CN115986381A - 天线到印刷电路板的转换 - Google Patents

Abstract

本文档描述了用于天线到印刷电路板(PCB)转换的技术、装置和系统。装置(例如，雷达系统)可以包括MMIC或其他处理器，以生成电磁信号。装置可以包括PCB，该PCB包括多个层、第一表面、以及与第一表面相对且平行的第二表面。PCB还可以包括电介质填充部分，该电介质填充部分形成在第一表面和第二表面之间。装置还可以包括导电回路，该导电回路位于第一表面上并连接到一对线。装置可以进一步包括转换通道，该转换通道被安装在第一表面上，并定位在电介质填充部分之上。所描述的转换可以降低制造成本和板大小、降低能量损失、以及支持宽带宽。

Description

天线到印刷电路板的转换

背景技术

一些设备(例如，雷达系统)使用电磁信号来检测和跟踪对象。使用一个或多个天线来发射和接收电磁信号。电磁信号通常由单片式微波集成电路(MMIC)或与天线位于同一芯片或印刷电路板(PCB)上的其他处理器生成。PCB和天线之间的转换可影响雷达系统的性能、大小和成本。精确控制天线到PCB转换的设计和布置可以确保最佳的雷达性能，同时保持小的模块轮廓，并最小化制造成本。

发明内容

本文档描述了用于天线到PCB转换的技术、装置和系统。装置(例如，雷达系统)可以包括MMIC或PCB上的其他处理器，以生成电磁信号。装置可以包括PCB，PCB包括彼此平行的第一表面(例如，导电层)和第二表面。PCB还可以包括电介质填充部分，该电介质填充部分形成在第一表面和第二表面之间。装置还可以包括导电回路，该导电回路位于第一表面上并连接到一对输入线。装置可以进一步包括转换通道，该转换通道被安装在第一表面上，并定位在电介质填充部分之上。所描述的天线到PCB转换可以降低制造成本和板大小、降低能量损失、以及支持宽带宽。

本文档还描述了由以上总结的技术、装置和系统执行的方法和在此阐述的其他方法，以及用于执行这些方法的装置。

本发明内容介绍了与天线到PCB转换相关的简化概念，在具体实施方式和附图中进一步描述该简化概念。本发明内容并非旨在标识出要求保护的主题的必要特征，也并非旨在用于确定要求保护的主题的范围。

附图说明

参考以下附图在本文档中描述了天线到PCB转换的一个或多个方面的细节。贯穿附图通常使用相同的数字来引用相似的特征和组件：

图1示出了在交通工具上使用具有天线到PCB转换的雷达系统的示例环境；

图2-1到图2-4示出了天线到PCB转换的透视图、俯视图和侧视图；

图3示出了所描述的天线到PCB转换的模拟结果；

图4示出了具有差分到单端配置的天线到PCB转换的俯视图；以及

图5示出了用于按照本公开的技术、装置和系统制造天线到PCB转换的示例方法。

具体实施方式

概述

在雷达系统(例如，用于汽车应用)的开发中，重要的是在性能、大小和成本之间找到平衡。借助最近的MMIC技术，无源和有源微波元件被集成到大小为几平方毫米的单个芯片中。然而，在很大程度上影响雷达系统的范围和分辨率的天线(例如，天线阵列)通常要大得多。因此，仔细设计和布置PCB和天线之间的转换对于确保最佳雷达性能，同时保持小的轮廓并最小化制造成本是至关重要的。

对于评估转换设计来说有几个主要问题：反射损耗、传输损耗、操作带宽、制造稳健性和成本。反射损耗是由于阻抗失配导致的。传输损耗包括耗散损耗和辐射损耗，这可因长路由而发生，并导致通道之间的较差隔离。优选更宽的带宽，以适应由制造误差和公差引起的频移。对于雷达系统的大规模生产，转换设计必须足够经济和稳健，以应对正常的制造公差。最后，转换设计和整体雷达封装的小型化变得越来越重要，这是因为它们允许更简单的布局、更短的路由和紧凑的模块轮廓。

为了实现紧凑的设计，PCB可以利用通板垂直转换来将电信号(例如，电磁(EM)能量)从PCB一侧上的MMIC馈电线传输到PCB另一侧上的天线或射频(RF)结构的输入。通板垂直转换允许单独的天线板与MMIC板背靠背放置，与平面方法相比(下文讨论)，降低了PCB的整体大小。这种设计将板载平面馈电线转换为通板等效电介质填充波导，该通板等效电介质填充波导由蚀刻在每个导电或金属层上的一系列矩形金属开口和围绕金属开口的通板孔栅组成。然而，存在与垂直转换及其制造准确度相关联的一些挑战(包括蚀刻和层对齐)。此外，这些转换可能具有相对较高的传输损耗。因此，垂直转换可能会降低递送到天线或RF结构的功率，从而限制PCB模块的操作(例如，限制对附近对象的雷达检测)。此外，垂直转换通常无法用低成本PCB材料制造，相反可能需要高成本、低损耗的材料和昂贵的制造技术。

设计垂直转换以实现低传输损耗可能是进一步的挑战。电子设备可能需要垂直转换以将与EM能量相关联的功率传输到天线或RF结构以执行操作(例如，对附近对象的雷达检测)。然而，如果提供给天线或RF结构的功率不足，这些操作可能会因传输损耗而受到抑制。例如，当EM能量遇到垂直转换时，可能存在阻抗失配，从而导致到天线的功率传输减少或不足(例如，传输损耗)。此外，PCB组件的操作(例如，由集成电路(IC)、晶体管、二极管、电容器、电阻器等对电信号的传输、存储或处理)可能因传输损耗而受到抑制或永久损坏，部分原因是经由EM能量的耗散而导致PCB的加热。

垂直转换的性能还对制造公差敏感。垂直转换的多层设计通常包括易受制造误差影响的几个关键几何结构，诸如过度/不足蚀刻、层错位和板厚度变化。由于操作带宽偏移和阻抗失配，这些制造变化可导致通过垂直转换的能量显著减少。

为了缓解这些挑战，一些PCB不包括垂直转换。取而代之地，PCB组件可以与天线或RF结构位于同一板和同一侧上。平面转换可在MMIC和天线两者所在的同一PCB上制造。取决于MMIC和天线的馈电结构类型，设计变型包括微带到差分、微带到基板集成波导(SIW)和差分到SIW设计。例如，IC可以定位成与天线相邻，从而消除对垂直转换的需求。然而，平面转换存在若干缺点。例如，需要对IC进行屏蔽，以减少与天线的交互。PCB可能还需要更大，以允许在同一侧上安装PCB组件。如果需要双面表面安装技术(SMT)工艺，则可能存在与此类PCB相关联的额外的成本。

为了解决这些挑战，本文档描述了一种向上转换，它利用表面安装转换通道实现从一个PCB到波导的垂直转换。本文所描述的天线到PCB转换利用MMIC安装在其上的PCB的电介质填充部分、导电回路、以及安装在PCB的表面上并定位在电介质填充部分之上的转换通道。所描述的天线到PCB转换的组件的形状和大小被设计成用于降低传输损耗、降低制造成本和改善性能。通过利用低损耗空气波导作为转换通道并缩短路由长度来降低传输损耗。较细的拓扑结构也使布局布置更灵活且更小。此外，天线板充当用于MMIC的屏蔽件，从而消除了单独屏蔽组件的成本。

本文所描述的天线到PCB转换还可以降低与PCB制造相关联的成本。转换通道和电介质填充部分降低了对多层PCB中的垂直转换的精确对准的需求。因此，低成本PCB材料可以集成到PCB的层中。例如，混合PCB堆叠包括顶层，该顶层包括与其余层中使用的材料不同的材料。

此示例天线到PCB转换只是所描述的天线到PCB转换的技术、装置和系统的一个示例。本文档描述了其他的示例和实现。

操作环境

图1示出了其中在交通工具104上使用天线到PCB转换110的雷达系统102的示例环境100。交通工具104可以使用天线到PCB转换110来启用雷达系统102的操作，该雷达系统102被配置成用于确定交通工具104附近区域中的一个或多个对象108的接近度、角度或速度。

尽管示出为汽车，但是交通工具104可以表示其他类型的机动交通工具(例如，摩托车、公共汽车、拖拉机、半挂车或施工设备)、非机动交通工具(例如，自行车)、有轨交通工具(例如，火车或电车)、水运工具(例如，船只或船舶)、飞行器(例如，飞机或直升机)、或航天器(例如，卫星)。通常，制造商可以将雷达系统102安装到任何移动平台，包括移动机械或机器人设备。在其他实现中，其他设备(例如，台式计算机、平板电脑、膝上型计算机、电视、计算手表、智能电话、游戏系统等)可以将雷达系统102与天线到PCB转换110和本文描述的支持技术结合。

在所描绘的环境100中，雷达系统102安装在交通工具104的前部附近或集成在交通工具110的前部内，以检测对象108并避免碰撞。雷达系统102提供朝向一个或多个对象108的视场106。雷达系统102可以从交通工具104的任何外表面投射视场106。例如，交通工具制造商可以将雷达系统102集成到保险杠、侧视镜、前灯、尾灯、或对象108需要检测的任何其他内部位置或外部位置中。在一些情况下，交通工具104包括多个雷达系统102，诸如提供更大视场106的第一雷达系统102和第二雷达系统102。

通常，交通工具制造商可以将一个或多个雷达系统102的位置设计成提供包含感兴趣区域的特定视场106，包括例如在与交通工具路径对齐的行驶车道中或该行驶车道周围。示例视场106包括360度视场、一个或多个180度视场、一个或多个90度视场等，它们可以重叠或被组合成特定大小的视场106。

对象108由反射雷达信号的一种或多种材料构成。取决于应用，对象108可表示感兴趣的目标。在一些情况下，对象108可以是移动对象或静止对象。静止对象可以是沿着道路部分连续的(例如，混凝土屏障、护栏)或不连续的(例如，锥形交通路标)。

雷达系统102通过经由天线(未示出)发射一个或多个电磁信号或波形来发射电磁辐射。在环境100中，雷达系统102可以通过发射和接收一个或多个雷达信号来检测和跟踪对象108。例如，雷达系统102可以发射在100和400千兆赫(GHz)之间、在4和100GHz之间、或在大约70和80GHz之间的电磁信号。

雷达系统102可以基于信号从雷达系统102行进到对象108以及从对象108回到雷达系统102所花费的时间，来确定到对象108的距离。雷达系统102还可以根据基于由雷达系统102接收的最大振幅回波信号的方向的角度，来确定对象108的位置。

雷达系统102可以是交通工具104的一部分。交通工具104还可以包括依赖于来自雷达系统102的数据的至少一个汽车系统，包括驾驶员辅助系统、自主驾驶系统、或半自主驾驶系统。雷达系统102可以包括到汽车系统的接口。雷达系统102可以基于由雷达系统102接收的电磁能量经由接口输出信号。

通常，汽车系统使用由雷达系统102提供的雷达数据来执行功能。例如，驾驶员辅助系统可提供盲点监测并生成警报，该警报指示与由雷达系统102检测到的对象108的潜在碰撞。在该情况下，来自雷达系统102的雷达数据指示改变车道何时是安全或不安全的。自主驾驶系统可以将交通工具104移动到道路上的特定位置，同时避免与由雷达系统102检测到的对象108发生碰撞。由雷达系统102提供的雷达数据可以提供与到对象108的距离和对象110的位置有关的信息，以使自主驾驶系统能够执行紧急制动、执行车道改变、或调整交通工具104的速度。

雷达系统102通常包括MMIC(未示出)和至少一个天线，包括天线到PCB转换110，以发射和/或接收电磁信号。MMIC包括用于发射电磁信号和检测所反射的电磁信号的组件。

雷达系统102还包括一个或多个处理器(未示出)以及计算机可读存储介质(CRM)(未示出)。处理器可以为微处理器或片上系统。处理器执行存储在CRM内的指令。例如，处理器可以控制发射器的操作。处理器还可以处理由天线接收的电磁能量并确定对象108相对于雷达系统102的位置。处理器还可以生成用于汽车系统雷达数据。例如，处理器可以基于来自天线的经处理的电磁能量来控制交通工具104的自主驾驶系统或半自主驾驶系统。

天线到PCB转换110包括PCB 112、PCB 112的电介质填充部分114、导电回路116、以及转换通道118。电介质填充部分114传导通过PCB112辐射的EM能量以从底层反射，并与通过转换通道118垂直辐射的EM能量结合。如关于图2-1到2-4更详细地描述的，使用界面、孔栅和板来形成电介质填充部分114。沿导电回路116流动的电流感应出磁场，该磁场充当磁源以激发天线到PCB转换110内部的EM波。转换通道118将EM能量向上引导到输出端口120，在输出端口120处，EM能量可以被递送到单独PCB上的天线输入。转换通道118可以是任何固体材料(包括木材、碳纤维、玻璃纤维、金属、塑料、或其组合)，其中转换通道118的内表面涂覆有(薄)金属层。

本文档关于图2至图5更详细地描述了用于降低能量损失并支持宽带宽的天线到PCB转换110的示例实施例。所描述的天线到PCB转换110的设计也是高度可定制的，以适应PCB 112上的紧凑空间限制或不同的天线设计。以此方式，所描述的天线到PCB转换110实现了用于雷达系统102的紧凑电路布局，以降低制造成本和传输损耗。

图2-1到图2-4示出了示例天线到PCB转换200的透视图、俯视图和侧视图。天线到PCB转换200是图1的天线到PCB转换110的示例。图2-1示出了天线到PCB转换200的俯视透视图。图2-2示出了天线到PCB转换的仰视透视图。图2-3和图2-4分别示出了天线到PCB转换200的俯视图和侧视图。天线到PCB转换200包括PCB 112、电介质填充部分114、导电回路116、以及转换通道118。

PCB 112可以包括三个或更多个电介质层，例如，第一电介质层202-1、第二电介质层202-2、以及第三电介质层202-3。在其他实现中，PCB可以包括具有两个金属层的单个电介质层。电介质填充部分114是PCB 112的一部分。具体而言，电介质填充部分114可以由位于第一电介质层202-1上或中的第一界面204-1、位于第二电介质层202-2上或中的第二界面204-2、以及位于第三电介质层202-3上或中或PCB 112上或中作为内层或特征的板206形成。第一界面204-1和第二界面204-2具有内部开口，该内部开口在第一电介质层202-1中或在PCB 112的表面上形成电介质填充部分114的横截面。板206在与PCB 112的表面相垂直的方向上封围电介质填充部分114。第一界面204-1、第二界面204-2和板206可以是金属或镀有金属的材料。电介质填充部分114、第一界面204-1、第二界面204-2、第一界面204-1和第二界面204-2的内部部分、以及板206可以具有近似矩形形状或圆形形状，以匹配转换通道118的轮廓。

如图2-1所示，电介质填充部分114的尺寸(第一界面204-1和第二界面204-2的内部)可以与转换通道118的内部的尺寸近似地匹配。例如，电介质填充部分114的尺寸可以是1.27毫米(mm)乘2.54毫米。电介质填充部分114的其他尺寸也是可能的。在其他实现中，电介质填充部分114的尺寸可以不同于第一界面204-1和第二界面204-2的内部部分的尺寸。电介质填充部分114、第一界面204-1和第二界面204-2的尺寸可以被设计和选择，以适应特定的板布局要求、MMIC端口拓扑和转换通道大小，同时保持阻抗匹配和低能量损耗。通常，电介质填充部分114的尺寸小于常规波导或转换通道，以减小雷达系统的整体板大小和成本。

第一界面204-1、第二界面204-2和板206包括多个通孔208。通孔208形成孔栅，其与第一界面204-1、第二界面204-2和板206一起封围电介质填充部分114。通孔208通常紧密间隔以形成与导电回路116激发的电磁波等效的壁。实际上，电磁波有效地将通孔208的集合视为金属板壁，这在PCB制造期间通常是不可行的或创建成本高昂。通孔208的直径和间距被设计成最小化或防止能量通过孔栅泄漏，这将劣化天线到PCB转换200的性能。通孔208的中心到中心间距与通孔208的直径之间的比率通常大于1.5。实际上，该比率受制造公差和成本灵敏度的限制；例如，通孔208不能间隔得太近从而是实际上不可行的或成本高昂。

板206封围电介质填充部分114的底部。重要的设计考虑是将板206放置在其上的PCB层，因为它规定了电介质填充部分114的深度，该深度表示PCB 112从PCB 112的第一表面(例如，顶表面)到板206的厚度。电介质填充部分114的深度通常被设计成使得从板206反射的能量210与来自导电回路116的向上传输的电磁能量212合并，如图2-4所示。例如，可以将深度设计为电磁能量或耦合到天线到PCB转换200的天线的中心操作频率的四分之一波长。

导电回路116连接到第一电介质层202-1上的一对差分输入线。导电回路116的周长长度通常被设计为接近电磁能量或耦合到天线到PCB转换200的天线的中心操作频率(例如，76.5GHz)的全波长或半波长，以使得流动的电流可以谐振。导电回路116可以具有各种形状，包括近似矩形、正方形、圆形或椭圆形。例如，导电回路116的形状可以基于设计者的偏好或制造要求以减少制造误差。导电回路116的迹线宽度和形状也可以被调整，以优化与差分输入线的阻抗匹配。如果不可能进行足够的阻抗匹配，则可以在导电回路116和差分输入线之间放置额外的阻抗匹配短截线(stub)。

导电回路116通常放置在转换通道118的短壁或电介质填充部分114附近，以高效地激发转换通道118内部的行进电磁波。磁通量的强度通常在转换通道118的短壁处最强，并且随着导电回路116被放置得离短壁进一步远而衰减。

转换通道118放置在第一界面204-1上。转换通道118可以被填充有各种电介质(包括空气)。因此，转换通道118可以用作空气波导。转换通道118可以由金属或镀金属塑料制成。如上文所讨论的，可以基于大小、成本和性能特性来设计转换通道118的开口。转换通道118在短壁的一侧包括孔214(例如，老鼠孔(mouse hole))，以允许差分输入线连接到导电回路116。孔214的大小可以设计成足够大，以允许接入差分输入线，同时又不会太大而泄漏太多能量。孔214还可以被设计和优化为差分输入线和导电回路116之间的阻抗匹配部分。转换通道118的尺寸和形状灵活性避免了昂贵且严格的铣削制造工艺，同时还允许三维打印，以进一步降低制造成本。

在操作中，来自MMIC(未在图2中示出)或另一个处理器的能量被递送到阻抗端口216。阻抗端口216可以具有供应商定义的阻抗或其他任意阻抗(例如，100欧姆)。差分输入线218将能量传输到转换通道118内部的导电回路116。沿导电回路116流动的电流在转换通道118和电介质填充部分114内感应出磁场(如图2-3和图2-4所示)。磁场充当磁源以激发能量携带行进波210和212。与此相对，转换通常使用直接电场来激发电磁能量。

电介质填充部分114允许向下行进能量波从板206反弹，并与向上行进能量波212合并。转换通道118将电磁波210和212导向输出端口120，输出端口120可操作地连接到单独板上的天线输入。以此方式，所描述的天线到PCB转换200可以实现宽带宽和低插入损耗。由于导电回路116的高效磁耦合激励，天线到PCB转换200还实现了显著降低的传输损耗。由于在导电回路116的形状和大小、电介质填充部分114的尺寸以及转换通道118的尺寸方面的设计灵活性，天线到PCB转换200提供了设计自由度，以最小化PCB 112的大小和成本，减少因路由差分输入线218而产生的相关联传输损耗，并减轻由传统波导和转换通道引入的设计限制。

图3示出了所描述的天线到PCB转换(例如，图2-1到图2-4的天线到PCB转换200)的模拟结果300。线302和304示出了所描述的天线到PCB转换200的模拟回波损耗。线306示出了天线到PCB转换200的模拟插入损耗。如图3所示出，所描述的设计经历了约为-10dB带宽的11Ghz和-15dB带宽的8GHz。在76.5GHz的操作频率下，天线到PCB转换200的插入损耗可以低至0.55dB。

图4示出了具有差分到单端配置的天线到PCB转换400的俯视图。天线到PCB转换400是图1的天线到PCB转换110的示例。类似于天线到PCB转换200，天线到PCB转换400包括PCB 112、电介质填充部分114(未在图4中示出)、导电回路116、以及转换通道118(未在图4中示出)。

在差分输入/输出MMIC配置的上下文中描述了天线到PCB转换200。与此相对，天线到PCB转换400适用于单端MMIC配置。天线到PCB转换400包括来自MMIC(未示出)的单端输入线402和巴伦(balun)404。

单端输入线402连接到锥形线406，该锥形线406将单端输入线402的较宽迹线转换到差分线410的较窄迹线。差分线410的另一分支在巴伦404处终止。巴伦404被示出为包括通孔连接408的方形通孔焊盘，该通孔连接408将通孔焊盘连接到第二电介质层202-2。差分线410连接到导电回路116。锥形线406处的转换通常小于半波长以最小化所占空间(footprint)和传输损耗。

转换的设计参数是差分线410的宽度和长度、差分线410之间的间隙、以及锥形线406。差分线410的间隙和宽度下限由制作(fabrication)和制造极限限定。设计者可以固定一个或若干个参数，而调整其他参数以获得期望的阻抗匹配。从电磁学的角度来看，由单端输入线402支持的准横向电磁(TEM)模式被转换为由差分线410支持的准TEM差分或奇数模式，而沿差分线420传播的另一共模或偶模被抑制。具体而言，巴伦404和锥形线406将微带和接地平面之间的垂直电势逐渐向差分线410对之间的水平电势倾斜；另一方面，鉴于差分线410的设计长度，前向传播的共模波被反射的共模波抵消，这是因为它们是异相的，这导致仅允许差分模式沿线传播。以此方式，用于单端配置的天线到PCB转换400提供了紧凑的差分到单端转换，这可在增加的插入损耗最小的情况下，保持如上文所讨论的带宽性能。

示例方法

图5示出了用于按照本公开的技术、装置和系统制造天线到PCB转换的示例方法500。方法500被示出为被执行的多组操作(或动作)，但不必限于在本文中示出操作的次序或组合。此外，可以重复、组合或重组任何一个或多个操作，以提供其他功能。在以下讨论的部分中，可以参考图1的环境100以及图1到图4中详述的实体，仅出于示例对它们作出参考。该技术不限于由一个实体或多个实体执行。

在502处，形成转换通道。例如，转换通道118可以被冲压、蚀刻、切割、机械加工、铸造、模制或以某种其他方式形成。作为一个示例，转换通道118可以使用金属板拉伸工艺形成，该金属板拉伸工艺包括使用拉力将金属材料拉伸至期望的形状和厚度。转换通道118还可以使用金属板冲压工艺形成，该金属板冲压工艺包括通过使用冲压机对金属材料施加压力以形成期望的形状和厚度。对于复杂的形状，金属板冲压工艺的成本可低于金属板拉伸工艺。附加地，转换通道118可以使用铸造散热器形成。

在504处，将转换通道直接安装在PCB的第一表面上，并定位在PCB的电介质填充部分之上。例如，转换通道118直接安装在PCB 112的第一表面上，PCB 112可以是多层PCB或混合PCB堆叠。转换通道118使用导电材料连接到第一表面。转换通道118定位在PCB 112的电介质填充部分114和导电回路116之上。

在506处，分别在系统的天线处或由系统的天线经由转换通道来接收或发射电磁信号。例如，天线接收或发射信号，并经由转换通道118通过雷达系统102路由到MMIC或从MMIC路由。

示例

在以下部分中，提供了示例。

示例1：一种装置，装置包括：印刷电路板(PCB)，印刷电路板包括：至少一个层；第一表面和第二表面，第二表面被定位为与第一表面相对且平行；以及PCB的电介质填充部分，电介质填充部分形成在第一表面和第二表面之间，电介质填充部分被填充有第一电介质；导电回路，导电回路位于PCB的第一表面上，并连接到一对线；以及转换通道，转换信号被安装在PCB的第一表面上，并被定位在电介质填充部分之上，转换通道被填充有第二电介质，第二电介质与第一电介质相同或不同。

示例2：示例1的装置，其中，电介质填充部分由至少一个界面和板形成；至少一个界面具有内部开口，内部开口形成第一表面上的电介质填充部分的横截面；板在垂直于第一表面的方向上封围电介质填充部分；并且至少一个表面和板包括多个电介质填充通孔。

示例3：示例2的装置，其中电介质填充部分、至少一个界面、内部开口、以及板具有近似矩形的形状。

示例4：前述示例中的任一项的装置，其中电介质填充部分的尺寸与转换通道的内部开口的尺寸近似地匹配。

示例5：前述示例中的任一项的装置，其中电介质填充部分的深度近似等于耦合到装置的天线的操作频率的四分之一波长。

示例6：前述示例中的任一项的装置，其中导电回路具有近似圆形、正方形、矩形或椭圆形的形状。

示例7：前述示例中的任一项的装置，其中一对线是差分输入线。

示例8：前述示例中的任一项的装置，其中沿导电回路流动的电流感应出磁场，以在转换通道内生成电磁场。

示例9：示例8的装置，其中：电磁场的第一部分行进通过电介质填充部分，并从在垂直于第一表面的方向上封围电介质填充部分的板反射；并且电磁场的第二部分和从板反射后的电磁场的第一部分行进通过转换通道到达与PCB的第一表面相对的输出端口。

示例10：示例9的装置，其中输出端口可操作地连接到另一个PCB上的天线输入。

示例11：前述示例中的任一项的装置，其中导电回路具有周长长度，该周长长度近似等于耦合到装置的天线的操作频率的波长。

示例12：前述示例中的任一项的装置，其中导电回路位于转换通道的短壁附近。

示例13：示例12的装置，其中转换通道包括短壁中的孔，一对线通过该孔进入转换通道。

示例14：前述示例中的任一项的装置，其中导电回路的形状和迹线宽度的大小被设计为与一对线阻抗匹配。

示例15：前述示例中的任一项的装置，其中第二电介质是空气，并且转换通道是空气波导。

示例16：前述示例中的任一项的装置，其中装置进一步包括阻抗端口，阻抗端口被配置成用于与导电回路阻抗匹配。

示例17：前述示例中的任一项的装置，其中一对线包括电耦合到位于PCB上的处理器的第一线和电耦合到巴伦的第二线。

示例18：示例17的装置，其中第一线包括锥形部分，锥形部分在连接到导电回路之前将第一线从较宽的迹线转换到窄迹线。

示例19：示例18的装置，其中锥形部分小于耦合到装置的天线的操作频率的半波长。

示例20：前述示例中的任一项的装置，其中转换通道包括金属或镀金属塑料。

结语

虽然在前述描述中描述并且在附图中示出了本公开的各种实施例，但应当理解，本公开不限于此，而是可以在接下来的权利要求的范围内以各种方式实施为实践。根据前述描述，将显而易见的是，可以做出各种更改而不偏离由所附权利要求所限定的本公开的范围。

Claims (20)

1.一种装置，所述装置包括：

印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板(PCB)包括：

至少一个层；

第一表面和第二表面，所述第二表面被定位为与所述第一表面相对且平行；和

所述PCB的电介质填充部分,所述电介质填充部分形成在所述第一表面和所述第二表面之间，所述电介质填充部分被填充有第一电介质；

导电回路，所述导电回路位于所述PCB的所述第一表面上，并连接到一对线；以及

转换通道，所述转换信号被安装在所述PCB的所述第一表面上，并被定位在所述电介质填充部分之上，所述转换通道被填充有第二电介质，所述第二电介质与所述第一电介质相同或不同。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述电介质填充部分由至少一个界面和板形成；

所述至少一个界面具有内部开口，所述内部开口形成所述第一表面上的所述电介质填充部分的横截面；

所述板在垂直于所述第一表面的方向上封围所述电介质填充部分；并且

所述至少一个表面和所述板包括多个电介质填充通孔。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电介质填充部分、所述至少一个界面、所述内部开口、以及所述板具有近似矩形的形状。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电介质填充部分的尺寸与所述转换通道的内部开口的尺寸近似地匹配。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电介质填充部分的深度近似等于耦合到所述装置的天线的操作频率的四分之一波长。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电回路具有近似圆形、正方形、矩形或椭圆形的形状。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一对线是差分输入线。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，沿所述导电回路流动的电流感应出磁场，以在所述转换通道内生成电磁场。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述电磁场的第一部分行进通过所述电介质填充部分，并从在垂直于所述第一表面的方向上封围所述电介质填充部分的板反射；并且

所述电磁场的第二部分和从所述板反射后的所述电磁场的所述第一部分行进通过所述转换通道到达与所述PCB的所述第一表面相对的输出端口。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输出端口能操作地连接到另一个PCB上的天线输入。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电回路具有与耦合到所述装置的天线的操作频率的波长近似相等的周长长度。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电回路位于所述转换通道的短壁附近。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述转换通道包括所述短壁中的孔，所述一对线通过所述孔进入所述转换通道。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电回路的形状和迹线宽度的大小被设计为与所述一对线阻抗匹配。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电介质是空气，并且所述转换通道是空气波导。

16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括阻抗端口，所述阻抗端口被配置成用于与所述导电回路阻抗匹配。

17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一对线包括电耦合到位于所述PCB上的处理器的第一线和电耦合到巴伦的第二线。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一线包括锥形部分，所述锥形部分在连接到所述导电回路之前将所述第一线从较宽的迹线转换到窄迹线。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述锥形部分小于耦合到所述装置的天线的操作频率的半波长。

20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转换通道包括金属或镀金属塑料。

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