵列天线实施方案。
发明内容
公开了一种改进天线集成印刷线路板(IAiPWB：improved antenna integratedprinted wiring board)。IAiPWB包括印刷线路板(PWB)、第一辐射元件以及第一分离过孔。PWB具有底面，并且第一辐射元件被集成到PWB中。第一辐射元件具有第一辐射器。第一探针与第一辐射器和第一分离过孔(split-via)信号通信，其中，第一分离过孔的一部分在底面处被集成到PWB中。
可以使用一方法在PWB上制造IAiPWB，该方法包括以下步骤：从多个PWB层沿着垂直中心轴产生PWB堆。PWB堆包括顶侧、底侧、第一探针以及第一辐射器；并且第一探针包括顶部和底部，其中，该顶部与第一辐射器信号通信。该方法然后从PWB堆的顶侧去除第一材料，以产生用于第一辐射元件的第一颈部，并且从PWB堆的底侧去除第二材料，以在第一探针的底侧处产生第一分离过孔。该方法然后可以在PWB堆的顶侧上添加第一导电层，并且在PWB堆的底侧上添加第二导电层。该方法然后在第一辐射元件处从PWB堆的顶侧去除第一导电层的第一部分，从第一分离过孔的第一侧从PWB堆的底侧去除第二导电层的第一部分，并且从第一分离过孔的第二侧从PWB堆的底侧去除第二导电层的第二部分。
本发明的其他装置、设备、系统、方法、特征以及优点在检查以下附图和具体实施方式时，将对于本领域技术人员是清楚或将对于本领域技术人员变得清楚。预期的是，所有这种另外的系统、方法、特征以及优点被包括在该描述内、在本发明的范围内，并且受所附权利要求保护。
附图说明
可以通过参照以下附图来更佳地理解本发明。附图中的部件不必是等比例，重点反而置于例示本发明的原理。在附图中，同样的附图标记贯穿不同视图指定对应的零件。
图1示出了天线集成印刷线路板(AiPWB)与砖式样紧凑相控阵天线模块(砖模块)之间的传统连接。
图2示出了具有刚挠AiPWB与砖模块204之间的成角度RF连接的组件的改进已知方法。
图3A示出了使用已知AiPWB和砖模块界面的微波天线的单位单元。
图3B示出了AiPWB与砖模块之间的界面的细节。
图4A是根据本公开的改进天线集成印刷线路板(IAiPWB)的实施方案的示例的立体图。
图4B是根据本公开的、图4A所示的IAiPWB的顶视图。
图4C是根据本公开的、图4A和图4B所示的IAiPWB的底视图。
图4D是根据本公开的、图4A至图4C所示的IAiPWB的侧视图。
图4E是根据本公开的、图4A至图4D所示的IAiPWB的前视图。
图4F是根据本公开的、用于与图4A至图4E所示的IAiPWB一起使用的辐射元件的实施方案的示例的剖面顶视图。
图4G是根据本公开的矩形辐射元件的实施方案的示例的剖面顶视图。
图4H是根据本公开的正方形辐射元件的实施方案的示例的剖面顶视图。
图5是根据本公开的辐射元件的实施方案的示例的系统底部立体图。
图6是根据本公开的天线模块的侧视图。
图7是根据本公开的、并入八(8)个图6所示的天线模块的天线系统的立体图。
图8是根据本公开的分离过孔和线接合界面的实施方案的示例的近视立体图。
图9是根据本公开的、连接到砖模块的一部分的IAiPWB的实施方案的示例的部分侧视图。
图10A是根据本公开的、印刷线路板(PWB)中的IAiPWB的实施方案的示例的顶视图。
图10B是根据本公开的、(图10A所示的)IAiPWB的实施方案的示例的剖面前视图。
图10C是根据本公开的、(图10A和图10B所示的)IAiPWB的两个辐射器的实施方案的示例的剖面顶视图。
图11是根据本公开的、用于制造图4A至图10C所示的IAiPWB的方法的实施方案的示例的流程图。
图12是根据本公开的图11所示的方法的、产生PWB堆步骤的子方法的实施方案的示例的流程图。
图13A是示出了根据本公开的初始PWB堆的实施方案的示例的剖面侧视图。
图13B是示出了根据本公开的、借助初始PWB堆产生第一探针过孔和第二探针过孔的实施方案的示例的剖面侧视图。
图13C是示出了根据本公开的、用导电材料填充的第一探针过孔和第二探针过孔的剖面侧视图。
图13D是示出了根据本公开的、产生第一辐射器和第二辐射器的实施方案的示例的剖面侧视图。
图13E是示出了根据本公开的、由初始PWB堆产生PWB堆的实施方案的示例的剖面侧视图。
图13F是根据本公开的、示出了以下内容的图13E的剖面侧视图：示出了被钻以形成第一连接过孔的底面，并且第二连接填充有另外的导电材料，该导电材料将第一连接过孔电连接至第一探针过孔和第二探针过孔的导电材料。
图13G是根据本公开从PWB堆的顶面去除第一材料且从底面去除第二材料。
图13H是示出了根据本公开的、PWB堆以及第一导电层和第二导电层的组合的实施方案的示例的剖面侧视图。
图13I是示出了根据本公开的IAiPWB的实施方案的示例的剖面侧视图。
图14是根据本公开的IAiPWB的另一个实施方案的示例的部分侧视图。
具体实施方式
公开了一种改进天线集成印刷线路板(IAiPWB)。IAiPWB包括印刷线路板(PWB)、第一辐射元件、以及第一分离过孔。PWB具有底面，并且第一辐射元件被集成到PWB中。第一辐射元件具有第一辐射器。第一探针与第一辐射器和第一分离过孔信号通信，其中，第一分离过孔的一部分在底面处被集成到PWB中，并且第一探针与在底面处被集成到PWB中的第一分离过孔的一部分信号通信。
可以使用如下方法在PWB上制造IAiPWB，该方法包括以下步骤：由多个PWB层沿着垂直中心轴产生PWB堆。PWB堆包括顶侧、底侧、第一探针以及第一辐射器；并且第一探针包括顶部和底部，其中，顶部与第一辐射器信号通信。该方法然后从PWB堆的顶侧去除第一材料，以产生用于第一辐射元件的第一颈部，并且从PWB堆的底侧去除第二材料，以在第一探针的底侧处产生第一分离过孔。该方法然后可以在PWB堆的顶侧上添加第一导电层，并且在PWB堆的底侧上添加第二导电层。该方法然后在第一辐射元件处从PWB堆的顶侧去除第一导电层的第一部分，从第一分离过孔的第一侧从PWB堆的底侧去除第二导电层的第一部分，并且从第一分离过孔的第二侧从PWB堆的底侧去除第二导电层的第二部分。
改进天线集成印刷线路板(IAiPWB)
图4A至图4F描述了根据本公开的IAiPWB 400。具体地，在图4A中，示出了根据本公开的IAiPWB 400的实施方案的示例的立体图。在该示例中，示出了在充当接地平面的顶板434上具有十六(16)个辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432的IAiPWB 400。顶板434由导电材料来构造，该导电材料可以为金属，诸如铜、铝、金或其他导电电镀金属。
本领域普通技术人员将理解，代替十六(16)个辐射元件，对于IAiPWB 400的设计，IAiPWB 400可以包括任意多个辐射元件。在该示例中，IAiPWB 400被示出为辐射元件的2*8阵列，这些辐射元件与砖式样紧凑相控阵天线模块(砖模块)信号通信，该砖模块容纳驱动并控制IAiPWB 400中的辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432的电子器件。另外，在该示例中，辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432沿着顶板434隔开，以形成基于完整天线阵列的设计预定的网格结构。IAiPWB 400可以限定单个2*8天线阵列或更大天线阵列的一部分，其中，IAiPWB 400是更大天线阵列的单个2*8辐射元件。基于IAiPWB 400是否是更大天线阵列的一部分和更大天线阵列的辐射元件的网格结构，IAiPWB 400的边缘436可以是弯曲或笔直的，其中，边缘436允许多个IAiPWB以维持更大天线阵列的辐射元件之间的合适元件间间隔的方式放置在一起。
在该立体图中，辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432中的每一个被示出为从顶板434沿法线方向向外延伸，并且具有电镀有与顶板434相同导电材料的颈部。在该示例中，各辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432的顶部被示出为，具有可以是独立辐射元件的表面的未覆盖顶部的非电镀材料，或覆盖独立辐射元件的表面的电介质材料。在该示例中，IAiPWB 400的布局示出了多个辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432在是由X轴437A和Y轴437B定义的X-Y平面的第一平面435中沿着顶板434隔开。各个辐射元件402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430以及432的颈部在可以是沿着Z轴437C的X-Z平面或Y-Z平面的第二平面439中从第一平面435向外延伸。在该示例中，第一平面435具有第一方位，并且第二平面439具有第二方位，其中，第二方位与第一方位垂直或近似垂直。
在图4B中，示出了根据本公开的IAiPWB 400的顶视图，并且在图4C中，示出了根据本公开的IAiPWB 400的底视图。在该示例中，底视图示出了在IAiPWB 400的底面442上且在边缘436下方的第一壁架(ledge)438和第二壁架440，其中，第一壁架438和第二壁架440形成底部壁架面444。在该示例中，IAiPWB 400包括从IAiPWB 400的底面442向外延伸的多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460以及461和多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476以及477。底部壁架面444可以电镀有可以与顶板434导电材料相同的底部导电材料478。底部导电材料478可以充当接地平面，并且可以包括在多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460以及461和多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476以及477周围的多个开孔，以便不使它们短路。底部壁架面444还可以包括：使IAiPWB 400与对应砖模块界面连接并对齐的第一导销479和第二导销480。
在图4D中，示出了根据本公开的IAiPWB 400的侧视图，并且在图4E中，示出了根据本公开的IAiPWB 400的前视图。在该示例中，多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460以及461和多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476以及477各包括第一部分和第二部分。通常，多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460以及461和多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476以及477这两者的所有第一部分被集成到底面442中。
具体地，在图4D中，子多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452以及453和子多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468以及469被示出为从IAiPWB 400的底面442伸出。
子多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452以及453和子多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468以及469中的各个分离过孔的第一部分集成到IAiPWB400的PWB的底面442中，并且子多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452以及453和子多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468以及469中的各个分离过孔的第二对(如分别在第一分离过孔和第二分离过孔446、462、447、463、448、464、449、465、450、466、451、467、452、468、453以及469的各个对的第二部分对481A、481B、481C、481D、481E、481F、481G以及481H中示出的)被示出为集成到壁架438中。
在图4E中，示出了第一辐射器402和第二辐射器404。如图所示，在图4D中，第一分离过孔446的第二部分被示出为集成到第一壁架438中，并且第一分离过孔470的第二部分被示出为集成到第二壁架440中。转到图4F，示出了根据本公开的辐射元件404的实施方案的示例的剖面顶视图。图4F中的剖面顶视图沿着图4E所示的切割平面A-A’482观察辐射元件404。
在该示例中，辐射元件404被形成和/或蚀刻在印刷线路板(PWB)484上。辐射元件404可以包括第一辐射器486和第二辐射器488。第一辐射器486由与T/R模块(未示出)信号通信的第一探针(未示出)来馈送，并且第二辐射器488由也与T/R模块(未示出)信号通信的第二探针(未示出)馈送。在该示例中，沿着第一平面435设置第一辐射器486和第二辐射器。
在该示例中，第一辐射器486可以辐射第一种极化(诸如例如，垂直极化或右旋圆极化)，并且第二辐射器488可以辐射正交于第一极化的第二种极化(诸如例如，水平极化或左旋圆极化)。该示例中同样示出了辐射元件404的颈部490，该颈部如早前描述的电镀有与顶板434相同的导电材料。在该示例中，颈部490是充当用于第一辐射器486和第二辐射器488的柱形波导(例如，为“罐”或“管”的形状)的导电壁的接地和/或隔离元件。另外，在该示例中，可选的接地过孔492被示出为与第一辐射器486与第二辐射器488之间的颈部490同心。如果存在，则可选的接地过孔492充当帮助调整辐射元件404的带宽的接地柱。本领域普通技术人员理解，辐射元件404可以包括基于IAiPWB 400的期望设计参数的不同类型的构造。例如，如果仅期望一个极化，则辐射元件404可以仅包括第一辐射器486，并且如果期望另一个极化，则辐射元件404可以仅包括第二辐射器488。
本领域普通技术人员理解，对于该示例，柱形波导例如且不限制地通常将支持TM01、TM02、TM11、TE01以及TE11操作模式。然而，在没有一般化损失(loss ofgeneralization)的情况下，本领域普通技术人员还理解，对于一些其他类型的应用，辐射元件的颈部的其他类型的波导结构可以是适当的，诸如例如，矩形、正方形、椭圆形或其他等效类型的波导。
转到图4G和图4H，示出了根据本发明的矩形辐射元件493和正方形辐射元件494的示例。具体地，在图4G中，示出了根据本公开的矩形辐射元件493的实施方案的示例的剖面顶视图。在该示例中，矩形辐射元件493是可以具有沿着X轴437A的宽壁495A和沿着Y轴437B的窄壁495B的矩形波导。在该示例中，矩形辐射元件493可以包括矩形辐射元件493内的矩形波导辐射器496。本领域普通技术人员理解，矩形波导辐射器496的示例例如可以为短偶极子，该短偶极子可以激励矩形辐射元件493内的操作模式，诸如例如且不限制地为TE10、TE11、TE01、TE21、TE20、TM11以及TM21。如早前描述的，矩形波导辐射器496可以与向矩形波导辐射器496馈送的探针(即，向图4F中的第一辐射器486馈送的第一探针)信号通信。本领域普通技术人员还理解，基于期望的辐射模式和极化，矩形辐射元件493可以另选地被定位为使得宽壁495A沿着Y轴437B，并且窄壁495B沿着X轴437A。
另选地，在图4H中，示出了根据本公开的正方形辐射元件494的实施方案的示例的剖面顶视图。在该示例中，正方形辐射元件494可以是具有在长度上近似相等的第一壁497A和第二壁497B的近似正方形波导。第一壁497A可以沿着X轴437A，并且第二壁497B可以沿着y轴437B。此外，和矩形辐射元件493不同，在该示例中，正方形辐射元件494可以包括正方形辐射元件494内的第一正方形波导辐射器498A和第二正方形波导辐射器498B。在该示例中，第一正方形波导辐射器498A和第二正方形波导辐射器498B这两者例如可以为短偶极子，该短偶极子可以激励矩形辐射元件493内的操作模式，诸如例如且不限制地为TE10、TE11、TE01、TE21、TE20、TM11以及TM21。
如早前描述的，第一正方形波导辐射器498A可以与向第一正方形波导辐射器498A馈送的第一探针(即，向图4F中的第一辐射器486馈送的第一探针)信号通信，并且第二正方形波导辐射器498B可以与向第二正方形波导辐射器498B馈送的第二探针(即，向图4F中的第二辐射器488馈送的第二探针)信号通信。本领域普通技术人员理解，基于期望的辐射模式和极化，正方形辐射元件494可以产生水平或垂直线性极化的辐射模式，或右旋或左旋圆极化的辐射模式。
本领域普通技术人员此外理解，术语“过孔”是穿过PWB的路径，并且通常代表“垂直互连通路”。本领域普通技术人员还理解，IAiPWB的或与其关联的电路、部件、模块和/或装置被描述为与彼此信号通信，其中，信号通信指电路、部件、模块和/或装置之间的任意类型的通信和/或连接，该通信和/或连接允许电路、部件、模块和/或装置传递和/或接收来自另一个电路、部件、模块和/或装置的信号和/或信息。通信和/或连接可以沿着电路、部件、模块和/或装置之间的任意信号路径，该信号路径允许信号和/或信息从一个电路、部件、模块和/或装置传递到另一个，并且包括无线或有线信号路径。信号路径可以是物理的，诸如例如导线、电磁波导、电缆附接和/或电磁或机械联接终端、半导或电介质材料或装置、或其他类似物理连接或联接。另外，信号路径可以是非物理的，诸如自由空间(在电磁传播的情况下)或穿过数字部件的信息路径，在这些信息路径中，通信信息以变化的数字格式从一个电路、部件、模块和/或装置传递到另一个，而不穿过直接电磁连接。
在图5中，示出了根据本公开的辐射元件500的实施方案的示例的系统底部立体图。在该示例中，透明地绘制辐射元件500的颈部502，以示出与第一探针506信号通信的第一辐射器504、与第二探针510信号通信的第二辐射器508以及可选的接地过孔512的实施方案的示例。在该示例中，颈部502被示出为从顶板514伸出。为了便于例示，未示出在与IAiPWB 400的边缘436对应的顶板514下方的PWB的电介质层材料。然而，本领域普通技术人员理解，它存在且稍后将在本公开中更详细地描述。示出了可以与第一壁架438或第二壁架440二者之一对应的壁架516，并且示出了与底部壁架面444对应的底部壁架面518。
在该示例中，示出了分别与对应的第一探针506和第二探针510信号通信的第一分离过孔520和第二分离过孔522。另外，示出了电连接顶板514和底部壁架面518中的第一接地过孔524和第二接地过孔526。如早前描述的，在该示例中，底部壁架面518可以包括底部导电材料478的镀层。
对于该底部立体图，第一辐射器504、第二辐射器508、顶板514以及底部壁架面518被示出为，位于由具有第一方位的X轴528和Y轴530定义的X-Y平面(即，第一平面)中的水平组装结构。第一探针506、第二探针510、可选的接地平面过孔512被示出为，在具有第二方位的第二平面中沿着Z轴532延伸的、IAiPWB 400内的垂直结构。如早前讨论的，第二方位与第一方位近似垂直(即，90度)。而且，如早前讨论的，第一分离过孔520和第二分离过孔522是都具有水平部分(该部分与第一探针506和第二探针510信号通信)和位于壁架516上的垂直部分。水平部分是集成到PWB中的、分离过孔的第一部分，并且垂直部分是集成到壁架516中的、分离过孔的第二部分。更具体地，在该示例中，第一分离过孔520的第一部分534被示出为集成在PWB中，第一分离过孔520的第二部分536被示出为集成在壁架516中，第二分离过孔522的第一部分538被示出为集成在PWB中，并且第二分离过孔522的第二部分540被示出为集成到壁架516中。由此可见，在该示例中，第一分离过孔520的第二部分536和第二分离过孔522的第二部分540允许在不需要使线接合弯曲近似90度的挠性结构的情况下，沿着垂直方位(即，在沿着Z轴532的第二平面中)将IAiPWB 400线接合到砖模块。
在图6中，示出了根据本公开的天线模块600的侧视图。在该示例中，天线模块600包括IAiPWB 602和砖模块604。砖模块604包括馈送网络606和多个T/R模块608。本领域普通技术人员理解，因为在高频率(例如，大于46GHz)下，辐射元件的阵列网格通常为砖模块604上的电子器件留下非常小的余地，所以通常使用砖模块604。由此可见，砖模块604将电子器件和其他部件安排在垂直组件(即，沿着Z轴610的第二平面)中，该垂直组件需要与是水平组件(即，沿着由X轴612和Y轴614定义的X-Y平面的第一平面)的IAiPWB 602界面连接。因为分离过孔由于分离过孔的一部分被定位为沿着壁架的表面是平坦的，而允许将连接线接合到垂直方位(即，第二方位)的砖模块604，所以IAiPWB 602中的多个第一分离过孔446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460以及461和多个第二分离过孔462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476以及477，使得砖模块604能够在不需要从砖模块604的垂直方位到IAiPWB 602的水平方位的挠性弯曲的情况下，将各辐射元件电连接到砖模块604中的对应T/R模块。由此可见，分离过孔允许IAiPWB 602相对于砖模块604以近似90度安装。通常，天线系统可以包括与天线模块600类似的多个天线模块，所述多个天线模块被放置在一起，以形成具有包括多个IAiPWB的辐射元件的更大二维水平网格的更大天线系统。作为示例，在图7中，示出了根据本公开的、并入八(8)个天线模块(包括天线模块600)的天线系统700的实施方案的示例的立体图。
转到图8，示出了根据本公开的分离过孔和线接合界面800的实施方案的示例的近视立体图。在该示例中，过孔和线接合界面800是沿着壁架806(该壁架806可以是第一壁架438或第二壁架440二者之一)的、IAiPWB 802与砖模块804之间的界面。如稍后描述的，壁架806可以借助具有多个连续过孔的PWB的层由镂铣(例如，切割)、雕刻或蚀刻来形成。通过形成(即，切割或蚀刻)导致壁架806的边缘，第一分离过孔808和第二分离过孔810的第二部分被分别形成为第一侧触点812和第二侧触点814，该两个触点可以用于将第一分离过孔808和第二分离过孔810电连接到砖模块804的线接合处理中。在该示例中，第一分离过孔808与第一探针816信号通信，并且第二分离过孔810与第二探针818信号通信。
在该示例中，砖模块804包括向IAiPWB 802馈送并控制IAiPWB 802的操作的电子装置(未示出)和信号分配网络。为了例示简单的目的，砖模块804仅被示出为具有第一信号迹线820、第二信号迹线822、第一线接合焊盘824以及第二线接合焊盘826。第一信号迹线820与第一线接合焊盘824信号通信，并且第二信号迹线822与第二线接合焊盘826信号通信。第一线接合焊盘824然后经由第一线接合828电连接到第一侧触点812，并且第二线接合焊盘826经由第二线接合830电连接到第二侧触点814。
如所例示的，第一分离过孔808和第二分离过孔810的第一侧触点812和第二侧触点814分别与它们的对应线接合焊盘824和826在大致平面(例如，在平行平面中)，以促进线接合连接。这样，第一信号迹线820和第二信号迹线822上的发送信号832和834以及接收信号836和838分别借助砖模块804和IAiPWB 802上的对应天线元件上的互联网络由发送器和接收器之间的线接合，而穿过气槽(例如，气隙)840。
在图9中，示出了根据本公开的、连接到砖模块902的一部分的IAiPWB 900的实施方案的示例的部分侧视图。如早前描述的，砖模块902经由一个或更多个线接合(例如，第一线接合828和第二线接合830)与IAiPWB 900信号通信，该一个或更多个线接合将第一信号迹线820电连接到第一分离过孔808，并且将第二信号迹线822电连接到第二分离过孔810。在各种实施方式中，一个或更多个线接合可以用于各连接。在该示例中，接地过孔904也被示出为与砖模块902上的接地平面906信号通信。而且，IAiPWB 900包括颈部908，该颈部908为柱形状且连续电镀有导电材料。如早前描述的，颈部908以形成围绕辐射元件内的辐射器的真正连续柱形波导的方式，围绕IAiPWB 900中的各辐射元件。作为制造的示例，导电材料可以使用可从美国康涅狄格州罗杰斯市的罗杰斯公司商购的、具有大约3.00的介电常数的
Figure GDA0003000828350000131
3202(即，Ro3202)材料来制造。作为示例，辐射元件912的直径910可以为0.105英寸。而且，在辐射元件912的顶侧上可以布置电介质材料914。电介质材料可以由可从美国宾夕法尼亚州费城的C-Lec塑料公司商购的
Figure GDA0003000828350000132
组成。作为示例，
Figure GDA0003000828350000133
电介质部分的直径916可以为0.114英寸。
基于图4A至图9和关联的描述，公开了一种IAiPWB，该IAiPWB包括：PWB，该PWB具有底面；第一辐射元件；以及第一分离过孔，该第一分离过孔与第一探针信号通信。第一辐射元件包括第一辐射器和与第一辐射器信号通信的第一探针，其中，第一辐射元件被集成到PWB中。第一分离过孔包括在底面处被集成到PWB中的第一部分。
IAiPWB还可以包括：第一辐射元件中的第二辐射器，该第二辐射器也被集成到PWB中；和第二分离过孔。第一辐射元件然后将还包括与第二辐射器信号通信的第二探针。第二探针然后与第二辐射器信号通信，并且第二分离过孔与第二探针信号通信。第二分离过孔的第一部分也在底面处被集成到PWB中。第一辐射元件可以包括接地过孔，该接地过孔接近第一辐射器和第二辐射器，其中，接地过孔也被集成到PWB中。
PWB在底面处包括壁架，并且第一分离过孔的第二部分被集成到壁架中。第二分离过孔的第二部分也被集成到壁架中。在该示例中，第一辐射器沿着具有第一方位的第一平面来设置，第一分离过孔的第二部分沿着具有第二方位的第二平面被集成到壁架中，并且第二方位与第一方位近似垂直。IAiPWB还包括形成围绕第一辐射元件的圆柱的电镀导电材料的颈部。
通常，IAiPWB的使用的示例可以包括Q频带的视线通信系统，或Ka频带的雷达系统。
制造IAiPWB
转到图10A至图10C，示出了根据本公开的、在PWB 1002中实施IAiPWB 1000的示例的变化视图。在图10A中，示出了根据本公开的、IAiPWB 1000在PWB 1002中的实施方案的示例的顶视图。
在图10B中，示出了根据本公开的、IAiPWB 1000在PWB 1002中的实施方案的示例的剖面前视图。图10B是都观察图10A的IAiPWB 1000的、沿着切割平面B-B’1006的切除部分1004和切割平面C-C’1008的一部分的组合剖面前视图。
转到图10C，示出了根据本公开的两个辐射元件402和404的实施方案的示例的剖面顶视图。在图10C中，示出了观察IAiPWB 1000的顶部的、沿着切割平面D-D’1012的IAiPWB1000的切除部分1010的剖面顶视图。在该示例中，第一辐射元件402和第二辐射元件408这两者被示出为，分别包括第一辐射器1014和1016、第二辐射器1018和1020、以及接地过孔1022和1024，并且与早前关于图4D描述的相同。
返回到图10B，切除部分1004被示出为由垂直中心线1030分为PWB 1002的第一部分1026和PWB 1002的第二部分1028。第一部分1026是与第一辐射元件402对应的PWB 1002的部分，并且第二部分1028是与第二辐射元件408对应的PWB1002的部分。第一部分1026示出了沿着切割平面B-B’1006的PWB 1002的切除部分，而第二部分1028示出了沿着切割平面C-C’1008的PWB 1002的切除部分。由此可见，第一部分1026示出了第一辐射器1014、第一接地过孔1022、以及将第一辐射器1014连接到PWB 1002的后侧1034的第一馈送探针1032。和第一部分1026不同，第二部分1028仅示出了PWB 1002的切除部分的一部分。具体地，第二部分1028也被分成顶部1036和底部1038，其中，顶部1036示出了第二辐射元件408的颈部1040，并且底部1038示出了第二部分1028中的PWB 1002的切除部分。颈部1040被示出为电镀有与顶板434相同的导电材料。底部1038示出了沿着切割平面C-C’1008的PWB 1002的切除部分，该切除部分1000比沿着切割平面B-B’1006的PWB 1002的切除部分更远地进入到IAiPWB 1000中。由此可见，底部1038示出了第二接地过孔1024的底部和第二辐射元件408的第一馈送探针1042。
在该示例中，IAiPWB 1000使用分离过孔设计来制造IAiPWB 1000，该IAiPWB 1000具有从砖模块604的垂直组件的垂直平面过渡到IAiPWB 1000的水平组件的水平平面的信号路径。通常，IAiPWB 1000可以为用于之前已知的AiPWB的“插入式”(drop-in)替换项，该替换项显著改善插入损耗(例如，改善至少1dB)，并且显著降低制造的组装成本。更具体地，IAiPWB 1000可以是前端双极化辐射器过渡，该过渡更高效(即，具有更少插入损耗)且显著降低与已知AiPWB关联的制造的组装成本。
在本公开中，制造IAiPWB 1000的处理包括PWB堆积增加和减去处理。本领域普通技术人员理解，目前，术语PWB和印刷电路板(PCB)通常可互换地使用。传统上，PWB或蚀刻线路板通常指没有嵌入式部件的板，并且PCB通常指如下板，该板使用导电轨或迹线、焊盘以及从层压到非导电基板上的铜片蚀刻的其他特征，机械支撑并电连接电子部件。而且，具有电子部件的已填充PCB传统上被称为印刷电路组件(PCA)、印刷电路板组件或PCB组件(PCBA)。然而，目前，术语PCB通常用于指裸板和已组装板，并且PWB通常废弃不用或与PCB可互换地使用。由此可见，为了本公开的目的，术语PWB和PCB被认为是可互换的，并且覆盖已填充和未填充板这两者。
更具体地，转到图11，示出了根据本公开的、用于制造图4A至图10C所示的IAiPWB的方法1100的实施方案的示例的流程图。该方法通过由多个PWB层沿着垂直中心轴产生1102PWB堆开始。PWB堆包括顶侧、底侧、第一探针以及第一辐射器；并且第一探针包括顶部和底部，其中，顶部与第一辐射器信号通信。该方法然后从PWB堆的顶侧去除1104第一材料，以产生用于第一辐射元件的第一颈部，并且从PWB堆的底侧去除1106第二材料，以在第一探针的底侧处产生第一分离过孔。该方法然后在PWB堆的顶侧上添加1108第一导电层，并且在PWB堆的底侧上添加1110第二导电层。该方法然后在第一辐射元件处从PWB堆的顶侧去除1112第一导电层的第一部分，并且从第一分离过孔的第一侧从PWB堆的底侧去除1114第二导电层的第一部分。该方法然后从第一分离过孔的第二侧从PWB堆的底侧去除1116第二导电层的第二部分，并结束。
在第一辐射元件中的两个或更多个辐射器的情况下，如图4F所示，PWB堆还可以包括第二探针和第二辐射器，其中，第二探针也包括顶部和底部，并且顶部与第二辐射器信号通信(如图4F所示)。在该示例中，第一辐射器486和第二辐射器488分别与第一探针和第二探针信号通信。
在IAiPWB中的两个或更多个辐射元件的情况下，如图4A至图10C所示，PWB堆还可以包括至少第二辐射元件。作为示例，IAiPWB 400包括至少第一辐射元件402和第二辐射元件404。在该示例中，第二辐射元件404也可以包括第一辐射器、第二辐射器、第一探针以及第二探针，其中，第一辐射器与第一探针信号通信，并且第二辐射器与第二探针信号通信。在该示例中，IAiPWB 400将包括至少四个辐射器和四个探针。
在该示例中，方法1100将还包括以下步骤：从PWB堆的顶侧去除第一材料，以产生用于第二辐射元件的第二颈部；以及从PWB堆的底侧去除第二材料，以在第二辐射元件的第一探针的底侧处产生第一分离过孔。该方法1100还可以包括以下步骤：从PWB堆的底侧去除第二材料，以在第一辐射元件的第二探针的底侧处产生第二分离过孔，并且在第二辐射元件的第二探针的底侧处产生第二分离过孔。在该示例中，该方法1100还在第二辐射元件处从PWB堆的顶侧去除第一导电层的第二部分，并且从第一探针的第二分离过孔的第一侧、第二探针的第一和第二分离过孔的第一侧，从PWB堆的底侧去除第二导电层的第一部分。该方法1100然后还从用于第一探针的第二分离过孔的第二侧、以及第二探针的第一和第二分离过孔的第二侧，从PWB堆的底侧去除第二导电层的第二部分。
在图12中，示出了根据本公开的方法1100的、产生1102PWB堆步骤的子方法的实施方案的示例的流程图。一旦用多个不同材料层制造PWB堆，则产生1102PWB堆的步骤还包括：在第一辐射元件处从PWB堆的顶侧向PWB堆的底侧钻出1200第一探针过孔；用导电过孔材料填充1202第一探针过孔；以及在第一辐射元件的顶侧上产生1204第一辐射器，其中，第一辐射器电连接到第一探针过孔的导电过孔材料。该产生步骤1102还可以包括：在第二辐射元件处从PWB堆的顶侧向PWB堆的底侧钻出第二探针过孔；用导电过孔材料填充第二探针过孔；以及在第二辐射元件的顶侧上产生第一辐射器，其中，第一辐射器电连接到第二探针过孔的导电过孔材料。本领域普通技术人员理解，可以对于第一和第二辐射元件内的第二辐射器和第二探针重复(或同时执行)相同处理。
在图13A至图13D中，示出了如由图12所示的方法步骤1102描述的、产生PWB堆的实施方案的示例的剖面侧视图。转到图13A，示出了根据本公开的初始PWB堆1300的实施方案的示例的剖面侧视图。在该示例中，初始PWB堆1300包括多个材料层，所述多个材料层在该示例中包括：六(6)个导电层1302、1304、1306、1308、1310以及1312，三(3)个电介质核心层1314、1316以及1318，和两(2)个预浸渍(预浸)层1320和1322。如这里所用的，术语预浸指用合成树脂预浸渍纤维材料。初始PWB堆1300沿着垂直中心轴1323来制造。
本领域普通技术人员理解，在PWB(或PCB)设计中，通过将多层材料层压在一起来产生PWB堆，其中，通常PWB层包括：电介质核心层(通常被称为“核心)被夹在两个导电层之间的多层结构。核心通常为“硬”电介质材料，诸如例如，具有阻燃的环氧树脂粘结剂的编织玻璃纤维布的阻燃4(FR-4)玻璃增强的环氧树脂层板复合材料。这两个导电层通常是层压到核心两侧的铜箔层。本领域普通技术人员理解，术语“核心”有时用于描述被夹在两个铜箔层压导电层之间的核心的完整结构，然而在本公开中，术语“核心”应通常用于描述铜箔层板之间的核心材料(即，RF-4)。作为示例，可以由科罗拉多州的极光高级电路公司(Advanced Circuits of Aurora,CO)来产生RF-4材料。
通常，预浸层是用树脂粘合剂浸渍的纤维编织层。然而，与核心层不同，预浸层通常被预干燥但不硬化，使得如果受热，则预浸的材料流动并粘到其他层。由此可见，通常，预浸层用于将其他层粘在一起。在该示例中，导电层1302、1304、1306、1308、1310以及1312可以是具有近似0.7密耳厚度的铜箔。
在该示例中，第一核心1314被示出为夹在第一导电层1302与第二导电层1304之间。第二核心1318被示出为夹在第三导电层1304与第四导电层1308之间，并且第三核心1318被示出为，夹在第五导电层1310与第六导电层1312之间。而且，在该示例中，第二导电层1304用第一预浸层1320附接到第三导电层1306，并且第四导电层1308用第二预浸层1322附接到第五导电层1310。
在图13B中，示出了根据本公开的、借助初始PWB堆1300产生第一探针过孔1324和第二探针1326过孔的实施方案的示例的剖面侧视图。第一探针过孔1324和第二探针过孔1326通过以下方式来产生：从初始PWB堆1300的顶侧1328向初始PWB堆1300的底侧1330钻出1200第一探针过孔1324和第二探针过孔1326。第一探针过孔1324与第一探针对应并包括顶部和底部，并且第二探针过孔1326与第二探针对应而且包括顶部和底部。在该示例中，钻出操作可以包括用机械钻头或激光钻孔钻出。
在图13C中，示出了根据本公开的、用导电材料1332填充1202的第一探针过孔1324和第二探针过孔1326的剖面侧视图。在该示例中，导电材料1332可以是导电过孔填塞浆料或导电填充材料，诸如例如，由北卡罗来纳州的三角研究园的杜邦公司(DuPont ofResearch Triangle Park,NC)生产的
Figure GDA0003000828350000181
在图13D中，示出了根据本公开的、产生1204第一辐射器1334和第二辐射器1336的实施方案的示例的剖面侧视图。在该示例中，第一辐射器1334和第二辐射器1336可以通过从PWB堆1300蚀刻掉第一导电层1302来产生。
在图13E中，示出了根据本公开的、由初始PWB堆1300产生PWB堆1338的实施方案的示例的剖面侧视图。在该示例中，第四预浸层1344和第五电介质核心层1346附接到初始PWB堆1300的顶侧1328，并且第三预浸层1340和第四电介质核心层1342附接到初始PWB堆1300，这导致具有顶面1348和底面1350的PWB堆1338。
在图13F中，示出了底面1350，该底面被钻孔为形成第一连接过孔1352和第二连接1354，该第二连接1354填充有另外的导电材料1356，该另外导电材料1356将第一连接过孔1352电连接到第一探针过孔1324和第二探针过孔1326的导电材料1332。该处理的结果产生用于产生在图11的方法1100中描述的IAiPWD中的PWB堆1338。在这些示例中，应该理解的是，为了便于例示，在图13A至图13I中未示出图4F、图5、图10B或图10C的可选接地过孔492、512、1022或1024，然而，接地过孔可以可选地存在，以提高辐射元件的电性能。
在图13G中，根据本公开，从PWB堆1338的顶面1348去除第一材料，并且从底面1350去除第二材料。在该示例中，所去除的第一材料导致产生用于第一辐射元件的第一颈部1358，和用于第二幅射元件的第二颈部。另外，来自底面1350的所去除的第二材料导致从第一连接过孔1352产生第一分离过孔1348，并且从第二连接过孔1354产生第二分离过孔1350。
在该示例中，可以使用镂铣(routing)或蚀刻处理从PWB堆1338的顶面1348去除第一材料的第一部分。可以用从顶面1348到第三导电层1306的后部缩短金属化层的控制深度镂铣，来执行第一材料的去除。而且，可以用控制深度镂铣来执行第二材料的去除，该控制深度镂铣从底面1350开始，并且部分割穿连续的第一连接过孔1352和第二连接过孔1354中的一个或更多个，以形成壁架1358，该壁架1358在一个或更多个雕出区域(carve-outregion)中包括第一连接过孔1352处的第一壁架和第二连接过孔1354处的第二壁架。作为示例，分离过孔1360和1362可以用高速镂铣机或切割装置来切割大致一半，以在第一连接过孔1352和第二连接过孔1354这两者的侧上形成接触部分。如果第一连接过孔1352和第二连接过孔1354是伸长过孔，则分离过孔1360和1362的顶部和侧部这两者可以用作线接合地点。
在该示例中，部分割穿第一材料的、从顶面1348开始的控制深度镂铣，产生第一开孔区域1360、第二开孔区域1362以及第三开孔区域1364。在这些示例中，理解的是，第一材料包括第一电介质核心层1314、第二导电层1304、第一预浸层1320、第四电介质核心层1342、以及第三预浸层1340。而且，第二材料包括第五电介质核心层1342。
转到图13H，示出了根据本公开的、PWB堆1338以及第一导电层1368和第二导电层1370的组合1366的实施方案的示例的剖面侧视图。在图13I中，示出了根据本公开的IAiPWB1372的实施方案的示例的剖面侧视图。在该示例中，已经在第一辐射元件1376处从PWB堆1338的顶面1348去除第一导电层1368的第一部分1374，并且已经在第二辐射元件1380处从PWB堆1338的顶面1348去除第一导电层1368的第二部分1378。另外，已经从PWB堆1338的底面1350去除在第一分离过孔1384的第一侧处的第二导电层1370的第一部分1382，和在第二分离过孔1386的第一侧处的、从底面1350开始的第二导电层1370的第一部分1385。而且，已经在第一分离过孔1384的第二侧处从PWB堆1338的底面1350去除第二导电层1370的第二部分1387，并且已经在第二分离过孔1386的第二侧处从PWB堆1338的底面1350去除第二导电层1370的第二部分1388。
在这些示例中，辐射元件的颈部的高度1390近似为65.1密耳，辐射元件的直径近似为105密耳，IAiPWB 1372的底座的宽度1392近似为13.1密耳，并且壁架高度1394近似为9.4密耳。在该示例中，导电层1304、1306、1308、1310以及1312可以是具有近似0.7密耳厚度的铜箔，预浸层1340、1320、1322以及1344可以具有从3密耳到4密耳变化的厚度。电介质核心层1342、1314、1316、1318以及1346可以具有从8密耳到44密耳变化的厚度，其中，辐射元件中的电介质核心层1414可以为近似44密耳，并且覆盖辐射器1334和1336的第四电介质核心层1342可以近似为12密耳。辐射器1334和1336的厚度可以近似为1.4密耳，并且可以从导电层1306突出近似47密耳。第二探针过孔1324和第二探针过孔1326的直径可以近似为7密耳，并且分离过孔1384和1386的底部厚度可以近似为6密耳。
图14是根据本公开的IAiPWB 1400的另一个实施方案的示例的部分侧视图。与图13A至图13I所示的示例相比，图14示出了用于IAiPWB 1400的PWB堆的堆积的示例值。在该示例中，探针叠加层1402可以近似为12密耳，第一核心层1404可以近似为44密耳，并且探针叠加层1402与第一核心层之间的预浸层1406可以近似为4密耳。第二核心层1408可以近似为8密耳，并且第三核心层1410可以近似为8密耳。第一核心层1404和第二核心层1408可以由可以近似为4密耳的第二预浸层1412来附接。第二核心层1408和第三核心层1410可以由第三预浸层1414来附接，该第三预浸层1414可以近似为3密耳。第一辐射元件的直径1416和第二辐射元件的直径1418可以都近似为0.105英寸。
进一步地，本公开包括根据以下条款的示例：
条款1.一种改进天线集成印刷线路板(IAiPWB)，该IAiPWB包括：印刷线路板(PWB)，该PWB具有底面；第一辐射元件，该第一辐射元件具有第一辐射器和第一探针，该第一探针与第一辐射器信号通信，其中，第一辐射元件被集成到PWB中；以及第一分离过孔，该第一分离过孔与第一探针信号通信，其中，第一分离过孔的第一部分在底面处被集成到PWB中。
条款2.条款1的IAiPWB，所述IAiPWB还包括：第二分离过孔，其中，第一辐射元件还包括：第二辐射器；和第二探针，该第二探针与第二辐射器信号通信，其中，第二辐射器也被集成到PWB中，并且其中，第二分离过孔与第二探针信号通信，其中，第二分离过孔的第一部分在底面处被集成到PWB中。
条款3.条款2的IAiPWB，其中，第一辐射元件还包括接地过孔，该接地过孔在第一辐射器和第二辐射器附近，其中，接地过孔被集成到PWB中。
条款4.条款2的IAiPWB，其中，PWB在底面处包括壁架，并且其中，第一分离过孔的第二部分被集成到壁架中。
条款5.条款4的IAiPWB，其中，第一辐射器沿着具有第一方位的第一平面来设置，其中，第一分离过孔的第二部分沿着具有第二方位的第二平面被集成到壁架中，并且其中，第二方位与第一方位近似垂直。
条款6.条款2的IAiPWB，其中，PWB在底面处包括壁架，其中，第一分离过孔的第二部分被集成到壁架中，并且其中，第二分离过孔的第二部分被集成到壁架中。
条款7.条款6的IAiPWB，其中，第一辐射器和第二辐射器沿着具有第一方位的第一平面来设置，其中，第一分离过孔的第二部分沿着具有第二方位的第二平面被集成到壁架中，其中，第二分离过孔的第二部分沿着具有第二方位的第二平面被集成到壁架中，并且其中，第二方位与第一方位近似垂直。
条款8.条款1的IAiPWB，所述IAiPWB还包括在第一辐射元件周围的、电镀导电材料的颈部。
条款9.条款8的IAiPWB，其中，电镀导电材料的颈部形成第一辐射元件周围的柱形波导、矩形波导、正方形波导或椭圆形波导。
条款10.条款1的IAiPWB，所述IAiPWB还包括：第二辐射元件，该第二辐射元件具有第二辐射器和第二探针，该第二探针与第二辐射器信号通信，其中，第二辐射元件也被集成到PWB中；以及第二分离过孔，该第二分离过孔与第二探针信号通信，其中，第二分离过孔的第一部分在底面处被集成到PWB中。
条款11.条款10的IAiPWB，所述IAiPWB还包括：第三分离过孔；第四分离过孔，其中，第一辐射元件还包括第三辐射器和第三探针，该第三探针与第三辐射器信号通信，其中，第三辐射器也被集成到PWB中，其中，第二辐射元件还包括第四辐射器和第四探针，该第四探针与第四辐射器信号通信，其中，第四辐射器也被集成到PWB中，其中，第三分离过孔与第三探针信号通信，其中，第三分离过孔的第一部分在底面处被集成到PWB中，并且其中，第四分离过孔与第四探针信号通信，其中，第四分离过孔的第一部分在底面处被集成到PWB中。
条款12.一种在印刷线路板(PWB)上制造改进天线集成印刷线路板(IAiPWB)的方法，该方法包括以下步骤：从多个PWB层沿着垂直中心轴产生PWB堆，其中，PWB堆具有顶面、底面、第一探针、以及第一辐射器，其中，第一探针具有顶部和底部，并且其中，第一探针的顶部与第一辐射器信号通信；从PWB堆的顶面去除第一材料，以产生用于第一辐射元件的第一颈部；从PWB堆的底面去除第二材料，以在第一探针的底面处产生第一分离过孔；在PWB堆的顶面上添加第一导电层；在PWB堆的底面上添加第二导电层；在第一辐射元件处从PWB堆的顶面去除第一导电层的第一部分；在第一分离过孔的第一侧处从PWB堆的底面去除第二导电层的第一部分；以及在第一分离过孔的第二侧处从PWB堆的底面去除第二导电层的第二部分。
条款13.条款12的方法，其中，在第一辐射元件处从PWB堆的顶面去除第一导电层的第一部分包括一下步骤：镂铣或蚀刻第一导电层的第一部分。
条款14.条款13的方法，其中，第一导电层和第二导电层包括铜。
条款15.条款12的方法，所述方法还包括以下步骤：从PWB堆的顶面去除第一材料，以产生用于第二辐射元件的第二颈部；从PWB堆的底面去除第二材料，以在第二探针的底侧处产生第二分离过孔；在第二辐射元件处，从PWB堆的顶面去除第一导电层的第二部分；从第二分离过孔的第一侧，从PWB堆的底侧去除第二导电层的第二部分；以及从第二分离过孔的第二侧，从PWB堆的底侧去除第二导电层的第二部分。
条款16.条款15的方法，其中，产生PWB堆包括以下步骤：产生包括三个电介质核心层的初始PWB堆，其中，各核心层具有变化的厚度并包括两个预浸渍层。
条款17.条款16的方法，其中，产生PWB堆还包括以下步骤：从顶面向底面钻出第一探针过孔，用导电过孔材料填充第一探针过孔，以及在顶侧上产生电连接到第一探针过孔的导电过孔材料的第一辐射器。
条款18.条款17的方法，其中，产生PWB堆还包括以下步骤：在PWB堆的顶面上添加第一电介质层，以覆盖第一辐射器。
条款19.条款18的方法，其中，产生PWB堆还包括以下步骤：在PWB堆的底侧上添加第二电介质层，穿过第二电介质层到第一探针的底部钻出第一底部过孔，以及用导电过孔材料填充第一底部过孔。
条款20.条款18的方法，其中，从PWB堆的底侧去除第二材料以在第一探针的底侧处产生第一分离过孔包括以下步骤：执行从底侧开始且部分割穿第一探针的底部以形成第一分离过孔的控制深度镂铣。
条款21.条款17的方法，其中，导电过孔材料包括铜。
条款22.条款17的方法，其中，从PWB堆的顶面去除第一材料以产生用于第一辐射元件的第一颈部包括以下步骤：执行从顶侧到后部缩短的金属化层的控制深度镂铣，其中，从顶侧到后部缩短的金属化层的控制深度镂铣提供一个或更多个雕出区域。
将理解的是，可以在不偏离本发明的范围的情况下，改变本发明的各种方面或细节。本发明不是穷尽的且不将所要求保护的发明限于所公开的精确形式。此外，前面描述仅用于例示的目的，而不是用于限制的目的。鉴于上述描述修改例和变型例是可行的，或者可以从实践本发明来获取。权利要求及其等同物限定本发明的范围。
在实施方案的一些另选示例中，块中注释的功能可以在附图中所注释的顺序之外发生。例如，在一些情况下，连续示出的两个块可以大致同时执行，或者块有时可以以相反的顺序来执行，这取决于所涉及的功能。同样，除了流程图或框图中的所例示块之外，还可以添加其他的块。
对实施方案的不同示例的描述是为了例示和描述的目的而提出的，并非旨在穷尽，或者限于所公开形式的示例。许多修改例和变型例对于本领域普通技术人员将是明显的。进一步地，实施方案的不同示例与其他可期望示例相比可以提供不同的特征。选择并描述所选示例以最好地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域其他普通技术人员能够理解本公开的各种示例，以及适合于所设想的具体用途的各种修改。

Claims (17)

1.一种天线集成印刷线路板AiPWB(400)，所述AiPWB包括：
印刷线路板PWB(484)，该PWB具有底面(442)，其中，所述PWB在所述底面处包括壁架(438、440、516)；
第一辐射元件，该第一辐射元件具有：
第一辐射器；以及
第一探针(506)，该第一探针(506)与所述第一辐射器信号通信，其中，所述第一辐射元件被集成到所述PWB中；以及
第一分离过孔，该第一分离过孔与所述第一探针信号通信，
其中，所述第一分离过孔的第一部分(534)在所述底面处被集成到所述PWB中，
其中，所述第一分离过孔的第二部分(536)被集成到所述壁架中，并且
其中，所述第一分离过孔的第一部分(534)为水平部分，而所述第一分离过孔的第二部分(536)为垂直部分。
2.根据权利要求1所述的AiPWB，所述AiPWB还包括：
第二分离过孔，
其中，所述第一辐射元件还包括：
第二辐射器；以及
第二探针(510)，该第二探针(510)与所述第二辐射器信号通信，
其中，所述第二辐射器也被集成到所述PWB中，并且
其中，所述第二分离过孔与所述第二探针信号通信。
3.根据权利要求2所述的AiPWB，其中，所述第一辐射元件还包括接地过孔(492、512)，该接地过孔(492、512)在所述第一辐射器和所述第二辐射器附近，其中，所述接地过孔被集成到所述PWB中。
4.根据权利要求2所述的AiPWB，
其中，所述第二分离过孔的第一部分在所述底面处被集成到所述PWB中。
5.根据权利要求4所述的AiPWB，
其中，所述第一辐射器沿着具有第一方位的第一平面(435)来设置，
其中，所述第一分离过孔的所述第二部分沿着具有第二方位的第二平面(439)被集成到所述壁架中，并且
其中，所述第二方位与所述第一方位近似垂直。
6.根据权利要求2所述的AiPWB，
其中，所述第二分离过孔的第二部分(540)被集成到所述壁架中。
7.根据权利要求6所述的AiPWB，
其中，所述第一辐射器和所述第二辐射器沿着具有第一方位的第一平面来设置，
其中，所述第一分离过孔的所述第二部分沿着具有第二方位的第二平面被集成到所述壁架中，
其中，所述第二分离过孔的所述第二部分沿着具有第二方位的所述第二平面被集成到所述壁架中，并且
其中，所述第二方位与所述第一方位近似垂直。
8.根据权利要求1所述的AiPWB，所述AiPWB还包括在所述第一辐射元件周围的、电镀导电材料(434)的颈部(490、502)。
9.根据权利要求8所述的AiPWB，其中，所述电镀导电材料的颈部形成所述第一辐射元件周围的正方形波导或椭圆形波导。
10.根据权利要求8所述的AiPWB，其中，所述电镀导电材料的颈部形成所述第一辐射元件周围的柱形波导。
11.根据权利要求8所述的AiPWB，其中，所述电镀导电材料的颈部形成所述第一辐射元件周围的矩形波导。
12.根据权利要求1所述的AiPWB，所述AiPWB还包括：
第二辐射元件，该第二辐射元件具有：
第二辐射器；以及
第二探针，该第二探针与所述第二辐射器信号通信，其中，所述第二辐射元件也被集成到所述PWB中；以及
第二分离过孔，该第二分离过孔与所述第二探针信号通信，其中，所述第二分离过孔的第一部分(534)在所述底面处被集成到所述PWB中。
13.根据权利要求12所述的AiPWB，所述AiPWB还包括：
第三分离过孔；以及
第四分离过孔，
其中，所述第一辐射元件还包括：
第三辐射器；以及
第三探针，该第三探针与所述第三辐射器信号通信，
其中，所述第三辐射器也被集成到所述PWB中，
其中，所述第二辐射元件还包括：
第四辐射器；以及
第四探针，该第四探针与所述第四辐射器信号通信，
其中，所述第四辐射器也被集成到所述PWB中，
其中，所述第三分离过孔与所述第三探针信号通信，其中，所述第三分离过孔的第一部分在所述底面处被集成到所述PWB中，并且
其中，所述第四分离过孔与所述第四探针信号通信，其中，所述第四分离过孔的第一部分在所述底面处被集成到所述PWB中。
14.一种在印刷线路板PWB(1300)上制造天线集成印刷线路板AiPWB(400)的方法(1100)，所述方法包括以下步骤：
从多个PWB层沿着垂直中心轴(1323)产生PWB堆(1338)，其中，所述PWB堆具有：
顶面，
底面，
第一探针，以及
第一辐射元件的第一辐射器，
其中，所述第一探针具有顶部和底部，并且
其中，所述第一探针的所述顶部与所述第一辐射器信号通信；
从所述PWB堆的所述顶面去除第一材料，以产生用于所述第一辐射元件的第一颈部；
从所述PWB堆的底面去除第二材料，以在所述第一探针的底面处产生第一分离过孔，其中，所述第一分离过孔的第一部分在所述PWB堆的所述底面处被集成到所述PWB堆中，其中，所述第一分离过孔的第二部分在所述PWB堆的所述底面处被集成到壁架中，并且其中，所述第一分离过孔的第一部分为水平部分，所述第一分离过孔的第二部分为垂直部分；
在所述PWB堆的所述顶面上添加第一导电层；
在所述PWB堆的所述底面上添加第二导电层；
在所述第一辐射元件处，从所述PWB堆的所述顶面去除所述第一导电层的第一部分；
在所述第一分离过孔的第一侧，从所述PWB堆的所述底面去除所述第二导电层的第一部分；以及
在所述第一分离过孔的第二侧，从所述PWB堆的所述底面去除所述第二导电层的第二部分。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述第一辐射元件处从所述PWB堆的所述顶面去除所述第一导电层的所述第一部分包括以下步骤：镂铣或蚀刻所述第一导电层的所述第一部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一导电层和所述第二导电层包括铜。
17.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
从所述PWB堆的所述顶面去除所述第一材料，以产生用于第二辐射元件的第二颈部；
从所述PWB堆的底面去除所述第二材料，以在所述PWB堆的第二探针的底面处产生第二分离过孔；
在所述第二辐射元件处，从所述PWB堆的所述顶面去除所述第一导电层的第二部分；
从所述第二分离过孔的第一侧，从所述PWB堆的所述底面去除所述第二导电层的第一部分；以及
从所述第二分离过孔的第二侧，从所述PWB堆的所述底面去除所述第二导电层的第二部分。
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