DE102022129509A1

DE102022129509A1 - Dielektrischer abstandhalter für eine antennenbaugruppe

Info

Publication number: DE102022129509A1
Application number: DE102022129509.5A
Authority: DE
Inventors: Darya Malkova; David Milroy; Anders Jensen
Original assignee: Space Exploration Technologies Corp
Current assignee: Space Exploration Technologies Corp
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-05-11
Also published as: DE102022129506A1; US20230142893A1; DE102022129507A1; US20230145169A1; US20230145189A1; DE102022129510A1; US20230142216A1

Abstract

In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird eine dielektrische Schicht zur Verwendung in einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die dielektrische Schicht kann einen ebenen Körper umfassen, der unter Verwendung eines dielektrischen Materials gebildet wird. Die dielektrische Schicht kann ferner eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die in dem ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials umgeben, wobei jeder der Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials so ausgebildet ist, dass er mit einem Antennenelement einer Vielzahl von Antennenelementen der Antennenbaugruppe ausgerichtet ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der US-Provisional Anmeldung Nr. 63/277,467 , eingereicht am 9. November 2021, deren Offenbarung hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Antennenvorrichtungen für Satellitenkommunikationssysteme.
HINTERGRUND
Bei Satellitenkommunikationssystemen werden in der Regel erdgebundene Antennen eingesetzt, die mit einer Konstellation von Satelliten in der Umlaufbahn kommunizieren. Erdgebundene Antennen sind demzufolge dem Wetter und anderen Umweltbedingungen ausgesetzt. Daher werden hier Antennenvorrichtungen und ihre Gehäusebaugruppen beschrieben, die sowohl funktionell als auch haltbar sind, um die internen Antennenelemente vor Umwelteinflüssen zu schützen und gleichzeitig Hochfrequenzkommunikation mit einem Satellitenkommunikationssystem, z. B. einer Satellitenkonstellation, zu ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Zusammenfassung dient dazu, eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorzustellen, die weiter unten in der ausführlichen Beschreibung beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll nicht dazu dienen, wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und sie soll auch nicht als Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands dienen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Radom-Baugruppe zur Verwendung mit einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die Radom-Baugruppe kann einen Radomkörperteil mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite umfassen, wobei der Radomkörperteil einen Teil eines Gehäuses für eine Antennenbaugruppe definiert. Die Radom-Baugruppe kann ferner eine äußere Schicht umfassen, die mit der ersten Seite des Radomkörperteils verbunden ist, wobei die äußere Schicht aus einem anderen Material als der Radomkörperteil hergestellt ist und wobei mindestens ein Teil der äußeren Schicht einer Außenumgebung ausgesetzt ist und hydrophobe Eigenschaften aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Radom-Baugruppe zur Verwendung mit einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die Radom-Baugruppe kann einen Radomkörperteil mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite umfassen. Die Radom-Baugruppe kann ferner eine äußere Schicht umfassen, die mit der ersten Seite des Radomkörperteils verbunden ist, wobei die äußere Schicht aus einem anderen Material als der Radomkörperteil hergestellt ist und wobei mindestens ein Teil der äußeren Schicht hydrophobe Eigenschaften aufweist. Die Radom-Baugruppe kann ferner einen Radom-Abstandshalterteil umfassen, der sich von der zweiten Seite des Radomkörperteils erstreckt und so ausgebildet ist, dass er den Radomkörperteil und die äußere Schicht von den Antennenelementen der Antennenbaugruppe beabstandet.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Radom-Baugruppe beschrieben. Das Verfahren kann die Herstellung eines Radomkörperteils mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite umfassen. Das Verfahren kann ferner das Verbinden einer äußeren Schicht mit dem Radomkörperteil umfassen, indem eine Oberfläche der äußeren Schicht mit einem druckempfindlichen Klebstoff (PSA) neben der ersten Seite des Radomkörperteils positioniert und Druck auf die äußere Schicht ausgeübt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Radom-Baugruppe zur Verwendung mit einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die Radom-Baugruppe kann einen Radomkörperteil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche umfassen, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt, und wobei der Radomkörperteil einen Teil eines Gehäuses für eine Antennenbaugruppe definiert. Die Radom-Baugruppe kann ferner einen Radom-Abstandshalterteil umfassen, der sich von der zweiten Oberfläche des Radomkörperteils erstreckt, wobei der Radom-Abstandshalterteil eine Vielzahl von Zellen definiert, die aus einer Vielzahl von Zellwänden gebildet sind, wobei mindestens zwei Zellwände der Vielzahl von Zellwänden, die jede Zelle der Vielzahl von Zellen definieren, voneinander beabstandet sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Radom-Baugruppe zur Verwendung mit einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die Radom-Baugruppe kann einen Radomkörperteil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche umfassen, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt. Die Radom-Baugruppe kann ferner einen Radom-Abstandshalterteil umfassen, der sich von der zweiten Oberfläche des Radomkörperteils erstreckt, wobei der Radom-Abstandshalterteil eine Vielzahl von Zellen definiert, die aus einer Vielzahl von Zellwänden gebildet sind, wobei die Vielzahl von Zellen knotenlose Zellen sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Radom-Abstandshalterteil zum Beabstanden eines Radomkörperteils von Antennenelementen einer Antennenbaugruppe beschrieben. Der Radom-Abstandshalterteil kann eine Vielzahl von Zellen umfassen, die aus einer Vielzahl von Zellwänden gebildet sind, wobei mindestens zwei Zellwände der Vielzahl von Zellwänden, die jede Zelle der Vielzahl von Zellen definieren, voneinander beabstandet sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Radomkörper-Baugruppe zur Verwendung mit einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die Radomkörper-Baugruppe kann einen Radomkörperteil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche umfassen, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt und wobei der Radomkörperteil einen Teil eines Gehäuses für eine Antennenbaugruppe definiert. Die Radomkörper-Baugruppe kann ferner mehrere längliche Elemente umfassen, die jeweils mit der zweiten Oberfläche des Radomkörperteils gekoppelt sind und jeweils ein proximales Ende am oder nahe dem Radomkörperteil und ein distales Ende distal vom Radomkörperteil aufweisen, wobei die mehreren länglichen Elemente so ausgebildet sind, dass sie sich durch mehrere entsprechende Durchgangslöcher erstrecken, die in der Antennenbaugruppe definiert sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Antennenvorrichtung mit einer Antennenbaugruppe beschrieben. Das Verfahren kann das Erhalten einer Radom-Baugruppe umfassen, die mindestens einen Radomkörperteil und eine Vielzahl von länglichen Elementen umfasst, wobei jedes der Vielzahl von länglichen Elementen ein proximales Ende am oder in der Nähe des Radomkörperteils und ein distales Ende distal vom Radomkörperteil aufweist. Das Verfahren kann ferner umfassen, dass jedes der mehreren länglichen Elemente durch ein entsprechendes Durchgangsloch einer Vielzahl von Durchgangslöchern, die in der Antennenbaugruppe definiert sind, geführt wird. Das Verfahren kann ferner das Abstützen der Antennenbaugruppe auf entsprechenden Schultern umfassen, die an mindestens einigen der mehreren länglichen Elemente definiert sind.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Gehäuse für eine Antennenbaugruppe beschrieben. Das Gehäuse kann eine Radomkörper-Baugruppe und ein unteres Gehäuse umfassen, die mit der Radomkörper-Baugruppe durch Schweißen verbunden ist, so dass zwischen der Radomkörper-Baugruppe und dem unteren Gehäuse ein Volumen definiert ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Antennenbaugruppe beschrieben. Das Verfahren kann das Erhalten einer Radomkörper-Baugruppe, eines unteren Gehäuses und mindestens einer Antennenschicht umfassen. Das Verfahren kann ferner das Positionieren der mindestens einen Antennenschicht in einem zwischen dem oberen Teil und dem unteren Gehäuse definierten Volumen umfassen. Das Verfahren kann ferner das Verbinden des oberen Teils mit dem unteren Gehäuse durch Vibrationsschweißen umfassen, um die mindestens eine Antennenschicht in dem Volumen einzuschließen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine dielektrische Schicht zur Verwendung in einer Antennenbaugruppe beschrieben. Die dielektrische Schicht kann einen ebenen Körper umfassen, der aus einem dielektrischen Material besteht. Die dielektrische Schicht kann ferner eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die in dem ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials umgeben, wobei jeder der Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials so ausgebildet ist, dass er mit einem Antennenelement einer Vielzahl von Antennenelementen der Antennenbaugruppe ausgerichtet ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Antennenbaugruppe beschrieben. Die Antennenbaugruppe kann eine Leiterplattenbaugruppe (PCB) umfassen. Die Antennenbaugruppe kann ferner mindestens eine Antennenschicht umfassen, die zumindest teilweise eine Vielzahl von Antennenelementen bildet. Die Antennenbaugruppe kann ferner eine dielektrische Schicht umfassen, die sich zwischen der Leiterplattenbaugruppe und der mindestens einen Antennenschicht befindet und eine Dielektrizitätskonstante zwischen 2,5 und 3,5 und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) zwischen 15 Teilen pro Million pro Grad Celsius (ppm/°C) und 25 ppm/°C aufweist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Antennenbaugruppe beschrieben. Das Verfahren kann die Beschaffung von mindestens einer Antennenschicht umfassen, die zumindest teilweise eine Vielzahl von Antennenelementen bildet. Das Verfahren kann ferner die Beschaffung einer Leiterplattenbaugruppe (PCB) umfassen. Das Verfahren kann ferner die Beschaffung einer dielektrischen Schicht mit einem ebenen Körper, der unter Verwendung eines dielektrischen Materials gebildet wird, und einer Vielzahl von Öffnungen umfassen, die durch den ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials umgeben. Das Verfahren kann ferner das Stapeln der dielektrischen Schicht zwischen der mindestens einen Antennenschicht und der Leiterplattenbaugruppe umfassen, so dass jeder der mehreren Teile des dielektrischen Materials mit einem Antennenelement der mehreren Antennenelemente ausgerichtet ist.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die äußere Schicht eine Dicke von weniger als oder gleich 60 Tausendstel Zoll haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radom-Baugruppe eine Dicke von mehr als 3 mm haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die äußere Schicht mit der ersten Oberfläche des Radomkörpers durch einen Klebstoff verbunden sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann der Klebstoff ein druckempfindlicher Klebstoff (PSA) sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die äußere Schicht einen Ultraviolett (UV)-Licht blockierenden Additiv enthalten.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann der ultraviolette (UV) Licht blockierende Additiv Titandioxid (TiO2) sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil der äußeren Schicht superhydrophobe Eigenschaften aufweisen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die äußere Schicht superhydrophobe Eigenschaften aufweisen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radomkörperteil und der Radom-Abstandshalterteil einstückig ausgebildet sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radomkörperteil und der Radom-Abstandshalterteil aus einem anderen Material als die äußere Schicht bestehen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radom-Baugruppe ferner mehrere längliche Elemente umfassen, die jeweils mit der zweiten Seite des Radomkörperteils verbunden sind und jeweils ein proximales Ende am oder in der Nähe des Radomkörperteils und ein distales Ende aufweisen, das sich von dem Radomkörperteil weg erstreckt, wobei das distale Ende jedes der mehreren länglichen Elemente so ausgebildet sein kann, dass es sich durch eine in der Antennenbaugruppe definierte Öffnung erstreckt.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann mindestens ein längliches Element aus der Vielzahl der länglichen Elemente so ausgebildet sein, dass es mit der Antennenbaugruppe zusammenwirkt, um eine Trennung des Radomkörperteils von der Antennenbaugruppe zu verhindern.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Mehrzahl der länglichen Elemente ferner so ausgebildet sein, dass sie thermische Energie von der Antennenbaugruppe an den Radomkörperteil weiterleiten.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radomkörperteil und der Radom-Abstandshalterteil aus einem ersten Material hergestellt werden.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radomkörper und der Radomabstandshalter aus demselben Material bestehen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das erste Material ein Polymer sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das Polymer mindestens eines der folgenden Polymere umfassen: Polypropylen (PP), Polycarbonate, Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphenylenether (PPE), Poly(p-phenylenoxid) (PPO), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC) und Flüssigkristallpolymer (LCP).
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann jede der Zellwände, die eine erste Zelle definieren, auch als Zellwand mindestens einer anderen Zelle der Vielzahl von Zellen fungieren.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann jede der mehreren Zellen durch 6 Zellwände definiert sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann ein vertikaler Pfad jeder der mehreren Zellen so ausgebildet sein, dass er auf ein entsprechendes Antennenelement der Antennenbaugruppe ausgerichtet ist.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche eine ebene Oberfläche sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann es sich bei der Vielzahl der Zellen um knotenlose Zellen handeln.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radom-Baugruppe eine Dicke von mehr als oder gleich 3 mm haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radom-Baugruppe ferner eine hydrophobe äußere Schicht umfassen, die mit der ersten Oberfläche des Radomkörperteils verbunden ist.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radomkörperteil und der Radom-Abstandshalterteil aus einem ersten Material und die hydrophobe äußere Schicht aus einem zweiten Material gebildet werden.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann mindestens ein längliches Element aus der Vielzahl der länglichen Elemente so ausgebildet sein, dass es mit der Antennenbaugruppe zusammenwirkt, um eine Trennung des Radomkörperteils von der Antennenbaugruppe zu verhindern.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann mindestens ein längliches Element aus der Vielzahl der länglichen Elemente eine Schulter aufweisen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Antennenbaugruppe eine Vielzahl von Schichten umfassen, die jeweils eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Öffnungen jeder der Vielzahl von Schichten so ausgerichtet sein, dass sie eine Vielzahl von Durchgangslöchern in der Antennenbaugruppe definieren.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Mehrzahl der länglichen Elemente ferner so ausgebildet sein, dass sie Wärmeenergie von der Antennenbaugruppe zum Radomkörperteil leiten.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Antennenbaugruppe eine oder mehrere Komponenten enthalten, die so ausgebildet sind, dass sie thermische Energie erzeugen und/oder so ausgebildet sind, dass sie mit elektronischen Komponenten gekoppelt sind, die so ausgebildet sind, dass sie thermische Energie erzeugen, so dass die mehreren länglichen Elemente die von der Antennenbaugruppe erzeugte thermische Energie zum Radomkörperteil leiten.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radomkörperteil und die mehreren länglichen Elemente einstückig oder getrennt ausgebildet sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können die distalen Enden der mehreren länglichen Elemente mit der Antennenbaugruppe verbunden sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können die distalen Enden der mehreren länglichen Elemente jeweils verformbar sein, so dass die Verformung des distalen Endes, während sich das mindestens eine längliche Element durch ein entsprechendes Durchgangsloch der Antennenbaugruppe erstreckt, eine Schulter definiert, die einer Trennung des Radomkörperteils vom zweiten Element der Antennenbaugruppe widersteht.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können die jeweiligen distalen Enden der mehreren länglichen Elemente mit einem unteren Gehäuse verbunden sein, wobei das untere Gehäuse einen Teil des Gehäuses für die Antennenbaugruppe bilden kann.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radomkörper-Baugruppe ferner einen Radom-Abstandshalterteil umfassen, der sich von der zweiten Oberfläche des Radomkörperteils erstreckt, wobei der Radom-Abstandshalterteil eine Vielzahl von Zellen definiert, die aus einer Vielzahl von Zellwänden gebildet werden.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können mindestens zwei Zellwände der Zellwände, die jede Zelle der Vielzahl von Zellen definieren, voneinander beabstandet sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann sich die Mehrzahl der länglichen Elemente weiter vom Radomkörperteil erstrecken als die Mehrzahl der Zellwände.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können der Radom-Abstandshalter, der Radomkörperteil und die Mehrzahl der länglichen Elemente einstückig ausgebildet sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Mehrzahl der länglichen Elemente entweder vor oder nach der Verlängerung jedes der Mehrzahl der länglichen Elemente durch ein entsprechendes Durchgangsloch einer Mehrzahl von Durchgangslöchern, die in der Antennenbaugruppe definiert sind, mit der Radom-Baugruppe verbunden werden.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen können die jeweiligen Schultern, die an mindestens einigen der mehreren länglichen Elemente definiert sind, durch Verformung mindestens einiger der distalen Enden jedes der länglichen Elemente gebildet werden.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das Schweißen durch Vibrationsschweißen oder Ultraschallschweißen erfolgen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radomkörper-Baugruppe eine Klebefläche aufweisen, die sich an oder in der Nähe eines Umfangsabschnitts der Radomkörper-Baugruppe befindet.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das untere Gehäuse einen Pfosten umfassen, der sich von einem Umfangsabschnitt des unteren Gehäuses weg erstreckt und eine Klebekante definiert, die so ausgebildet ist, dass sie mit der Klebefläche der Radomkörper-Baugruppe über das Schweißen verbunden werden kann.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das untere Gehäuse ferner eine Gehäuselippe aufweisen, die relativ zum Pfosten nach außen gerichtet ist und sich im Wesentlichen parallel zum Pfosten erstreckt, und wobei die Radomkörper-Baugruppe ferner eine Radomlippe aufweisen kann, die sich von der Klebefläche weg erstreckt, so dass ein Spalt zwischen der Gehäuselippe und der Radomlippe definiert wird, wenn die Klebefläche mit der Klebekante verbunden ist.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann sich die Klebefläche um den gesamten Umfangsabschnitt des Radomkörpers erstrecken, und der Pfosten und die darauf definierte Klebekante können sich um den gesamten Umfangsabschnitt des unteren Gehäuses erstrecken.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Schweißung zwischen der Klebefläche und der Klebekante eine hermetische Abdichtung zwischen dem Radomkörper und dem unteren Gehäuse bilden.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Radomkörper-Baugruppe einen Radomkörperteil und einen mit dem Radomkörperteil gekoppelten Radom-Abstandshalterteil umfassen, wobei die Klebefläche durch den Radomkörperteil definiert sein kann und wobei der Radom-Abstandshalterteil so ausgebildet sein kann, dass er sich innerhalb des Volumens befindet, wenn der Radomkörperteil mit dem unteren Gehäuse gekoppelt ist.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann sich die Klebefläche im Wesentlichen parallel zum Radomkörperteil und der Pfosten im Wesentlichen rechtwinklig zum Radomkörperteil erstrecken.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht so ausgebildet sein, dass sie zwischen einer Leiterplattenbaugruppe (PCB) und mindestens einer Antennenschicht, die zumindest teilweise die Antennenbaugruppe bildet, angeordnet ist.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann jede der mehreren Öffnungen eine kreisförmige Form haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das dielektrische Material eine Dielektrizitätskonstante zwischen 2,5 und 3,5 haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das dielektrische Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) zwischen 15 Teilen pro Million pro Grad Celsius (ppm/°C) und 25 ppm/°C aufweisen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials von 6 Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen umgeben sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Vielzahl der Öffnungen den Abtastwinkel der Antennenbaugruppe um mindestens 1,5 Prozent erhöhen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht einen ebenen Körper und eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die durch den ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials umgeben.
In j eder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann j eder der mehreren Teile des dielektrischen Materials auf ein Antennenelement der mehreren Antennenelemente ausgerichtet sein.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Vielzahl der Öffnungen den Abtastwinkel der Antennenbaugruppe um mindestens 1,5 Prozent erhöhen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das dielektrische Material flammhemmende Eigenschaften haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das dielektrische Material mindestens etwa 5% Decabromdiphenylethan (DBDPE) enthalten.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann jede der mehreren Öffnungen eine kreisförmige Form haben.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner die Kopplung der mindestens einen Antennenschicht, der Leiterplattenbaugruppe und der dielektrischen Schicht miteinander umfassen.
In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Herstellung der dielektrischen Schicht eine Dielektrizitätskonstante zwischen 2,5 und 3,5 und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) zwischen 15 Teilen pro Million pro Grad Celsius (ppm/°C) und 25 ppm/°C aufweisen.
Figurenliste

1 ist ein nicht maßstabsgetreues Diagramm, das ein einfaches Beispiel für die Kommunikation in einem Satellitenkommunikationssystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2A ist eine isometrische Draufsicht, die eine beispielhafte Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2B ist eine isometrische Ansicht von unten, die eine beispielhafte Antennenvorrichtung aus 2A darstellt und ein Gehäuse zeigt, das an einem Fuß befestigt ist, der dazu bestimmt ist, an einer Oberfläche in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angebracht zu werden;
3A ist eine isometrische Explosionsdarstellung einer Gehäusebaugruppe der Antennenbaugruppe der 2A und 2B in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3B ist eine isometrische Explosionsansicht, die verschiedene Elemente eines Antennenstapels der Antennenbaugruppe der 2A und 2B in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4A ist eine Unteransicht einer Radom-Baugruppe der Antennenbaugruppe der 2A und 2B in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
4B ist eine vergrößerte isometrische Ansicht eines Teils der Unterseite der Radom-Baugruppe der Antennenbaugruppe der 2A und 2B in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
5 ist eine Querschnittsansicht eines Teils der Radom-Baugruppe der Antennenbaugruppe der 2A und 2B, die eine äußere Schicht sowie eine Radomkörper-Baugruppe mit einem Radomkörperteil, einem Radom-Abstandsteil und einem länglichen Element gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält;
6A ist eine Draufsicht auf eine obere Patch-Antennenschicht der Antennenbaugruppe der 2A und 2B, die eine Baugruppe von oberen Patch-Antennenelementen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6B ist eine Draufsicht, die einen Antennenabstandshalter der Antennenbaugruppe der 2A und 2B gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6C ist eine Draufsicht auf eine untere Patch-Antennenschicht der Antennenbaugruppe der 2A und 2B, die eine Baugruppe von unteren Patch-Antennenelementen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7A und 7B sind isometrische Ansichten eines einzelnen Antennenelements in einer Antennenelementgruppe der Antennenbaugruppe der 2A und 2B in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
8A ist eine Draufsicht auf eine dielektrische Abstandsschicht der Antennenbaugruppe der 2A und 2B, die beispielhafte Positionen und Größen von Öffnungen zeigt, die durch die dielektrische Abstandsschicht gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gebildet werden;
8B ist eine vergrößerte Draufsicht auf verschiedene Elemente des Antennenstapels der Antennenbaugruppe von 2A und 2B, die die relativen Positionen von Zellwänden eines Radom-Abstandshalterteils, Öffnungen einer dielektrischen Abstandshalterschicht, Öffnungen, durch die sich längliche Elemente einer Radomkörper-Baugruppe erstrecken, und Patch-Antennenelementen in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
9A ist eine Draufsicht auf eine gedruckte Leiterplatte (PCB) der Antennenbaugruppe der 2A und 2B in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
9B ist eine Querschnittsansicht eines Teils der Leiterplattenbaugruppe von 9A in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
9C ist eine Ansicht von unten auf die Leiterplattenbaugruppe von 9A, die die elektronischen Komponenten der Leiterplattenbaugruppe in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines mittleren Teils eines Antennenstapels der Antennenbaugruppe der 2A und 2B, die die Verwendung von länglichen Elementen einer Radomkörper-Baugruppe zur Kopplung von Elementen des Antennenstapels gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Kante der Antennenbaugruppe von 2A und 2B, die die Antennenbaugruppe in einem zusammengebauten Zustand gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines mittleren Teils eines Antennenstapels der Antennenbaugruppe der 2A und 2B, die die Verwendung eines länglichen Elements zur Kopplung von Elementen des Antennenstapels gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung werden nachstehend im Detail erörtert. Während die Konzepte der vorliegenden Offenbarung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen geeignet sind, wurden spezifische Ausführungsformen davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und werden hier im Detail beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass es nicht die Absicht ist, die Konzepte der vorliegenden Offenbarung auf die besonderen Formen zu beschränken, die offengelegt werden, sondern im Gegenteil, die Absicht ist, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die mit der vorliegenden Offenbarung und den beigefügten Ansprüchen übereinstimmen.
In den Zeichnungen können einige Struktur- oder Verfahrensmerkmale in bestimmten Anordnungen und/oder Reihenfolgen dargestellt sein. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass solche spezifischen Anordnungen und/oder Reihenfolgen nicht unbedingt erforderlich sind. Vielmehr können solche Merkmale in einigen Ausführungsformen in einer anderen Weise und/oder Reihenfolge angeordnet sein als in den illustrativen Figuren dargestellt. Darüber hinaus bedeutet die Erwähnung eines Struktur- oder Verfahrensmerkmals in einer bestimmten Abbildung nicht, dass dieses Merkmal in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und in einigen Ausführungsformen mag es nicht enthalten sein oder mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
Verweise in der Beschreibung auf „eine einzelne Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“, „eine anschauliche Ausführungsform“ usw. weisen darauf hin, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Merkmal enthalten kann, aber nicht jede Ausführungsform notwendigerweise dieses bestimmte Merkmal, diese Struktur oder dieses Merkmal enthalten muss. Außerdem beziehen sich solche Ausdrücke nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform. Wenn ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Merkmal in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, so ist davon auszugehen, dass ein Fachmann dieses Merkmal, diese Struktur oder dieses Merkmal auch in Verbindung mit anderen Ausführungsformen anwenden kann, unabhängig davon, ob diese ausdrücklich beschrieben sind oder nicht. Ausdrücke wie „oben“, „unten“, „Ober-“, „Unter-“, „senkrecht“, „waagerecht“, „seitlich“ in der vorliegenden Offenbarung dienen der Orientierung des Lesers in Bezug auf die Zeichnungen und sollen nicht die erforderliche Ausrichtung der Komponenten darstellen oder den Ansprüchen Ausrichtungsbeschränkungen verleihen.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Antennenvorrichtungen einschließlich Antennensystemen, die zum Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen zu und/oder von einem Satelliten oder einer Satellitenkonstellation bestimmt sind.
Die Antennensysteme der vorliegenden Offenbarung können in Kommunikationssystemen eingesetzt werden, die über eine Satellitenkonstellation Netzwerkkommunikation mit relativ hoher Bandbreite und geringer Latenz bereitstellen. Eine solche Satellitenkonstellation kann sich in einer nicht geosynchronen Erdumlaufbahn (GEO) befinden, z. B. in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO). 1 zeigt eine nicht maßstabsgetreue Ausführungsform eines Antennen- und Satellitenkommunikationssystems 100, in dem Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können. Wie in 1 dargestellt, ist ein erdgebundener Endpunkt oder ein Benutzerterminal 102 an einem Ort direkt oder indirekt auf der Erdoberfläche installiert, wie z. B. ein Haus oder ein anderes Gebäude, ein Turm, ein Fahrzeug (z. B. ein Landfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug, ein Raumfahrzeug oder ähnliches) oder ein anderer Ort, an dem ein Kommunikationszugang über ein Satellitennetz gewünscht wird. Ein erdgebundenes Endgerät 102 kann sich in der Troposphäre der Erde befinden, z. B. in einer Entfernung von etwa 10 Kilometern von der Erdoberfläche, und/oder in der Stratosphäre der Erde, z. B. in einer Entfernung von etwa 50 Kilometern von der Erdoberfläche, z. B. auf einem geografisch ortsfesten oder im Wesentlichen ortsfesten Objekt, wie einer Plattform oder einem Ballon.
Zwischen dem Endpunkt-Terminal 102 und einem Satelliten 104 kann ein Kommunikationspfad aufgebaut werden. In der dargestellten Ausführungsform stellt der erste Satellit 104 seinerseits einen Kommunikationspfad zu einem Gateway-Terminal 106 her. In einer anderen Ausführungsform kann der Satellit 104 vor der Kommunikation mit einem Gateway-Terminal 106 einen Kommunikationspfad zu einem anderen Satelliten aufbauen. Das Gateway-Terminal 106 kann physisch über Glasfaser, Ethernet oder eine andere physische Verbindung mit einem Bodennetzwerk 108 verbunden sein. Bei dem Bodennetzwerk 108 kann es sich um jede Art von Netzwerk handeln, einschließlich des Internets. Während ein Satellit 104 dargestellt ist, kann die Kommunikation mit und zwischen einem oder mehreren Satelliten einer Satellitenkonstellation erfolgen.
Der Endpunkt oder das Benutzerterminal 102 kann zum Beispiel eine Antennenvorrichtung 200 umfassen, wie in den und dargestellt. Wie dargestellt, kann die Antennenvorrichtung 200 eine Gehäusebaugruppe 202 umfassen, die einen Radomabschnitt 206 und ein unteres Gehäuse 204 enthält, das mit dem Radomabschnitt 206 verbunden ist. Wie unten beschrieben, kann der Radomteil 206 eine Radom-Baugruppe 305 sein (siehe 3B). Ein Antennensystem und andere elektronische Komponenten, wie unten beschrieben, sind innerhalb der Gehäusebaugruppe 202 angeordnet. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die Antennenvorrichtung 200 und ihr Gehäuse 202 Materialien für die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit in einer Außenumgebung sowie zur Erleichterung des Sendens und/oder Empfangens von Hochfrequenzsignalen zu und/oder von einem Satelliten oder einer Konstellation von Satelliten mit den Satelliten 104 enthalten.
2B zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Antennenvorrichtung 200. Wie dargestellt, kann die Antennenvorrichtung 200 ein unteres Gehäuse 204 umfassen, das mit dem Radomteil 206 verbunden ist und das Gehäuse 202 bildet. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Montagesystem 210 einen Fuß 216 (einen „Mast“) und eine Basis (eine „Halterung“, nicht dargestellt). Der Sockel kann an einer Oberfläche befestigt werden und so ausgebildet sein, dass er einen unteren Teil des Fußes 216 aufnimmt. Der Fuß 216, der als einzelner Befestigungsfuß dargestellt ist, kann durch einen im Allgemeinen hohlen zylindrischen oder rohrförmigen Körper gebildet werden, obwohl auch andere Konstruktionen und Formen verwendet werden können. Bei einer hohlen Konfiguration können sich alle notwendigen Kabel oder elektrischen Verbindungen in das Innere des Fußes 204 bis in das Gehäuse 202 der Antennenvorrichtung 200 erstrecken.
Ein Kippmechanismus 240 (Einzelheiten nicht dargestellt), der im unteren Gehäuse 204 angeordnet ist, ermöglicht ein gewisses Maß an Neigung, um die Stirnseite des Radomteils 206 in einer Vielzahl von Winkeln auszurichten, um die Kommunikation zu optimieren und das Ablaufen von Regen und Schnee zu erleichtern. Eine solche Kippung kann automatisch oder manuell erfolgen.
Zurück zu 1: Die Antennenvorrichtung 200 ist so ausgebildet, dass sie auf einer Montagefläche montiert werden kann, um einen ungehinderten Blick auf den Himmel zu ermöglichen. Als nicht einschränkende Beispiele kann die Antennenvorrichtung 200 an einer ortsfesten Position auf der Erde montiert werden, z. B. auf dem Dach oder der Wand eines Gebäudes, einem Turm, einer natürlichen Struktur, einer Bodenfläche, einer atmosphärischen Plattform oder einem Ballon, oder auf einem sich bewegenden Fahrzeug, wie einem Landfahrzeug, Flugzeug oder Boot, oder auf einer anderen geeigneten Montagefläche mit ungehinderter Sicht auf den Himmel für die Satellitenkommunikation.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Antennenvorrichtung 200 ein Antennensystem, das zum Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen zu und/oder von einem Satelliten oder einer Satellitenkonstellation ausgelegt ist. Das Antennensystem ist, wie unten beschrieben, in der Gehäusebaugruppe 202 angeordnet und kann eine Antennenöffnung 208 (siehe 2A) umfassen, die einen Bereich zum Senden und Empfangen von Signalen definiert, wie z. B. ein phasengesteuertes Antennensystem oder ein anderes Antennensystem. Neben der Antennenöffnung 208 kann die Antennenvorrichtung 200 weitere elektronische Komponenten innerhalb der Gehäusebaugruppe 202 enthalten, die beispielsweise Strahlformer, ein Modem, eine WLAN-Karte und/oder WLAN-Antennen, eine GPS-Antenne sowie andere Komponenten umfassen können, aber nicht darauf beschränkt sind.
In 3A kann die Antennenvorrichtung 200 einen Antennenstapel 250, eine innere Abdeckung 252, ein unteres Gehäuse 204 und einen Kippmechanismus 240 umfassen, der mit einem Fuß 216 verbunden ist. Der Fuß 216 kann sich durch eine Öffnung 254 erstrecken, die durch das untere Gehäuse 204 definiert ist, und kann mit dem Kippmechanismus 240 gekoppelt sein. Zwischen dem Antennenstapel 250 und dem unteren Gehäuse 240 kann ein Volumen 258 gebildet werden. Die innere Abdeckung 252 kann innerhalb des Volumens 258 an das untere Gehäuse gekoppelt sein und ein Innenvolumen 256 zwischen der inneren Abdeckung 252 und dem unteren Gehäuse 204 bilden. Die Verbindung zwischen der inneren Abdeckung 252 und dem unteren Gehäuse 204 kann wasserdicht oder wasserbeständig sein (z. B. kann die innere Abdeckung 252 hermetisch mit dem unteren Gehäuse 204 versiegelt sein), und die Öffnung 254 kann innerhalb des Innenvolumens 256 definiert sein. In dieser Hinsicht kann jeglicher Schmutz oder jegliche Feuchtigkeit, die durch die Öffnung 254 in das Innenvolumen 256 eindringt, im Innenvolumen 256 verbleiben, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass solcher Schmutz oder solche Feuchtigkeit den Rest des Volumens 258 (einschließlich des Antennenstapels 250) erreicht.
Der Kippmechanismus 240 kann mit dem unteren Gehäuse 204 und/oder der inneren Abdeckung 252 gekoppelt sein, so dass eine Drehung des Kippmechanismus 240 in Bezug auf den Fuß 216 zu einer Drehung des Antennenstapels 250 in Bezug auf den Fuß 216 führt. Eine solche Drehung kann verwendet werden, um die Position der Antennenöffnung 208 physisch einzustellen.
3B zeigt eine Explosionsdarstellung des Antennenstapels 250, die verschiedene Schichten des Antennenstapels 250 zeigt. In einigen Beispielen kann der Antennenstapel 250 eine Radom-Baugruppe 305 umfassen, die eine Radomkörper-Baugruppe 310 und eine äußere Schicht 315 enthalten kann. Der Antennenstapel 250 kann ferner eine Patch-Antennenbaugruppe 334 enthalten, die eine obere Patch-Antennenschicht 330, einen Antennenabstandshalter 335 und eine untere Patch-Antennenschicht 370 umfasst, die zusammen eine Vielzahl von Patch-Antennen bilden, die eine Antennengruppe bilden. Der Antennenstapel 250 kann auch eine dielektrische Schicht 375 und eine Leiterplattenbaugruppe (PCB) 380 enthalten. Wie weiter unten erörtert wird, können die verschiedenen Schichten des Antennenstapels 250 zumindest teilweise mechanisch und/oder elektrisch miteinander gekoppelt sein.
Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, können die Schichten des Antennenstapels 250 eine rechteckige Form haben. Das heißt, jede der Radom-Baugruppe 305, der Patch-Antennen-Baugruppe 334, der dielektrischen Schicht 375 und der PCB-Baugruppe 380 kann eine rechteckige Form haben, wenn man sie von oben oder unten betrachtet (d. h. entlang einer Stapelachse des Antennenstapels 250). Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass die Form des Antennenstapels 250 (und aller darin enthaltenen Elemente) jede beliebige Form haben kann, wie z. B. rechteckig, quadratisch, rund, oval, quadratisch und dergleichen, und dass sie alle zusätzlichen Merkmale wie abgerundete Ecken, scharfe Ecken und dergleichen aufweisen kann. Wie dargestellt, kann jedes Element des Antennenstapels 250 ähnliche Längen und Breiten haben (ebenso wie das untere Gehäuse 204). Wie weiter unten erläutert wird, kann die Radom-Baugruppe 305 eine etwas größere Länge und eine etwas größere Breite als die übrigen Elemente des Antennenstapels 250 haben, um die Kopplung der Radom-Baugruppe 305 mit dem unteren Gehäuse 204 so zu erleichtern, dass die übrigen Elemente des Antennenstapels 250 vollständig in dem Volumen 258 eingeschlossen bleiben. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass die verschiedenen Schichten unterschiedliche Abmessungen haben können.
RADOM-BAUGRUPPE
Unter Bezugnahme auf die , und werden verschiedene zusätzliche Merkmale der Radom-Baugruppe 305 gezeigt. Die Radom-Baugruppe 305 kann eine Radomkörper-Baugruppe 310 umfassen, die mit einer äußeren Schicht 315 verbunden ist. Wie in 5 zu sehen ist, kann sich die Radomkörper-Baugruppe 310 von einem ersten Ende 401 zu einem zweiten Ende 403 erstrecken, wobei sich die äußere Schicht 315 am oder in der Nähe des ersten Endes 401 befinden kann und das zweite Ende 403 dem unteren Gehäuse 204 am nächsten liegt, wenn die Antennenvorrichtung 200 vollständig zusammengebaut ist (siehe z. B. die Explosionsansicht in 3B). In einigen Ausführungsformen können die Radomkörper-Baugruppe 310 und die äußere Schicht 315 als Radom oder Radomteil bezeichnet werden. Die äußere Schicht 315 kann den Elementen ausgesetzt sein, wenn die Antennenvorrichtung 200 vollständig installiert ist, und daher kann die äußere Schicht 315 Wasser- oder andere witterungsbeständige Merkmale aufweisen, wie unten ausführlicher beschrieben.
Die Radom-Baugruppe 305 ist als äußerer Teil der Antennenvorrichtung 200 konzipiert, der der Außenumgebung ausgesetzt ist und mechanische Eigenschaften wie ein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und einen hohen Elastizitätsmodul für Steifigkeit und Verformungsbeständigkeit aufweist. Wenn hier von der Radom-Baugruppe 305 die Rede ist, kann sich dies auf eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 beziehen, wie z. B. mindestens eine äußere Schicht 315, ein Radomkörperteil 402, ein Radom-Abstandshalterteil 404, längliche Elemente 400 und ähnliches. Um HF-Signale nicht zu behindern, kann die Radom-Baugruppe 305 aus einem oder mehreren Materialien hergestellt werden, die elektrische Eigenschaften wie eine niedrige Dielektrizitätskonstante und eine niedrige Verlusttangente aufweisen, durch die sich Antennensignale bewegen können. Darüber hinaus weist die Radom-Baugruppe 305 in einigen Ausführungsformen chemische Eigenschaften auf, z. B. Verklebbarkeit mit Klebstoff, UV-Beständigkeit und geringe oder nahezu keine Wasseraufnahme. Der Aufbau des Radoms kann auch andere geeignete Eigenschaften aufweisen, um die Anfälligkeit gegenüber ständiger Außeneinwirkung und extremen Wetterbedingungen zu verringern.
Die Radom-Baugruppe 305 ist so konstruiert, dass sie sowohl unter trockenen als auch unter feuchten Bedingungen hohe mechanische Werte und elektrische Isolationseigenschaften über Wärmezyklen zwischen -40 Grad Celsius (°C) und 85°C beibehält-. -In einigen Ausführungsformen hat -die Radom-Baugruppe 305 eine relativ hohe Streckgrenze und einen relativ hohen Modulus, der ausreicht, um die Last auf verschiedene Teile der Radom-Baugruppe 305 zu verteilen. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat die Radom-Baugruppe 305 eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 4. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat die Radom-Baugruppe 305 einen Verlusttangens von weniger als 0,001.
Die Radomkörper-Baugruppe 310 kann mehrere Teile oder Komponenten umfassen, die integral oder monolithisch geformt sein können (z. B. aus demselben Material oder einer Sammlung von Basismaterialien und zusammen geformt) oder in verschiedenen Ausführungsformen separat geformt und auf jede bekannte Weise miteinander verbunden sein können. Zum Beispiel kann die Radomkörper-Baugruppe 310 eines oder mehrere der länglichen Elemente 400, einen Radomkörperteil 402 und einen Radom-Abstandshalterteil 404 umfassen. Wie im Folgenden näher beschrieben wird, können die länglichen Elemente 400 verwendet werden, um die Radom-Baugruppe 305 mit zusätzlichen Schichten der Antennenvorrichtung 200 zu verbinden. Beispielsweise kann sich ein Endabschnitt 470 der länglichen Elemente 400 (der sich am zweiten Ende 403 des Radomkörperteils 402 befinden kann) durch einige oder alle Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 erstrecken (siehe 3B und 10) und kann verformt oder anderweitig manipuliert werden, um einer Trennung der verschiedenen Schichten nach dem Zusammenbau zu widerstehen (siehe z. B. Zusammenbau der Antennenstapelbaugruppe 250 in 10).
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 aus geeigneten Materialien bestehen, z. B. aus Kunststoff mit einer oder mehreren Eigenschaften wie Verklebbarkeit mit Klebstoff, UV-Beständigkeit und geringer oder nahezu keiner Wasseraufnahme.
Der Radomkörperteil 402 kann eine ebene Oberfläche aufweisen, die sich über die gesamte Breite 408 und Länge 410 der Radomkörper-Baugruppe 310 erstreckt. Der Radomkörperteil 402 kann eine rechteckige Form haben oder jede andere Form, wie z. B. kreisförmig, elliptisch, quadratisch oder ähnliches, aufweisen. Der Radomkörperteil 402 kann die äußere Schicht 315 strukturell unterstützen, kann zusätzliche Elemente des Antennenstapels 250 (siehe 3B) zumindest teilweise vor Elementen in einer Umgebung der Antennenvorrichtung 200 schützen und kann aus einem Material gebildet sein, durch das sich Antennensignale ausbreiten können (z. B. ist der Radomkörperteil 402 für eine reduzierte Störung von Antennensignalen ausgelegt). Der Radomkörperteil 402 kann eine ebene Oberseite 412 und eine durchgängig gleichmäßige Dicke 414 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Radomkörper 402 jedoch eine gekrümmte Oberseite 412, eine ungleichmäßige Dicke oder Ähnliches aufweisen.
Die Dicke 414 des Radomkörperteils 402 kann im Bereich von weniger als oder gleich 60 Tausendstel Zoll (mil, 1,5 Millimeter (mm)), weniger als oder gleich 30 mil (0,76 mm), weniger als oder gleich 20 mil (0,51 mm) oder weniger als oder gleich 10 mil (0,25 mm) liegen. Die Dicke kann von den Umgebungsbedingungen abhängen, in denen sich die Antennenvorrichtung 200 befindet, z. B. kann eine größere Dicke 414 an geografischen Orten mit rauen Wetterbedingungen, wie starkem Regen und Hagel, verwendet werden. Eine geringere Dicke 414 kann jedoch die Dämpfung von Hochfrequenzsignalen (RF) von der Antennengruppe verringern. In einer Ausführungsform hat der Radomkörperteil 402 eine Dicke von 0,5 mm.
In einigen Ausführungsformen können der Radomkörperteil 402 und die äußere Schicht 315 (oder die Radomkörper-Baugruppe 310 und die äußere Schicht 315) zusammen (integral oder monolithisch) und aus denselben oder unterschiedlichen Materialien geformt werden. In anderen Ausführungsformen können der Radomkörperteil 402 und die äußere Schicht 315 (oder die Radomkörper-Baugruppe 310 und die äußere Schicht 315) separat geformt und aus denselben oder unterschiedlichen Materialien zusammengefügt werden.
Der Radom-Abstandshalter 404 kann aus demselben oder einem anderen Material bestehen wie der Radomkörperteil 402 und kann die Radom-Baugruppe 305 dabei unterstützen, die Antennenöffnung 208 und andere Komponenten der Antennenvorrichtung 200 vor mechanischen Einflüssen und Umwelteinflüssen zu schützen. Der Radom-Abstandshalterteil 404 kann auch einen geeigneten Abstand zwischen den Antennenelementen der Antennenöffnung 208 und der äußeren Schicht 315 der Radom-Baugruppe 305 bereitstellen. Wie unten ausführlicher beschrieben, kann ein solcher Abstand Vorteile bei der Verringerung der Signaldämpfung aufgrund von Umwelteinflüssen auf die äußere Oberfläche des Radomkörperteils 402, wie Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, Regen und/oder Schnee, bieten.
In einigen Ausführungsformen ist der Radom-Abstandshalter 404 eine Kunststoff- oder Schaumstoffschicht, die Eigenschaften wie eine niedrige Dielektrizitätskonstante, einen niedrigen Verlusttangens, eine gute Druckfestigkeit und einen geeigneten Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) aufweist. Darüber hinaus kann der Radom-Abstandshalter 404 die Eigenschaft der Verklebbarkeit mit Klebstoff für die Kopplung mit anderen Schichten in der Antennenstapelbaugruppe 250 aufweisen.
Als Teil der Radom-Baugruppe 305 kann der Radom-Abstandshalter 404 auch so ausgelegt sein, dass er hohe mechanische Werte und elektrische Isolationseigenschaften sowohl unter trockenen als auch unter feuchten Bedingungen bei Temperaturschwankungen zwischen -40°C und 85°C beibehält. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat der Radom-Abstandshalterteil 404 eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 1,0. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat der Radom-Abstandshalterteil 404 einen Verlusttangens von weniger als 0,001.
Der Radomkörperteil 402 kann an einen Radom-Abstandshalterteil 404 angrenzen oder mit diesem gekoppelt sein, um die äußere obere Fläche 412 des Radomkörperteils 402 (oder die äußere Schicht 315) von den Komponenten des Antennenstapels 250 zu beabstanden. In einigen Ausführungsformen kann der Radomkörperteil 402 zusammen mit dem Radom-Abstandshalterteil 404 geformt oder separat geformt und mit dem Radom-Abstandshalterteil 404 gekoppelt werden, zum Beispiel durch Kleben. Wie oben erwähnt, können der Radomkörperteil 402 und der Radom-Abstandshalterteil 404 zusammen (allein oder in Kombination mit den länglichen Elementen 400) als Radomkörper-Baugruppe 310 bezeichnet werden. Der Radom-Abstandshalter 404 kann auch eine ebene und rechteckige Form haben, die der des Radomkörperteils 402 entspricht (siehe 4A).
Wie in 5 und in einigen Ausführungsformen zu sehen ist, kann der Radom-Abstandshalterteil 404 dicker sein als der Radomkörperteil 402. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat der Radom-Abstandshalterteil 404 eine solche Dicke, dass der Abstand von der oberen Patch-Antennenschicht zur Oberseite der Radom-Baugruppe 305 im Bereich von mehr als etwa 3,0 mm, weniger als etwa 4,5 mm oder im Bereich von 3,0 mm bis 4,5 mm liegt.
Der Radom-Abstandshalter 404 kann eine Abstandskonfiguration aufweisen, um den Radomkörperteil 402 von der Antennenöffnung 208 mit Luft zu beabstanden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Radom-Abstandshalterteil 404 aus einem Schaumstoffmaterial hergestellt sein, in dessen Struktur Luft angeordnet ist. Abstandshalter aus Schaumstoff können in einigen Umgebungen aufgrund ihrer niedrigeren Dielektrizitätskonstante und geringeren Wärmeleitfähigkeit vorteilhafte Materialien sein. Beispielsweise können Schaumstoffabstandshalter in kalten Umgebungen (wie in kalten Klimazonen oder bei Antennenvorrichtungen 200 in Flugzeugen) eine isolierende Wirkung für elektrische Komponenten haben. Ein geeigneter Schaumstoff kann ein Polymethacrylimid (PMI) oder ein Urethanschaum sein. Aber auch andere Schaumstoffe fallen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung. Im Gegensatz zu anderen hierin beschriebenen Materialien mit Wärmeleitfähigkeit erfordern Schaumstoffe möglicherweise separate Heizsysteme für die Schneeschmelze.
In anderen Ausführungsformen kann der Radom-Abstandshalter 404 eine Rahmenstruktur sein. In einer geeigneten Ausführungsform kann die Rahmenstruktur so gestaltet sein, dass sie Lufträume innerhalb der Struktur des Kunststoffs aufweist. Eine geeignete Rahmenstruktur kann eine Bienenwabenstruktur sein. Eine geeignete Wabenstruktur kann aus einem verlustarmen Kunststoff (z. B. Thermoplast oder einem anderen geeigneten Kunststoff) bestehen, der in einer wabenförmigen Rahmenkonstruktion ausgebildet sein kann.
In einigen Ausführungsformen kann der Radom-Abstandshalter 404 aus Luft bestehen.
In einigen Ausführungsformen kann der Radom-Abstandshalterteil 404 einen inneren Teil 327 und einen äußeren Teil 328 umfassen (siehe 4A und 4B). In der dargestellten Ausführungsform umfasst der innere Teil 327 eine Vielzahl von Zellwänden 316 oder Zellteilen 316, die eine Vielzahl von Öffnungen 315 definieren. Der äußere Teil 328 kann sich um mindestens einen Teil des äußeren Umfangs des inneren Teils 327 erstrecken und kann ein fester oder durchgehender Teil sein, um die Wärmeübertragung um den äußeren Umfang der Antennenvorrichtung 200 zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen kann der äußere Teil 328 nicht vorhanden sein. Das heißt, die Einbeziehung des äußeren Teils 328 kann optional sein.
Jede der mehreren Zellwände 316 kann sich von dem Radomkörperteil 402 weg erstrecken. Wie in 5 zu sehen ist, kann der Radomkörperteil 402 eine erste Oberfläche 412 oder Oberseite haben, die eine ebene Fläche am oder in der Nähe des ersten Endes 401 der Radomkörper-Baugruppe 310 definiert, und eine zweite Oberfläche 413 oder Unterseite, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, so dass sich jede der Vielzahl von Zellwänden 316 von der zweiten Oberfläche 413 weg (und zum zweiten Ende 403 der Radomkörper-Baugruppe 310) erstreckt. Jede der mehreren Zellwände 316 kann eine Öffnung (die sich von einem ersten Ende an oder in der Nähe der zweiten Oberfläche 413 der Radomkörper-Baugruppe 310 zu dem zweiten Ende in Richtung des zweiten Endes 403 der Radomkörper-Baugruppe 310 erstreckt) und einen vertikalen Weg dazwischen umfassen, der eine Öffnung 317 definiert. Jede Öffnung 317 ist so ausgebildet, dass sie vertikal mit einem einzelnen Antennenelement in der Antennengruppe ausgerichtet ist, um einen Luftraum über jedem oberen Patch-Element jedes Antennenelements in der Antennengruppe bereitzustellen. Die Zellenstruktur ist so ausgebildet, dass sie um jedes Antennenelement herum einen gleichmäßigen Abstand aufweist.
Eine Gruppe von Zellwänden 316 und eine einzelne Öffnung 317 innerhalb der Vielzahl von Zellwänden können zusammen eine Zelle bilden. In dieser Hinsicht kann jede Zelle in der in den 4A-5 gezeigten Ausführungsform 6 Zellwände 316 und eine einzelne Öffnung 317 umfassen (z. B. kann eine einzelne Zelle 450 in 4B Zellwände 451a-451f und eine einzelne Öffnung 452 umfassen). In einigen Ausführungsformen kann zumindest ein Teil der Zellwände 316 zumindest teilweise eine benachbarte Öffnung 317 einer benachbarten Zelle definieren. Zum Beispiel kann die Zellwand 451b zumindest teilweise eine Zelle 456 begrenzen. Der Fachmann wird erkennen, dass die Zellwände 316 jede beliebige Form haben können (z. B. abgerundet, gerade, gewinkelt oder Kombinationen davon) und dass eine Zelle jede beliebige Anzahl von Zellwänden 316 enthalten kann (einschließlich einer einzelnen Zellwand 316, die eine einzelne Zelle definiert), ohne dass dies vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht.
In einigen Ausführungsformen können mindestens zwei Zellwände 316 (oder Zellteile 316), die eine Zelle definieren, voneinander beabstandet sein. Zum Beispiel können zwei oder mehr der Zellwände 451a-451f, die die Zelle 450 definieren, voneinander beabstandet sein (z. B. kann die Zellwand 451a von der Zellwand 451d beabstandet sein). In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehr benachbarte Zellwände 316, die eine Zelle definieren, voneinander beabstandet sein. Zum Beispiel kann die Zellwand 451A von der benachbarten Zellwand 451B durch einen Spalt 453 beabstandet sein. Ein solcher Abstand zwischen den Zellwänden 316, die eine Zelle definieren, kann als eine knotenlose Zellkonfiguration bezeichnet werden. Der Abstand zwischen den Zellwänden 316 kann Vorteile bei der Herstellung und/oder bei der Verwendung bieten. Zum Beispiel kann der Abstand eine Entlüftung zwischen benachbarten Zellen ermöglichen, was zu einem Druckausgleich während der Wärmezyklen führen kann.
Wie oben erwähnt, können die Zellwände 316 jede beliebige Form haben. In solchen Ausführungsformen können zwei beliebige Zellabschnitte oder Zellwände 316, die eine Zelle definieren, voneinander beabstandet sein. Wenn die Zellabschnitte beispielsweise zwei halbkreisförmige Wände umfassen, die eine Zelle definieren, dann kann mindestens ein Schnittpunkt der beiden halbkreisförmigen Wände voneinander beabstandet sein. In dieser Hinsicht kann jede Zelle mindestens einen Spalt aufweisen, der durch die Zellwände 316, die die Zelle bilden, definiert ist.
In der dargestellten Konfiguration kommen drei Zellwände 316 zusammen, um den Spalt 453 zu bilden. In anderen Konfigurationen könnten vier oder eine andere Anzahl von Zellwänden zusammenkommen, um einen Spalt 453 zu bilden.
Die Zellwände 316 des Innenteils 327 können einen größeren Luftanteil aufweisen, um jegliche HF-Interferenz mit den Antennensignalen der Antennengruppe 308 abzuschwächen. In einigen Ausführungsformen ist das volumetrische Verhältnis von Luft zu fester Oberfläche oder der Zelle 315 des Radom-Abstandshalters 310 größer als etwa 50:50, oder alternativ größer als etwa 65:45, oder alternativ größer als etwa 75:25, oder alternativ größer als etwa 80:20, oder alternativ größer als etwa 85:15, oder alternativ größer als etwa 90:10.
Wie oben beschrieben, können eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 aus einem Kunststoff oder einem anderen Polymer bestehen. Die eine oder mehreren Komponenten der Radomgehäusebaugruppe 310 können beispielsweise Polypropylen (PP), Polycarbonate, Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphenylenether (PPE), Poly(p-phenylenoxid) (PPO), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Flüssigkristallpolymer (LCP), andere Polymere oder Mischungen davon umfassen.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 einen Aufbau aus einer ersten Schicht aus Fasermaterial, wie Glasfaser- oder Kevlarfasern, umfassen, die mit einem Harz, wie einem Epoxid- oder Polyethylenterephthalatharz (PET), vorimprägniert ist.
In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 eine Glasfaserbasis für mechanische Festigkeit aufweisen. Die Glasfaser kann mit einem Polymer oder Copolymer aus Polyethylen laminiert sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Radom-Baugruppe 305 eine oder mehrere Komponenten umfassen, die aus einem Kunststoff mit einer Vielzahl von Fasern bestehen, die sich überall befinden. Die Fasern können beispielsweise Glasfasern, Kevlarfasern, Kohlenstofffasern oder Ähnliches enthalten.
Eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 können aus glasfaserverstärktem Epoxid-Laminatmaterial bestehen, z. B. FR-4 oder NEMA Grade FR-4. In anderen Ausführungsformen kann die Radom-Baugruppe 305 eine andere Art von duroplastischem Hochdrucklaminat oder einen Verbundwerkstoff, wie z. B. Glasfaserverbundwerkstoff, Quarzglasverbundwerkstoff, Kevlarverbundwerkstoff oder ein Plattenmaterial, wie z. B. Polycarbonat, enthalten.
Wie weiter unten genauer beschrieben, kann die Radom-Baugruppe 305 eine hydrophobe Oberfläche zur Wasserentfernung aufweisen. Zur Erzielung hydrophober Eigenschaften können eine oder mehrere Komponenten der Radom-Baugruppe 305 mit Fluor und/oder Chlor funktionalisiert werden. Ein geeignetes Material kann zum Beispiel ein fluoriertes Polymer (Fluorpolymer) wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder ein Copolymer aus Ethylen und Chlortrifluorethylen wie Ethylen-Chlortrifluorethylen (ECTFE) sein.
RADOM-AUSSENSCHICHT
Die Radom-Baugruppe 305 kann eine äußere Schicht 315 enthalten. Die Dämpfung von HF-Signalen aufgrund von Verstärkungsverlusten kann infolge von Regen- oder Feuchtigkeitsansammlungen am ersten Ende 401 der Radom-Baugruppe 305 erheblich sein, und die äußere Schicht 315 kann dazu beitragen, solche Bedenken zu verringern oder zu beseitigen. Was die Ansammlung von Regen und Feuchtigkeit betrifft, so hat Wasser eine signifikante relative Dielektrizitätskonstante, die eine nicht-triviale Grenzfläche für eine Antennenöffnung darstellen kann, was zu HF-Reflexion führt. Eine solche HF-Reflexion führt zu einer Verschlechterung der Verstärkung des HF-Signals.
Die Ansammlung von Schnee auf dem ersten Ende 401 der Radom-Baugruppe 305 erwies sich im Allgemeinen nicht als so schädlich für die HF-Signalleistung wie die Ansammlung von Wasser. Es wurde jedoch festgestellt, dass Schnee mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, z. B. Schnee bei oder nahe 0 °C, oder schmelzender Schnee oder Eis, der zu einer Wasseransammlung auf dem ersten Ende 401 der Radom-Baugruppe 305 führt, die HF-Signalleistung erheblich beeinträchtigt.
Wie oben beschrieben, kann die äußere Schicht 315 (und der Radomkörperteil 402) in einem vorbestimmten Abstand von der Antennenöffnung 208, die durch die Gruppe von Antennenelementen definiert ist, beabstandet werden, um die Signalabschwächung aufgrund des Verbleibs von Regentropfen zu verringern. In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bietet der Radom-Abstandshalterteil 404 eine geeignete Dicke, um die äußere Oberfläche 315 (und möglicherweise den Radomkörperteil 402) um einen vorbestimmten Abstand von der oberen Patch-Schicht der Antennenöffnung 208 zu beabstanden. Wie oben beschrieben, ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Außenfläche der äußeren Schicht 315 äquidistant von dem oberen Patch-Antennenelement jedes einzelnen Antennenelements in der Antennenöffnung in einem Abstand von mindestens 3,0 mm beabstandet.
Zur Abschwächung von Feuchtigkeit und zur Unterstützung des Abflusses von Wasser oder Feuchtigkeit, die sich auf der Radom-Baugruppe 305 ansammeln, kann die äußere Schicht 315 ein hydrophobes oder superhydrophobes Material mit niedriger Oberflächenenergie enthalten, damit das Wasser abperlt und sich nicht ausbreitet.
Zusätzlich zu einer hydrophoben oder superhydrophoben äußeren Schicht 315 kann die Neigung der Antennenvorrichtung 200 (siehe 2A) dazu beitragen, die Ansammlung von Schnee und Feuchtigkeit zu verringern.
Wenn sie separat gebildet wird, kann die äußere Schicht 315 mit jeder bekannten Technik an den Radomkörper 310 gekoppelt werden. Beispielsweise kann die äußere Schicht 315, wie oben beschrieben, mit einem Klebstoff an die Radomgehäusebaugruppe 310 geklebt werden. Der Klebstoff kann ein beliebiger Klebstoff sein, z. B. ein druckempfindlicher Klebstoff (PSA), der auf eine Oberfläche der äußeren Schicht 315 aufgetragen wird. Dabei kann der PSA mit der äußeren Schicht 315 und dem Radomkörperteil 402 in Kontakt gebracht werden, und es kann Druck auf die äußere Schicht 315 ausgeübt werden, um die äußere Schicht 315 mit der Radomkörper-Baugruppe 310 zu verbinden. In einigen Ausführungsformen kann der Klebstoff ein Epoxidharz, ein wärmeaktivierter Klebstoff oder ein beliebiger anderer Klebstoff nach dem Stand der Technik sein.
In einigen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 eine dünne Folie sein, die auf die Oberseite des Radomkörpers 310 aufgebracht wird. Entweder die äußere Schicht 315 oder die Radomkörper-Baugruppe 310 kann auf ihrer Klebefläche für die Verklebung mit einem Klebstoff, z. B. einem Haftklebstoff, aktiviert werden. Geeignete Aktivierungen können Natriumätzung, Plasmabehandlung, Koronabehandlung oder andere geeignete Aktivierungsbehandlungen zur Schaffung von Klebestellen umfassen. Die äußere Schicht und/oder der Klebstoffauftrag können in eine gewünschte Form gebracht werden.
In einigen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 so geformt sein, dass sie einen UV-Blocker enthält, der den Klebstoff (z. B. den Haftklebstoff) schützen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Radomkörper-Baugruppe 310 einen UV-Blocker in Form einer Pigmentierung enthalten. Zum Beispiel kann die äußere Schicht 315 und/oder die Radomkörper-Baugruppe 310 Titandioxid (TiO2) als UV-Blocker enthalten.
In anderen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 durch Schmelzen eines separaten Materials und Hinzufügen zu der Radomkörper-Baugruppe 310 gebildet werden, sie kann geformt (z. B. durch Spritzgießen), lackiert, gespritzt und dergleichen werden. In einigen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 auf die Radomkörper-Baugruppe 310 durch Aufsprühen oder Aufrollen (z. B. durch Aufsprühen oder Aufrollen einer flüssigen oder gasförmigen Phase des Außenschichtmaterials) aufgebracht werden. In einigen Ausführungsformen kann eine geschmolzene äußere Schicht 315 auf die Radomkörper-Baugruppe 310 aufgebracht werden und an Ort und Stelle auszuhärten gelassen werden.
In einigen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 so geformt sein, dass sie größere Abmessungen (z. B. Länge und Breite) als der Radomkörperteil 310 hat. In solchen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 auf den Radomkörperteil 310 aufgebracht und dann so geschnitten (z. B. gestanzt) werden, dass sie die gleichen Abmessungen wie der Radomkörperteil 310 hat.
In einigen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 eine Dicke 416 aufweisen, die weniger als oder gleich 20 mil (0,51 mm), weniger als oder gleich 10 mil (0,25 mm), weniger als oder gleich 5 mil (0,13 mm), weniger als oder gleich 3 mil (0,076 mm), weniger als oder gleich 1 mil (0,025 mm) o. ä. beträgt.
ANTENNENSCHICHTEN
3B zeigt eine beispielhafte Antennenvorrichtung 200 mit einer beispielhaften Antennenstapelbaugruppe 250 in Form einer Vielzahl von Schichten oder eines Stapels von Schichten. Die dargestellte Vielzahl von Schichten umfasst Schichten von Abstandshaltern oder Abstandshalterteilen, die gegen andere Schichten, einschließlich Antennenschichten oder Schichten mit Antennenelementen oder -komponenten, positioniert sind, bei denen es sich beispielsweise um elektronische Schichten, wie Leiterplattenschichten, handeln kann.
In der in 3B gezeigten Ausführung umfassen die Schichten in der Antennenstapelbaugruppe 250 eine Radom-Baugruppe 305, eine Patch-Antennenbaugruppe 334, eine dielektrische Schicht 375 und eine Leiterplatten(PCB)-Baugruppe 380.
Wie in 3B dargestellt, ist eine äußere obere Schicht der Antennenstapelbaugruppe 250 eine äußere Schicht 315 der Radom-Baugruppe 305. Wie oben beschrieben, kann die Radom-Baugruppe 305 in der dargestellten Ausführungsform die Radomkörper-Baugruppe 310 und die äußere Schicht 315 umfassen.
In der dargestellten Ausführungsform von 3B ist eine Patch-Antennenbaugruppe 334 eine phasengesteuerte Antennenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von einzelnen Patch-Antennenelementen 304 (siehe 7A und 7B) besteht, die in einer Gruppe 308 ausgebildet sind. (Siehe 6A für eine Draufsicht auf eine Gruppe von oberen Patch-Antennenelementen 330a). Eine Patch-Antenne ist im Allgemeinen eine Antenne mit niedrigem Profil, die auf einer flachen Oberfläche montiert werden kann, einschließlich eines ersten flachen Blechs (oder „ersten Patch“) aus Metall, das über einem zweiten flachen Blech (oder „zweiten Patch“) aus Metall montiert, aber davon beabstandet ist, wobei das zweite Patch eine Grundplatte definiert. Die beiden Metallpatches bilden zusammen eine Resonanzstruktur. Die einzelnen Patches können mit Hilfe bekannter Metallabscheidungstechniken auf einer Standard-PCB-Schicht oder einem anderen geeigneten Substrat hergestellt werden. In einer alternativen Ausführungsform können die Patches z. B. mit einer leitfähigen Tinte auf die Patch-Schichten gedruckt werden. Ein Array aus mehreren Patch-Antennen auf demselben Substrat kann verwendet werden, um eine Array-Antenne mit hoher Verstärkung oder eine phasengesteuerte Gruppenantenne herzustellen, bei der der Antennenstrahl elektronisch gesteuert werden kann.
7A zeigt eine perspektivische Ansicht eines vereinfachten beispielhaften individuellen Antennenelements 304 mit einer oberen Patch-Schicht 330a, einer unteren Patch-Schicht 370a und einem Abstand dazwischen. Das in 7A gezeigte einzelne Element 304 ist eines von mehreren Antennenelementen 304, die eine Gruppe von Antennenelementen bilden (siehe 6A).
In der dargestellten Ausführungsform wird das Array 308 aus einzelnen Patch-Antennenelementen 304 aus einer Vielzahl von Patch-Antennenschichten gebildet, einschließlich der oberen Patch-Antennenschicht 330 (siehe auch 6A), dem Antennenabstandshalter 335 (siehe 6B) und der unteren Patch-Antennenschicht (oder Grundplatte) 370 (siehe 6C). Wie bereits erwähnt, können die obere Patch-Antennenschicht 330 und die untere Patch-Antennenschicht 370 auf Standard-PCB-Schichten oder anderen geeigneten Substraten gebildet werden. Die beiden Schichten 330 und 370 sind durch den Antennenabstandshalter 335 in geeigneter Weise voneinander beabstandet, um die gewünschte Abstimmung der Patch-Antennenbaugruppe 334 zu erreichen. Während hier eine Zwei-Patch-Antenne (oberes und unteres Patch) dargestellt ist, können auch andere ein- oder mehrlagige Patch-Antennen in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
Wie in 3B zu sehen, ist die Radom-Baugruppe 305 neben der oberen Patch-Schicht 330 positioniert, um die obere Fläche der oberen Patch-Schicht 330 zu schützen. 6A zeigt eine Draufsicht auf die obere Patch-Schicht 330. Wie in 6A zu sehen ist, umfasst die obere Fläche der oberen Patch-Antennenschicht 330 einen inneren Teil 347 mit einer Vielzahl von einzelnen oberen Antennen-Patch-Elementen 330a, die die oberen Patches der einzelnen Antennenelemente 304 bilden, die die Antennengruppe 308 definieren. Die oberen Antennen-Patch-Elemente 330a können eine Vielzahl von diskreten einzelnen Punkten, Kreisen, modifizierten Kreisen oder anderen polygonalen Formen sein, die aus einem leitenden Metall wie Kupfer bestehen. Die oberen Antennen-Patch-Elemente 330a können auf der oberen Patch-Schicht 330 durch nicht leitende Teile der oberen Patch-Antennenschicht 330 zwischen den oberen Antennen-Patch-Elementen 330a voneinander getrennt sein.
Die obere Patch-Antennenschicht 330 umfasst ferner einen äußeren Teil 349, der sich bis zu ihrem Umfang erstreckt. Der äußere Teil 349 kann relativ klein sein (z.B. kann er einen relativ kleinen Bruchteil der gesamten Oberfläche der oberen Patch-Antennenschicht 330 umfassen, wie z.B. 1 Prozent, 3 Prozent, 5 Prozent, 10 Prozent oder dergleichen), oder in einigen Ausführungsformen mag die obere Patch-Antennenschicht 330 keinen äußeren Teil umfassen. Der äußere Teil 349 kann so ausgebildet sein, dass er thermische Energie (Wärme) radial von der gesamten Antennenstapelbaugruppe 250 nach außen zum Umfang der oberen Patch-Schicht 330 und zum Umfang der Radom-Baugruppe 305 leitet oder fließen lässt.
Die obere Patch-Schicht 330 kann Öffnungen 332 definieren, durch die die länglichen Elemente 400 der Radomkörper-Baugruppe 310 (siehe 5) hindurchgehen können. Die Öffnungen 332 können sich zwischen den oberen Patch-Antennenelementen 330a befinden, so dass sie die Antennenelemente 304 der Antennengruppe nicht beeinträchtigen. Die Öffnungen 332 können während des Formens oder einer anderen Formgebung der oberen Patch-Antennenschicht 330 geformt werden, sie können in eine vorgeformte obere Patch-Antennenschicht 330 geschnitten oder gebohrt werden, oder ähnliches. Die länglichen Elemente 400 der Radomkörper-Baugruppe 310 greifen in die PCB-Baugruppe 380 ein (siehe 10). Die obere Patch-Antennenschicht 330 kann auch Wärme zu den Öffnungen 332 leiten oder fließen lassen, wo die länglichen Elemente 400 die Wärme zur Radomkörper-Baugruppe 310 leiten, was nicht nur dazu verwendet werden kann, unerwünschte Wärme von elektrischen Komponenten, die an der PCB-Baugruppe 380 befestigt sind, abzuleiten, sondern diese Wärme kann auch wiederverwendet werden, um die Ansammlung von Schnee und Regen auf der Außenfläche 315 der Radom-Baugruppe 305 zu verringern.
In einigen Ausführungsformen ist die obere Patch-Antennenschicht 330 ein PCB-Substrat mit einer Vielzahl von oberen Antennen-Patch-Elementen 330a. Die Merkmale der oberen Patch-Antennenschicht 330 können durch geeignete Halbleiterverarbeitung gebildet werden, um die gewünschten Merkmalsmuster und -formen zu erhalten.
Die untere Patch-Antennenschicht 370 kann von der oberen Patch-Antennenschicht 330 durch einen Antennenabstandshalter 335 beabstandet sein (siehe 3B und 6B). Der Antennenabstandshalter 335 kann eine Vielzahl von Zellwänden 336 umfassen, die eine Vielzahl von offenen Zellen 337 definieren. Der Antennenabstandshalter 335 kann auch eine Vielzahl von Öffnungen 331a definieren, die sich durch ihn hindurch erstrecken. Die Öffnungen 331a können mit den Öffnungen, die durch andere Schichten des Antennenstapels 250 definiert sind, und mit den länglichen Elementen 400 der Radomkörper-Baugruppe 310 ausgerichtet sein. In dieser Hinsicht können sich die länglichen Elemente 400 durch die Öffnungen 331 hindurch erstrecken, um die Schichten des Antennenstapels 250 miteinander zu verbinden (siehe 10). Da der Antennenabstandshalter 335 nur Zellwände 336 in einem inneren Teil des Antennenabstandshalters 335 enthält, können die Öffnungen 331b an den Verbindungsstellen der Zellwände 336 definiert sein. Das heißt, bestimmte Zellwände 336 dürfen sich nicht mit benachbarten Zellwänden schneiden, um die Öffnungen 331b zu bilden. Die Öffnungen 331a und 331b können während des Formens oder eines anderen Formgebungsverfahrens des Antennenabstandshalters 335 geformt werden, sie können in einen vorgeformten Antennenabstandshalter 335 geschnitten oder gebohrt werden, oder ähnliches.
Jede der mehreren Zellwände 336 kann sich im Wesentlichen parallel zu einer Stapelachse der Antennenstapelbaugruppe 250 erstrecken. Die Zellen 337 des Antennenabstandshalters 335 können eine ähnliche Form haben wie die Zellen 315, die durch die Zellwände 316 des Radom-Abstandshalterteils 404 definiert sind. In einigen Ausführungsformen können die Zellen 337 eine andere Form haben, wie z. B. kreisförmig, oval, quadratisch oder eine andere Form. Jede der Zellen 337 kann auf ein Antennenelement 304 ausgerichtet sein. Die Zellen 337 können jeweils einen vertikalen Pfad 338 definieren, der sich entlang der gesamten Dicke des Antennenabstandshalters 335 erstreckt. Das heißt, der Weg 338 kann einen Hohlraum enthalten, der sich von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite des Antennenabstandshalters 335 erstreckt, so dass der Antennenabstandshalter 335 kein Material enthält, das direkt mit den Antennenelementen 304 entlang der Stapelachse ausgerichtet ist.
Eine Gruppe von Zellwänden 336 und ein einzelner Pfad 338 innerhalb der Vielzahl von Zellwänden können zusammen eine Zelle 337 bilden. In dieser Hinsicht kann jede Zelle 337 6 Zellwände 336 und einen einzigen Pfad 338 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann zumindest ein Teil der Zellwände 336 zumindest teilweise einen benachbarte Pfad 338 einer benachbarten Zelle 337 definieren. Der Fachmann wird erkennen, dass die Zellwände 336 eine beliebige Form haben können (z. B. abgerundet, gerade, abgewinkelt oder Kombinationen davon) und dass eine Zelle 337 eine beliebige Anzahl von Zellwänden 336 enthalten kann (einschließlich einer einzelnen Zellwand 336, die eine einzelne Zelle definiert), ohne dass dies vom Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Die Zellenhöhe des Antennenabstandshalters 335 kann im Bereich von 1 mm bis 2 mm (z. B. etwa 1,2 mm) liegen. Ebenso können die Zellwände 336 des Antennenabstandshalters 335 im Bereich von 1 mm bis 2 mm breit sein (z. B. etwa 1,2 mm).
Ein geeigneter Kunststoff für den Antennenabstandshalter 335 kann wärmeleitend und in der Lage sein, Wärme durch seine Struktur abzuleiten, und gleichzeitig eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweisen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Antennenabstandshalter 335 aus demselben oder einem ähnlichen Material wie die Radomkörper-Baugruppe 310 hergestellt werden und eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 3,0 und einen Wärmeleitfähigkeitswert von mehr als 0,35 W/m-K oder mehr als 0,45 W/m-K aufweisen.
Der Antennenabstandshalter 335 kann aus denselben oder ähnlichen Materialien und durch ähnliche Herstellungsverfahren wie der Radomabstandshalter 310 hergestellt werden. Wie in 6B zu sehen ist, kann der Antennenabstandshalter 335 ähnlich wie der Radomabstandshalter 404 eine Wabenstruktur aufweisen oder aus einem geeigneten Schaumstoff oder einer anderen geeigneten Abstandsstruktur bestehen. Obwohl als einzelne Abstandsschicht dargestellt und beschrieben, kann der Antennenabstandshalter 335 aus einer Vielzahl von Abstandshalterelementen bestehen, die den Raum zwischen den oberen und unteren Patch-Schichten 330 und 370 der Patch-Antennenbaugruppe 334 definieren.
Wie in 3B und 6C dargestellt, ist die untere Patch-Antennenschicht 370 durch den Antennenabstandshalter 335 von der oberen Patch-Antennenschicht 330 beabstandet. Wie gezeigt, enthält eine obere Fläche 372 der unteren Patch-Antennenschicht 370 eine Vielzahl von einzelnen oberen Antennen-Patch-Elementen 370a, die die unteren Patches der einzelnen Antennenelemente 304 bilden, die die Antennengruppe 308 definieren. Wie die oberen Antennen-Patch-Elemente 330a können die unteren Antennen-Patch-Elemente 370a eine Vielzahl von diskreten einzelnen Punkten, Kreisen, modifizierten Kreisen oder anderen polygonalen Formen sein, die aus einem leitfähigen Metall wie Kupfer bestehen. Die unteren Antennen-Patch-Elemente 370a können auf der unteren Patch-Schicht 370 durch Teile der unteren Patch-Antennenschicht 370 zwischen den unteren Antennen-Patch-Elementen 370a voneinander getrennt sein. In einer Ausführungsform ist die untere Patch-Antennenschicht 370, wie die obere Patch-Antennenschicht 330, ein Leiterplattensubstrat mit einer Vielzahl von oberen Antennen-Patch-Elementen 370a.
Die untere Patch-Antennenschicht 370 kann auch Öffnungen 333 aufweisen, die sich von der oberen Fläche 372 zu einer unteren Fläche 373 erstrecken. Wie bei den Öffnungen, die durch andere Schichten des Antennenstapels 250 definiert sind, können sich die länglichen Elemente 400 der Radomkörper-Baugruppe 310 durch die Öffnungen erstrecken, um die Schichten miteinander zu verbinden (siehe 10). Die Öffnungen 333 können zwischen unteren Patch-Antennenelementen 370a angeordnet sein, so dass die länglichen Elemente 400 den Betrieb der verschiedenen unteren Patch-Antennenelemente 370a nicht beeinträchtigen. Die Öffnungen 333 können mit der unteren Patch-Antennenschicht 370 während des Formens oder einer anderen Formgebung der unteren Patch-Antennenschicht 370 geformt werden, sie können in eine vorgeformte untere Patch-Antennenschicht 370 geschnitten oder gebohrt werden, oder ähnliches.
Wie in 7A zu sehen ist, sind die einzelnen unteren Patch-Schicht-Elemente 370a so ausgebildet, dass sie mit den einzelnen oberen Patch-Antennenelementen 330a ausgerichtet sind, zum Beispiel in einem vertikalen Stapel. Die unteren Patch-Antennenelemente 370a können die gleiche oder eine ähnliche Form und Konfiguration wie die oberen Patch-Antennenelemente 330a haben. In der dargestellten Ausführungsform sind die oberen Patch-Antennenelemente 330a im Allgemeinen kreisförmig ausgebildet und enthalten eine Vielzahl von Schlitzen für Antennenpolarisations- oder Abstimmungseffekte, während die unteren Patch-Antennenelemente 370a im Allgemeinen kreisförmig ausgebildet sind.
Wie in 7B zu sehen, ist die obere Patch-Antennenschicht 330 durch einen Antennenabstandshalter 335 von der unteren Patch-Antennenschicht 370 beabstandet. Wie oben beschrieben, kann der Antennenabstandshalter 335 aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie der Radom-Abstandshalterteil 404 bestehen (und kann im weiteren Sinne das gleiche Material wie die gesamte Radomkörper-Baugruppe 310 enthalten) und kann auch eine Zellen- und Wandstruktur ähnlich der des Radom-Abstandshalterteils 404 aufweisen. Ähnlich wie bei den oberen Patch-Antennenelementen 330a und dem Radom-Abstandshalterteil 404 kann jede der mehreren Öffnungen im Antennenabstandshalter 335 einen vertikalen Pfad enthalten, um sich mit jedem unteren Patch-Element 370a (unten) und jedem oberen Patch-Antennenelement 330a (oben) auszurichten, um mehrere einzelne Antennenelemente 304 in der Antennengruppe 308 zu definieren.
Wie in 3B dargestellt, befindet sich unter den unteren Antennen-Patch-Elementen 330a und 370a die PCB-Baugruppe 380, die Schaltungen enthält, die mit den oberen und unteren Antennen-Patch-Elementen 330a und 370a ausgerichtet werden können, die zusammen eine resonante Antennenstruktur bilden können. Die PCB-Baugruppe 380 ist von der unteren Patch-Antenne 370 durch einen dielektrischen Abstandshalter 375 getrennt.
DIELEKTRISCHER ABSTANDSHALTER
Unter Bezugnahme auf 3B, 8A und 8B stellt eine dielektrische Schicht 375 einen elektrischen Isolator zwischen der Patch-Antennenbaugruppe 334 und der PCB-Baugruppe 380 dar und trennt die Patch-Antennenbaugruppe 334 von der PCB-Baugruppe 380. Die dielektrische Schicht 375 kann eine niedrige Dielektrizitätskonstante haben (die als relative Permittivität bezeichnet werden kann), zum Beispiel im Bereich von etwa 1 bis etwa 4 bei Raumtemperatur.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann der dielektrische Abstandshalter 375 nicht nur als elektrischer Isolator, sondern auch als Feuerschutzhülle für das Antennengerät 200 ausgebildet werden. In dieser Hinsicht kann der dielektrische Abstandshalter 375 so hergestellt werden, dass er flammhemmende Eigenschaften aufweist, zum Beispiel durch Einschluss von 5% Decabromdiphenylethan (DBDPE) zusammen mit den dielektrischen Materialien des dielektrischen Abstandshalters 375.
Der dielektrische Abstandshalter 375 kann einen ebenen Körper aus einem dielektrischen Material 500 mit einer Vielzahl von durchgehenden Löchern 502 aufweisen. Das Material 500 des dielektrischen Abstandshalters 375 kann jedes dielektrische Material umfassen. Beispielsweise kann der dielektrische Abstandshalter 375 ein Polymer, Silizium oder ein anderes Material oder andere Materialien enthalten.
Die im dielektrischen Abstandshalter 375 ausgebildeten Löcher 502 können den Abtastwinkel der Antennenvorrichtung 200 optimieren (da die Antennenvorrichtung 200 eine phasengesteuerte Gruppenantenne ist, kann sie in mehrere Richtungen abtasten). Zum Beispiel kann die Kombination aus dem Material 500 und den Löchern 502 (einschließlich der Form, Größe und Lage der Löcher 502) einen Abtastwinkel (d. h. einen Winkel, bei dem sich ein Hauptstrahl relativ zur Stapelachse des Antennenstapels 250 bilden kann) um mindestens 0,5 Prozent, um mindestens 1 Prozent, um mindestens 1,5 Prozent, um mindestens 2 Prozent, um mindestens 2,5 Prozent, um mindestens 3 Prozent oder Ähnliches vergrößern. In Experimenten erzielte der hier gezeigte dielektrische Abstandshalter 375 Verbesserungen des Abtastwinkels von mindestens 2 Prozent.
Die Löcher 502 können eine beliebige Form haben. Beispielsweise können die Löcher 502 kreisförmig, oval, dreieckig, quadratisch, rechteckig oder jede andere polygonale oder andere Form haben. Die Löcher 502 können einen Durchmesser 504 haben. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser 504 zwischen 1 Millimeter und 25 Millimeter (40 mil und 984 mil), zwischen 2 Millimeter und 15 Millimeter (80 mil und 591 mil), zwischen 3 Millimeter und 10 Millimeter (120 mil und 400 mil) oder etwa 5 Millimeter (197 mil) betragen.
In einigen Ausführungsformen können die Löcher 502 um ein einzelnes Antennenelement 304 angeordnet sein (z. B. um ein einzelnes oberes Patch-Antennenelement 330a und ein unteres Patch-Antennenelement 370a). Das heißt, eine Gruppe von Löchern 508 in dem Material 500 des dielektrischen Abstandshalters 375 kann einen Teil 510 des festen dielektrischen Materials 500 umschließen oder umgeben. Die Löcher 502 können Teile 510 so umgeben, dass jeder Teil 510 mit einem anderen Antennenelement 304 ausgerichtet ist, so dass das feste dielektrische Material 500 mit jedem Antennenelement 304 entlang der Stapelachse ausgerichtet ist (im Detail in 8B dargestellt). In einigen Ausführungsformen können die Löcher 502 mit den Lücken 453 zwischen benachbarten Zellwänden 316 des Radom-Abstandshalterteils 404 ausgerichtet sein. Diese Ausrichtung der Löcher 502 trägt dazu bei, die gewünschten Eigenschaften des dielektrischen Abstandshalters 375 zu erreichen (d. h. den WAK-Wert, den dielektrischen Wert und die dielektrischen Eigenschaften, die Verbesserung des Abtastwinkels und dergleichen).
Wie in 8B gezeigt, ist jedes der mehreren Antennenelemente 304 der oberen Patch-Schicht 330 mit jeder der mehreren Öffnungen 315 mit den Zellwänden 316 des Radom-Abstandshalters 310 und mit Öffnungen von Zellen 337, die durch den AntennenAbstandshalter 335 definiert sind, ausgerichtet. Beispielsweise ist jedes der Antennenelemente 304 innerhalb der Öffnungen 315 und der Zellen 337 des Antennenabstandshalters 335 angeordnet, um einen geeigneten Abstand um jedes der Antennenelemente 304 zu schaffen.
Mindestens einige der Löcher 502 des dielektrischen Abstandshalters 375 können mit den Öffnungen 331, 332, 333 der oberen Patch-Antennenschicht 330, des Antennenabstandshalters 335 und der unteren Patch-Antennenschicht 370 fluchten. In dieser Hinsicht können sich die länglichen Elemente 400 durch mindestens einen der Anschlüsse 331, 332, 333 und mindestens ein Loch 502 erstrecken, um die Schichten des Antennenstapels 250 miteinander zu verbinden.
Das Material 500 der dielektrischen Schicht 375 kann eine Dicke 506 haben. Die Dicke 506 kann zum Beispiel zwischen 0,1 mm und 5 mm (3,9 mil und 197 mil), zwischen 0,2 mm und 2 mm (7,9 mil und 79 mil), zwischen 0,5 mm und 1 mm (20 mil und 39 mil) oder etwa 0,7 mm (28 mil) betragen. Diese Dicken 506 können helfen, die gewünschten Eigenschaften des dielektrischen Abstandshalters 375 zu erreichen.
In einigen Ausführungsformen kann der dielektrische Abstandshalter 375 jede andere Form von Löchern aufweisen, solange das Material 500 auf die Antennenelemente 304 ausgerichtet ist. In einigen Ausführungsformen mag der dielektrische Abstandshalter 375 keine Löcher oder Öffnungen aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die Löcher oder Öffnungen mit den Antennenelementen 330a, 370a entlang der Stapelachse ausgerichtet sein. In einigen Ausführungsformen kann der dielektrische Abstandshalter 375 Pucks, Scheiben oder andere getrennte Teile aus dielektrischem Material enthalten, die mit den einzelnen Antennenelementen 304 ausgerichtet sind. In einigen Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Pucks, Scheiben oder anderen Stücken aus dielektrischem Material miteinander verbunden sein, z. B. über Drähte, Materialstreifen oder dergleichen, um den dielektrischen Abstandshalter 375 zu bilden. Die vorteilhaften Eigenschaften des dielektrischen Abstandshalters 375 können erreicht werden, indem ein dielektrisches Material (z. B. mit der oben beschriebenen Zusammensetzung) verwendet wird, das mit den einzelnen Antennenelementen 304 entlang der Stapelachse ausgerichtet ist; und Hohlräume oder ein Mangel an dielektrischem Material an anderen Stellen auf derselben Ebene wie das dielektrische Material.
Die oben beschriebene Kombination von Materialien, aus denen das dielektrische Material 500 besteht, kann zusammen mit den Löchern 502 (einschließlich deren Form, Größe und Lage) eine Reihe gewünschter Eigenschaften oder Parameter des dielektrischen Abstandshalters 375 ergeben. Insbesondere kann die Kombination aus den verwendeten Materialien und den Löchern 502 einen wünschenswerten WAK und eine wünschenswerte Dielektrizitätskonstante liefern, die für kommerzielle Zwecke möglicherweise nicht verfügbar sind. Mindestens einer der WAK-Werte und dielektrischen Werte ermöglichen es dem dielektrischen Abstandshalter 375, wünschenswerte Strahlformungsfähigkeiten und die Steuerung der Antennenvorrichtung 200 sowie ein wünschenswertes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für empfangene Signale zu erreichen. Zum Beispiel kann diese Kombination eine Schicht mit einer Dielektrizitätskonstante zwischen 1 und 5, zwischen 1 und 4, zwischen 2 und 4, zwischen 2,5 und 3,5 oder etwa 2,8 und einem WAK zwischen 10 und 30, zwischen 15 und 25, zwischen 17 und 23 oder etwa 20 ergeben. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der dielektrische Abstandshalter 375 eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2,8 und einen WAK von etwa 20 haben. Wie oben erwähnt, sind Materialien mit diesen Eigenschaften für kommerzielle Zwecke nicht erhältlich.
PCB-BAUGRUPPE
In einigen Ausführungsformen und wie in 3B gezeigt, kann die Patch-Antennenbaugruppe 334 mechanisch und elektrisch von einer Leiterplattenbaugruppe (PCB) 380 getragen werden. Die PCB-Baugruppe 380 ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass sie elektronische Komponenten mit Hilfe von Leiterbahnen, Kontaktflächen und anderen Merkmalen verbindet, die aus einer oder mehreren Kupferblechschichten geätzt werden, die auf und/oder zwischen Blechschichten eines nicht leitenden Substrats laminiert sind. Die Leiterplattenbaugruppe 380 kann eine ein- oder mehrschichtige Baugruppe mit verschiedenen Schichten sein, einschließlich Kupfer, Laminat, Substraten und dergleichen, und kann verschiedene Schaltungen enthalten, die darin ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf die , , , und kann die Leiterplattenbaugruppe 380 eine erste Seite 383, die dem dielektrischen Abstandshalter 375 zugewandt ist und ihn berührt, und eine zweite Seite 384 gegenüber der ersten Seite 383 aufweisen. Die Leiterplattenbaugruppe 380 kann eine Vielzahl von elektronischen Komponenten 382 enthalten, die mit ihr verbunden sind, wie Mikrochips, Prozessoren, Signalprozessoren, logische Strahlformungsvorrichtungen, Leistungsmodule, GPS-Empfänger, Widerstände, Kondensatoren, Induktoren, Transistoren, Speichervorrichtungen und dergleichen. Da die erste Seite 383 dem dielektrischen Abstandshalter 375 zugewandt ist und die elektronischen Bauteile 382 sich von der Leiterplattenbaugruppe 380 weg erstrecken können, kann es unerwünscht sein, dass sich solche elektronischen Bauteile 382 auf der zweiten Seite 384 der Leiterplattenbaugruppe 380 befinden. Da sich auf der ersten Seite 383 keine elektronischen Bauteile befinden, kann die erste Seite 383 in Kontakt mit dem dielektrischen Abstandshalter 375 stehen und mit diesem bündig sein. Zusätzliche elektronische Bauteile (z. B. Signalleitungen oder andere logische Bauelemente) können innerhalb der Schichten der Leiterplattenbaugruppe 380 angeordnet werden, solange sie sich nicht von der ersten Seite 383 nach außen erstrecken. In dieser Hinsicht kann die von der Leiterplattenbaugruppe 380 erzeugte oder durch sie zerstreute Wärmeenergie von der Leiterplattenbaugruppe 380 zum dielektrischen Abstandshalter 375 abfließen.
Die PCB-Baugruppe 380 kann eine Vielzahl von Öffnungen 381 definieren oder enthalten, die sich durch die erste Seite 383 und die zweite Seite 384 erstrecken. Die Anschlüsse 381 können mit den Öffnungen 331, 332, 333 der Antennenschichten und einigen Löchern 502 des dielektrischen Abstandshalters 375 ausgerichtet sein. In dieser Hinsicht können sich die länglichen Elemente 400 der Radom-Baugruppe 305 durch die Öffnungen 381 der PCB-Baugruppe erstrecken, um die Radom-Baugruppe 305 mit der PCB-Baugruppe 380 zu koppeln und somit die Schichten der Antennenstapel-Baugruppe 250 miteinander zu koppeln (siehe 10).
KOPPLUNG DER ANTENNENSTAPEL-BAUGRUPPE
In einigen Ausführungsformen können die Schichten des Antennenstapels 250 mit mechanischen Befestigungsmitteln miteinander verbunden werden. Insbesondere und wie in 4B und 10 gezeigt, kann die Radomkörper-Baugruppe 310 eine Vielzahl von länglichen Elementen 400 umfassen, die sich in einer Richtung weg vom Radomkörperteil 402 erstrecken. Wie im Folgenden näher erläutert, können die länglichen Elemente 400 dazu verwendet werden, die Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander zu verbinden. In einem anderen Beispiel können die Schichten des Antennenstapels 250 durch ein längliches Element 800 miteinander verbunden werden, wie in 12 dargestellt.
Wie in 4B, 5 und 10 dargestellt, können die länglichen Elemente 400 einen Körper 460 umfassen, der sich vom Radomkörperteil 402 aus erstreckt. Der Körper 460 kann einen ersten Endabschnitt 468 am oder in der Nähe des Radomkörperteils 402 und einen zweiten Endabschnitt 470 distal vom Radomkörperteil 402 definieren. Die länglichen Elemente 400 können zwei Zustände einnehmen. Wie in 5 dargestellt, befindet sich das längliche Element 400 in einem ersten Zustand, in dem der Körper 460 ein schmales Profil bildet. Wie in 10 dargestellt, befindet sich das längliche Element 400 in einem zweiten Zustand, in dem der Endabschnitt 470 des Körpers 460 ein breites Profil bildet. Im ersten Zustand kann das längliche Element 400 in den Öffnungen oder Löchern (z. B. Öffnung 331, Öffnung 331, Öffnung 333, Loch 502 und Öffnung 381) aufgenommen werden, die in den verschiedenen Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 ausgebildet sind und dadurch ein Durchgangsloch 472 bilden. In dieser Hinsicht ist die Breite des Körpers 460 im ersten Zustand geringer als die Breite der Anschlüsse. (Siehe 5.) Im Gegensatz dazu kann, wie in 10 gezeigt, wenn sich das längliche Element 400 im zweiten Zustand befindet, der Endabschnitt 470 des Körpers 460 breiter sein als die Breite der Öffnungen, die das Durchgangsloch 472 definieren, was verhindert, dass sich das längliche Element 400 durch die Öffnungen bewegt, wenn es sich im zweiten Zustand befindet.
Wie weiter unten noch näher erläutert wird, können die länglichen Elemente 400 vom ersten Zustand in den zweiten Zustand übergehen, um die Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander zu verbinden. Zum Beispiel können die länglichen Elemente 400 im ersten Zustand in den Öffnungen der Antennenstapelbaugruppe 250 aufgenommen werden und dann in den zweiten Zustand übergehen, um die Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander zu verriegeln.
Jede der Schichten des Antennenstapels 250 kann Öffnungen, Durchbrüche oder Ports aufweisen, die jeweils in Richtung der Stapelachse mit mindestens einem der länglichen Elemente 400 (oder der länglichen Elemente 800) ausgerichtet sind, wenn jede der Schichten für den Zusammenbau ausgerichtet wird. Beispielsweise definiert die obere Patch-Antennenschicht 330 Anschlüsse 332, der Antennenabstandshalter 335 definiert Anschlüsse 331, die untere Patch-Antennenschicht 370 definiert Anschlüsse 333, die dielektrische Schicht 375 definiert Löcher 502 und die PCB-Baugruppe 380 definiert Anschlüsse 381. Jeder der Anschlüsse 332, 331, 333, 381 und Löcher 502 kann vertikal oder entlang der Stapelachse mit dem länglichen Element 400 ausgerichtet sein.
In einigen Ausführungsformen können einige oder alle Öffnungen mehreren Zwecken dienen. Zum Beispiel können die Öffnungen 331 im Antennenabstandshalter 335 auch als Zellzentren fungieren (z. B. von Zellwänden des Antennenabstandshalters 335 umgeben sein), so dass zusätzliche Öffnungen jenseits der Zellen unnötig sind. Ebenso können die Löcher 502 der dielektrischen Schicht auch als die darin ausgebildeten Öffnungen fungieren, die mit den Antennenelementen 304 ausgerichtet sind. In einigen Ausführungsformen können zumindest einige Öffnungen 331 im Antennenabstandshalter 335 getrennt von den Zellmitten ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen können zumindest einige Löcher 502 in der dielektrischen Schicht 375 getrennt von den anderen Öffnungen der dielektrischen Schicht 375 ausgebildet sein (z. B. um zu vermeiden, dass sich ein längliches Element 400 durch ein Antennenelement erstreckt). In dieser Hinsicht kann der Antennenabstandshalter 335 so gestaltet sein, dass er die Ausrichtung der Anschlüsse 331 und der Zellmitten erleichtert oder die Ausrichtung der Anschlüsse 331 und der Zellmitten vermeidet. In ähnlicher Weise kann die dielektrische Schicht 375 so gestaltet sein, dass sie die Ausrichtung der Funktionsöffnungen und der Befestigungslöcher 502 erleichtert oder die Ausrichtung der Funktionsöffnungen und der Befestigungsöffnungen 502 verhindert.
Um die Schichten des Antennenstapels 250 miteinander zu koppeln, können die Schichten in der Reihenfolge gestapelt werden (z. B. mit der Radom-Baugruppe 305 an einem Ende und der PCB-Baugruppe 380 am anderen Ende, wobei die übrigen Schichten in der gleichen Konfiguration wie in den und gestapelt sind), so dass sich die länglichen Elemente 400 (oder die länglichen Elemente 800) durch ein kombiniertes Durchgangsloch 472 erstrecken, das sich durch die Öffnungen der jeweiligen Schichten erstreckt. Insbesondere können sich die länglichen Elemente 400 durch die Öffnungen der Schichten in der folgenden Reihenfolge erstrecken (beginnend mit der Öffnung, die der Radomkörper-Baugruppe 310 am nächsten liegt): 332, 331, 333, 502, 381. Es sollte jedoch beachtet werden, dass andere Reihenfolgen in den Anwendungsbereich der Offenbarung fallen und dass der Antennenstapel alle oder nur einige der beispielhaft beschriebenen Komponenten enthalten kann. Die länglichen Elemente 400 können jeweils ein proximales Ende am oder in der Nähe des Radomkörperteils 402 und ein distales Ende gegenüber dem proximalen Ende aufweisen (wobei sich das distale Ende vom Radomkörperteil 402 weg erstreckt). Anders ausgedrückt, das proximale Ende der länglichen Elemente 400 kann mit der Radomkörper-Baugruppe 310 (wie dem Radomkörperteil 402, dem Radom-Abstandshalterteil 404 oder ähnlichem) verbunden sein.
In der dargestellten Ausführungsform von 10 erstrecken sich die länglichen Elemente 400 durch jede der Öffnungen 332, 331, 333, 502, 381, die zusammen ein Durchgangsloch 472 durch den Antennenstapel 250 definieren, und der distale Endabschnitt 470 kann verformt werden (z.B. vom ersten Zustand in den zweiten Zustand übergehen), wie weiter unten erörtert, um ein Entfernen des distalen Endabschnitts 470 aus den Öffnungen 332, 331, 333, 502, 381 zu verhindern. In der dargestellten Ausführungsform von 10 bildet sich im zweiten Zustand eine Schulter 474 am distalen Endabschnitt 470 jedes länglichen Elements 400, um zu verhindern, dass sich der Endabschnitt 470 aus dem Durchgangsloch 472 des Antennenstapels 250 löst.
Die Schichten können mit jeder bekannten Technik wie manuellem Pressen, mechanischem Pressen, Verwendung eines Schraubstocks oder ähnlichem zusammengepresst werden. In einigen Ausführungsformen kann das Pressen so lange fortgesetzt werden, bis die Verbindung vollständig ist, oder nur so lange, bis die Schichten die gewünschte Konfiguration aufweisen, oder für eine beliebige Dauer dazwischen.
Während die Schichten zusammengepresst werden und sich die länglichen Elemente 400 durch die Durchgangslöcher 472 des Antennenstapels 250 erstrecken, können die Endabschnitte 470 der länglichen Elemente verzogen oder anderweitig verformt werden. Beispielsweise können die Endabschnitte 470 erwärmt und manuell oder mit Geräten umgeformt werden, es kann Druck auf sie ausgeübt werden, um sie umzuformen, oder ähnliches. Die Endabschnitte 470 können so bearbeitet werden, dass eine Abmessung 610 des Endabschnitts 470 in einer Richtung parallel zu einer von der PCB-Baugruppe 380 gebildeten Ebene größer ist als ein Durchmesser 612 der Öffnung 381 der PCB-Baugruppe 380. Der Endabschnitt 470 kann so manipuliert werden, dass die Abmessung 610, die größer als der Durchmesser 612 ist, sich an einer Stelle befindet, die an eine Ebene angrenzt (d.h. innerhalb von 1 mil (0,0254 mm), 10 mils (0,254 mm), 100 mils (2,54 mm), 300 mils (7,62 mm) oder dergleichen), die durch die PCB-Baugruppe 380 definiert ist, während die Schichten zusammengepresst werden.
Nach dem Aushärten des Endabschnitts 470 koppeln die länglichen Elemente 400 die gesamte Antennenstapel-Baugruppe 250 (siehe 3B) von der Radomkörper-Baugruppe 310 an die PCB-Baugruppe (da die Abmessung 610 des Endabschnitts 470 größer ist als der Durchmesser 612 der Öffnung 381, während die Schichten zusammen gestapelt sind). Somit können die länglichen Elemente 400 einer Trennung der Radomkörper-Baugruppe 310 von den übrigen Schichten der Antennenstapelbaugruppe in Richtung der Stapelachse widerstehen und können auch einer Trennung der PCB-Baugruppe 380 von den übrigen Schichten der Antennenstapelbaugruppe in Richtung der Stapelachse widerstehen. Da sich die länglichen Elemente 400 auch durch Öffnungen der verbleibenden Schichten erstrecken und die verbleibenden Schichten sandwichartig zwischen der Radomkörper-Baugruppe 310 und der PCB-Baugruppe 380 angeordnet sind, widerstehen die länglichen Elemente 400 auch der Trennung einer der Schichten von einer anderen der Schichten. Da sich die länglichen Elemente 400 durch Öffnungen erstrecken, die durch jede Schicht des Antennenstapels 250 definiert sind, widerstehen die länglichen Elemente 400 außerdem der Trennung jeder Schicht von jeder anderen Schicht in Richtungen, die parallel zu der durch die Oberflächen der Schichten definierten Ebene verlaufen.
Die verlängerten Elemente 400 können auch die äußere Schicht 315 mit den übrigen Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 verbinden. Obwohl die äußere Schicht 315 der Radom-Baugruppe 305 möglicherweise nicht über die länglichen Elemente 400 mit den übrigen Schichten verriegelt ist, kann die äußere Schicht 315 mit einem Klebstoff (z. B. einem druckempfindlichen Klebstoff) oder einem anderen Mechanismus (z. B. anderen Arten von Verbindungen wie chemischen Verbindungen) mit dem Radomkörperteil 402 verbunden werden. Daher können der Klebstoff der äußeren Schicht 315 und die Wechselwirkung zwischen den länglichen Elementen 400 und den Öffnungen jede Schicht des Antennenstapels 250 ohne Verwendung eines zusätzlichen Klebstoffs ausreichend miteinander verbinden. In einigen Ausführungsformen können Klebstoff, Befestigungsmittel oder andere Kopplungsmittel verwendet werden, um zwei oder mehr Schichten des Antennenstapels 250 miteinander zu verbinden. In einigen Ausführungsformen kann die äußere Schicht 315 mit dem Radomkörperteil 402 auf beliebige Weise zusätzlich zu oder anstelle des Klebstoffs verbunden werden. Beispielsweise kann ein anderes Befestigungsmittel (z. B. eine Schraube, ein Bolzen, eine Schnappverbindung, eine Klammer oder Ähnliches) verwendet werden, um die äußere Schicht 315 an dem Radomkörperteil zu befestigen oder zu koppeln.
In einigen Ausführungsformen kann die PCB-Baugruppe 380 elektronische Komponenten 650 (z. B. Halbleiterprozessoren, Speicherchips, GPS-Sensoren oder Ähnliches) enthalten, die sich auf der PCB-Baugruppe 380 befinden und mit ihr verbunden sind. In einigen Ausführungsformen können sich die Komponenten 650 auf einer unteren Oberfläche befinden (z. B. einer Oberfläche, die von den übrigen Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 abgewandt ist), da ein direkter Kontakt zwischen einer oberen Oberfläche der Leiterplattenbaugruppe 380 (z. B. gegenüber der unteren Oberfläche) und der dielektrischen Schicht 375 möglich ist. In dieser Hinsicht können die Komponenten 650 aufgrund der Kopplung der Komponenten 650 mit der PCB-Baugruppe 380 mit der Antennenstapelbaugruppe 250 gekoppelt bleiben.
Wie in 12 dargestellt, können in einer alternativen Ausführungsform ein oder mehrere längliche Elemente 800 verschiedene Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander verbinden. Die länglichen Elemente 800 können einen Körper 802 mit einem ersten Teil 804 und einem zweiten Teil 806 umfassen. Der erste Teil 804 des Körpers 802 kann mit dem unteren Gehäuse 204 gekoppelt werden, so dass sich sowohl der erste als auch der zweite Teil 804, 806 des Körpers 802 von dem unteren Gehäuse 204 und in Richtung der Radom-Baugruppe 305 erstrecken. Wie in 12 dargestellt, kann der erste Teil 804 breiter sein als der zweite Teil 806, der in einigen Beispielen eine Schulter 808 an der Schnittstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Teil 804, 806 bilden kann. In einigen Ausführungsformen kann der erste Teil 804 auch breiter sein als die Öffnungen (z. B. die Öffnung 331, die Öffnung 332, die Öffnung 333, das Loch 502 und/oder die Öffnung 381), wodurch eine oder mehrere Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 an der Schulter 808 des ersten Teils 804 anliegen können, wenn die Antennenvorrichtung 200 zusammengebaut wird. Im Gegensatz zum ersten Teil 804 kann der zweite Teil 806 in verschiedenen Ausführungsformen eine Breite aufweisen, die geringer ist als die Breite dieser Anschlüsse. Als Ergebnis dieser Baugruppe kann sich der zweite Teil 806 durch die verschiedenen Öffnungen erstrecken, die das Durchgangsloch 472 der Antennenstapelbaugruppe 250 definieren.
Um eine oder mehrere Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander zu verbinden, kann zumindest ein Teil der Antennenstapelbaugruppe 250 über ein oder mehrere längliche Elemente 800 gelegt werden, so dass zumindest eine Schicht (z. B. die Leiterplattenbaugruppe 380) an den Schultern 808 der länglichen Elemente 800 anliegt. Wenn der zweite Teil 806 des Körpers 802 über die länglichen Elemente 800 gelegt wird, kann er sich durch die Öffnungen einer oder mehrerer Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 erstrecken. Die Radom-Baugruppe 305 kann dann mit den länglichen Elementen 800 verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen (z. B. Vibrationsschweißen, Ultraschallschweißen usw.), Kleben oder anderweitiges Verbinden eines Endabschnitts 810 des Körpers 802 mit dem Radom-Körper 402. Durch das Verbinden der Radom-Baugruppe 305 mit den länglichen Elementen 800 kann die Antennenstapel-Baugruppe 250 miteinander verbunden werden, da der Radom-Körper 402 mit den länglichen Elementen 800 verbunden werden kann, während die verbleibenden Schichten der Antennenstapel-Baugruppe 250 zwischen den Schultern 808 und dem Radomkörperteil 402 verriegelt sind.
In einigen Ausführungsformen sind die länglichen Elemente 800 integral oder monolithisch mit dem unteren Gehäuse 204 geformt, so dass die länglichen Elemente 400 und das untere Gehäuse 204 eine einzige einheitliche Komponente bilden. In anderen Ausführungsformen können die länglichen Elemente 800 getrennt von dem unteren Gehäuse 204 und der Radomkörper-Baugruppe 310 geformt und später mit jeder dieser Komponenten verbunden werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die ersten und zweiten Teile 804, 806 der länglichen Elemente 800 separat geformt und später miteinander verbunden werden. In anderen Ausführungsformen sind die ersten und zweiten Teile 804, 806 der länglichen Elemente 800 einstückig oder monolithisch geformt.
In verschiedenen Ausführungsformen können die länglichen Elemente 400 und/oder die länglichen Elemente 800 die Form eines Wärmestabs haben. In einigen dieser Ausführungsformen oder anderweitig können die länglichen Elemente 400, 800 so ausgebildet sein, dass sie die von der Antennenbaugruppe erzeugte Wärmeenergie an das untere Gehäuse 204 oder die Radom-Baugruppe 305 weiterleiten. Beispielsweise können die länglichen Elemente 400, 800 im Wesentlichen in der Nähe einer oder mehrerer Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 positioniert werden (oder diese berühren), so dass zumindest ein Teil der von diesen Komponenten erzeugten Wärmeenergie durch Leitung durch die länglichen Elemente 400, 800 und zu einer separaten Komponente der Antennenvorrichtung 200 (z. B. die äußere Schicht 315, das untere Gehäuse 204 usw.) übertragen werden kann.
In einigen Ausführungsformen können einige oder alle Schichten des Antennenstapels 250 durch ein beliebiges zusätzliches oder alternatives Verfahren miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der Endabschnitt 470 auf andere Weise mit der PCB-Baugruppe verbunden sein. Beispielsweise kann der Endabschnitt 470 mit der PCB-Schicht (und möglicherweise mit weiteren Schichten) verklebt werden. Als weiteres Beispiel kann ein Clip auf dem Endabschnitt 470 positioniert werden, während er durch die Öffnung 381 herausragt, um eine Trennung des Endabschnitts 470 und der Leiterplattenbaugruppe 380 zu verhindern.
In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere andere Schichten des Antennenstapels 250 längliche Elemente enthalten oder mit ihnen verbunden sein. Beispielsweise kann die Leiterplattenbaugruppe 380 so geformt sein, dass sie ein integriertes längliches Element aufweist, oder ein längliches Element kann nach der Formung der Leiterplattenbaugruppe 380 mit ihr verbunden werden. Das längliche Element kann sich durch mindestens eine zusätzliche Schicht erstrecken und einen Endabschnitt aufweisen, der umgestaltet (oder verklebt oder mit einer Klammer verbunden) ist, während er sich durch die andere oder mehrere Schichten erstreckt, um eine Trennung der einen oder mehreren Schichten und der Leiterplattenbaugruppe 380 zu verhindern.
In einigen Ausführungsformen können auch andere Befestigungsmittel verwendet werden, um zwei oder mehr Schichten zusätzlich zu oder anstelle der länglichen Elemente miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann sich eine Niete, ein Bolzen, eine Schraube, eine Klammer, ein Schnappverschluss oder ein anderes Befestigungselement durch zwei oder mehr Schichten des Antennenstapels 250 erstrecken, um die zwei oder mehr Schichten miteinander zu verbinden.
In einigen Ausführungsformen können mehrere Mechanismen verwendet werden, um die Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann sich ein längliches Element 400 von der Radomkörper-Baugruppe 310 durch den Antennenabstandshalter 335 hindurch erstrecken und mit diesem verbunden sein, und Nieten können verwendet werden, um den Antennenabstandshalter 335 und die Leiterplattenbaugruppe 380 miteinander zu verbinden. Als weiteres Beispiel kann sich ein Bolzen durch Öffnungen erstrecken, die durch jede Schicht (einschließlich der äußeren Schicht 315) definiert sind, und kann einen Kopf haben, der sich außerhalb einer Öffnung befindet (z. B. oberhalb der äußeren Schicht 315) und mit einer Mutter außerhalb einer anderen Öffnung (z. B. unterhalb der PCB-Baugruppe 380) verbunden ist, um einer Trennung jeder Schicht relativ zu den übrigen Schichten entgegenzuwirken. Ein weiteres Beispiel ist, dass ein oder mehrere längliche Elemente 400 zusammen mit einem oder mehreren länglichen Elementen 800 verwendet werden können, um die Antennenstapelbaugruppe 250 miteinander zu verbinden. In einigen Ausführungsformen kann ein Befestigungselement verwendet werden, um eine oder mehrere Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 mit dem unteren Gehäuse 204 zu verbinden, und zwar zusätzlich zu oder anstelle des unten beschriebenen Verfahrens.
Wie weiter unten erläutert wird, kann die Radomkörper-Baugruppe 310 innerhalb des unteren Gehäuses 204 angeordnet oder mit diesem gekoppelt sein (siehe z. B. 3B). In einigen Beispielen ist das untere Gehäuse 204 über die länglichen Elemente 800 mit der Radomkörper-Baugruppe 310 verbunden. Zusätzlich oder alternativ kann das untere Gehäuse 204 Vorsprünge 390 (die eine beliebige Form haben können, wie z. B. ein dreieckiges Prisma, eine Pyramide, ein Rohr oder Ähnliches) aufweisen, die sich in dem Volumen 258 befinden und nach oben (z. B. in Richtung der Radomkörper-Baugruppe 310) erstrecken können. Die Vorsprünge 390 können ausreichend lang sein, um die Leiterplattenbaugruppe 380 in Reaktion auf die Kopplung zwischen der Radomkörper-Baugruppe 310 und dem unteren Gehäuse 204 zu berühren (und möglicherweise Druck auf sie auszuüben). In dieser Hinsicht kann der Kontakt zwischen den Vorsprüngen 390, der PCB-Baugruppe 380 (wenn das untere Gehäuse 204 mit der Radomkörper-Baugruppe 310 gekoppelt ist), den Schultern 808 der länglichen Elemente 800 (wenn verwendet) und/oder dem Druck, der durch den Stapel auf die Radomkörper-Baugruppe 310 ausgeübt wird, ausreichen, um die Schichten der Antennenstapelbaugruppe ohne Verwendung von Klebstoffen, Befestigungsmitteln oder anderen Kopplungsmitteln zusammenzuhalten. Dieser Kontakt (und potenzielle Druck) zwischen den Vorsprüngen 390, der Leiterplattenbaugruppe 380 und anderen Komponenten kann eine oder mehrere Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 stützen.
In einigen Ausführungsformen können mehrere Kopplungsmechanismen an einigen oder allen Stellen verwendet werden, um redundante Kopplungen zu schaffen. Beispielsweise kann das längliche Element 400 wie in 10 gezeigt verwendet werden, und Klebstoff kann zwischen zwei oder mehr zusätzlichen Schichten (z. B. der oberen Patch-Antennenschicht 330, dem Antennenabstandshalter 335 und der unteren Patch-Antennenschicht 370) aufgetragen werden, um eine redundante Kopplung zu gewährleisten. Als weiteres Beispiel können die äußere Schicht 315, die Radomkörper-Baugruppe, die obere Patch-Antennenschicht 330 und der Antennenabstandshalter 335 mit Hilfe eines ersten Befestigungselements miteinander verbunden werden; der Antennenabstandshalter 335, die untere Patch-Antennenschicht 370, die dielektrische Schicht 375 und die PCB-Baugruppe 380 können mit Hilfe eines zweiten Befestigungselements miteinander verbunden werden; und Klebstoff kann verwendet werden, um die untere Patch-Antennenschicht 370 mit der dielektrischen Schicht 375 zu verbinden.
In einigen Ausführungsformen kann das längliche Element 400 aus dem gleichen Material wie der Rest der Radomkörper-Baugruppe 310 gebildet werden. In einigen Ausführungsformen kann das längliche Element 400 verstärkt werden, zum Beispiel durch eine Beschichtung, um seine Festigkeit zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann das längliche Element 400 getrennt von der Radomkörper-Baugruppe 310 geformt und mit der Radomkörper-Baugruppe 310 unter Verwendung beliebiger Mittel (z. B. Befestigungselemente, Klebstoffe, chemische Bindungen oder ähnliches) verbunden werden. In diesen Ausführungsformen kann das längliche Element 400 aus dem gleichen oder einem anderen Material wie der Rest der Radomkörper-Baugruppe 310 gebildet werden. In ähnlicher Weise können alle zusätzlichen Befestigungselemente, Verbinder oder ähnliches, die hier besprochen werden, aus einem beliebigen Material, wie z. B. einem Polymer, einem Metall oder ähnlichem, gebildet werden.
KOPPLUNG DER ANTENNENBAUGRUPPE
Mit Blick auf die , und kann die Antennenstapel-Baugruppe 250 mit der Gehäusebaugruppe 202 gekoppelt werden, die ein Radomteil 206 und eine untere Abdeckung 204 umfasst, um die Antennenvorrichtung 200 zusammenzubauen. Wie oben beschrieben, kann in einigen Ausführungsformen die Antennenstapel-Baugruppe 250 zuerst zusammengekoppelt werden und dann kann die Antennenstapel-Baugruppe 250 entweder mit dem Radomteil 206 oder dem unteren Gehäuse 204 gekoppelt werden. Wie im Folgenden näher erläutert wird, kann in verschiedenen Beispielen die Antennenstapel-Baugruppe 250 innerhalb desselben Kopplungsprozesses miteinander und mit der Gehäusebaugruppe 202 gekoppelt werden. Anders ausgedrückt: In verschiedenen Beispielen können durch die Kopplung der Radomkörper-Baugruppe 310 und der Gehäusebaugruppe 202 auch die Schichten der Antennenstapel-Baugruppe 250 miteinander gekoppelt werden.
Die Radomkörper-Baugruppe 310 kann einen Umfangsabschnitt 700 umfassen, der sich an dem äußeren Teil 328 des Radomkörperteils 402 befinden kann. Der Umfangsabschnitt 700 kann sich von einigen oder allen verbleibenden Schichten der Antennenstapelbaugruppe 250 nach außen erstrecken (z. B. in einer Richtung senkrecht zur Stapelachse) (z. B. kann er sich zumindest von der oberen Patch-Antennenschicht 330, dem Antennenabstandshalter 335, der unteren Patch-Antennenschicht 370, der dielektrischen Schicht 375 und der PCB-Baugruppe 380 nach außen erstrecken). Der Umfangsabschnitt 700 kann sich von diesen Schichten um den gesamten Umfang der Radomkörper-Baugruppe 310 nach außen erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann der Umfangsabschnitt 700 eine Verlängerung des Radomkörperteils 402 sein. In einigen Ausführungsformen kann der Umfangsabschnitt 700 eine Verlängerung des Radom-Abstandshalterteils 404 sein. In einigen Ausführungsformen kann der Umfangsabschnitt 700 eine Verlängerung von mindestens einem Teil sowohl des Radomkörperteils 402 als auch des Radom-Abstandshalterteils 404 sein. In einigen Ausführungsformen mag der Umfangsabschnitt nicht mit dem Radomkörperteil 402 oder dem Radom-Abstandshalterteil 404 oder beiden ausgerichtet sein.
In einigen Ausführungsformen kann sich die äußere Schicht 315 bis zu einer Außenkante des Umfangsabschnitts 700 erstrecken. In einigen Ausführungsformen mag sich die äußere Schicht 315 nicht auf den Umfangsabschnitt 700 erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann sich die äußere Schicht 315 einen Teil des Weges auf den Umfangsabschnitt 700 erstrecken, aber vor der Außenkante des Umfangsabschnitts 700 enden. Die äußere Schicht 315 kann vorgeschnitten sein, um wie gewünscht zu passen, oder sie kann auf die Radomkörper-Baugruppe 310 aufgebracht und dann in die gewünschte Form geschnitten werden.
Der Umfangsabschnitt 700 kann einen parallelen Teil 701 umfassen, der sich in einer Richtung erstreckt, die im Wesentlichen parallel zu der durch den Radomkörperteil 402 definierten Ebene verläuft. Der Umfangsabschnitt 700 kann ferner eine Radomlippe 704 aufweisen, die sich von dem parallelen Teil 701 weg und zumindest teilweise nach unten (z. B. in Richtung des unteren Gehäuses 204) erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann die Radomlippe 704 einen Winkel mit dem parallelen Teil 701 bilden, der zwischen 45 Grad und 135 Grad, zwischen 60 Grad und 120 Grad, zwischen 75 Grad und 105 Grad oder etwa 90 Grad beträgt. Der Übergang vom parallelen Teil 701 zur Radomlippe 704 kann abgewinkelt, gekrümmt oder eine beliebige Kombination davon sein.
Der parallele Teil 701 des Umfangsabschnitts 700 kann eine Innenfläche aufweisen (z. B. in Richtung des unteren Gehäuses 204), die sich z. B. vom Radom-Abstandshalterteil 404 bis zur Radom-Lippe 704 erstreckt. Die Innenfläche kann eine Klebe- oder Verbindungsfläche 702 umfassen, die dazu dient, die Radomkörper-Baugruppe 310 mit dem unteren Gehäuse 204 zu verbinden. Wie hierin beschrieben, können die Begriffe Kleben und Verbinden austauschbar verwendet werden, um das Schweißen zu beschreiben (sei es durch Wärme-, Ultraschall- oder Vibrationsschweißtechniken, Klebeverbindungen oder andere Verbindungsmethoden).
Das untere Gehäuse 204 kann auch einen Umfangsabschnitt 710 aufweisen. Der Umfangsabschnitt 710 des unteren Gehäuses 204 kann sich um den gesamten Umfang des unteren Gehäuses 204 erstrecken. Wie dargestellt, kann das untere Gehäuse 204 zwischen dem Umfangsabschnitt 710 und der Schnittstelle zwischen dem Pfosten 210 und dem unteren Gehäuse 204 in Richtung des Umfangsabschnitts 710 abgewinkelt oder geneigt sein. In einigen Ausführungsformen mag die Schräge nur für einen Teil des unteren Gehäuses 204 vorhanden sein, nicht vorhanden sein, entlang des gesamten unteren Gehäuses 204 vorhanden sein oder ähnliches. Ebenso kann das untere Gehäuse 204 anstelle eines Winkels gekrümmt sein, eine Kombination aus Winkeln und Krümmungen aufweisen oder ähnliches. Diese abgewinkelte oder abgeschrägte Form des unteren Gehäuses hilft bei der Bildung des Volumens 258 zwischen dem unteren Gehäuse 204 und der Leiterplattenbaugruppe 380. Es kann jedoch auch jede andere Form für das untere Gehäuse 204 verwendet werden, ohne dass dies vom Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Der Umfangsabschnitt 710 des unteren Gehäuses 204 kann einen Pfosten 712 umfassen, der sich von diesem in einer Richtung nach oben (z. B. in Richtung der Radomkörper-Baugruppe 310) erstreckt. Beispielsweise kann sich der Pfosten 712 in einer Richtung erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu der durch den Radomkörperteil 402 definierten Ebene ist. Der Pfosten 712 kann eine obere Fläche oder Kante aufweisen, die als Verbindungs- oder Klebekante 714 verwendet werden kann. Die Verbindungskante 714 kann eine Fläche oder Kante umfassen, die im Wesentlichen parallel zur Verbindungsfläche 702 des Umfangsabschnitts 700 der Radomkörper-Baugruppe 310 verläuft. Der Umfangsabschnitt 710 des unteren Gehäuses 204 kann auch eine Gehäuselippe 716 aufweisen, die sich im Wesentlichen parallel (z. B. innerhalb von 45 Grad parallel, innerhalb von 30 Grad, innerhalb von 20 Grad, innerhalb von 5 Grad oder dergleichen) zur Radomlippe 704 erstreckt und sich ebenfalls im Wesentlichen parallel (z. B. innerhalb von 45 Grad parallel, innerhalb von 30 Grad, innerhalb von 20 Grad, innerhalb von 5 Grad oder dergleichen) zum Pfosten 712 erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann die Gehäuselippe 716 von dem Pfosten 712 beabstandet sein. In einigen Ausführungsformen können die Radomlippe 704 und die Gehäuselippe 716 oder beide optional sein.
Die Klebekante 714 des Pfostens 712 kann mit der Klebefläche 702 des parallelen Teils 701 der Radomkörper-Baugruppe 310 verbunden werden. Da sich die Klebefläche 702 und die Klebekante 714 über den gesamten Umfang der Radomkörper-Baugruppe 310 und des unteren Gehäuses 204 erstrecken, können die gesamten Umfänge der Radomkörper-Baugruppe 310 und des unteren Gehäuses 204 miteinander verbunden werden. Diese Verbindung zwischen der Klebefläche 702 und dem Kleberand 714 kann das Volumen 258 teilweise oder vollständig gegenüber der Umgebung der Antennenbaugruppe 200 abdichten. Ebenso kann diese Verbindung wasserdicht oder wasserbeständig sein (z. B. kann die Radomkörper-Baugruppe 310 hermetisch mit dem unteren Gehäuse 204 versiegelt sein). Somit kann die Kopplung der Radomkörper-Baugruppe 310 mit dem unteren Gehäuse 204 die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Wasser oder Schmutz in das Volumen 250 eindringt. Auf diese Weise können die Komponenten innerhalb des Volumens (einschließlich des gesamten Antennenstapels 250 ohne Teile der Radom-Baugruppe 305) vor Wasser und Schmutz geschützt werden, die in der Umgebung der Antennenbaugruppe 200 vorhanden sein können.
Die Klebefläche 702 kann auf beliebige Weise mit dem Kleberand 714 verbunden werden. In einigen Ausführungsformen kann ein O-Ring oder ein anderes Dichtungselement zwischen der Klebefläche 702 und der Klebekante 714 vorhanden sein, und ein Befestigungselement kann verwendet werden, um das untere Gehäuse 204 an der Radomkörper-Baugruppe 310 zu befestigen, so dass der O-Ring oder ein anderes Dichtungselement das Volumen 258 hermetisch gegenüber der Umgebung abdichtet. In einigen Ausführungsformen kann ein Klebstoff zwischen die Klebefläche 702 und den Kleberand 714 gebracht und ausgehärtet werden, um die Klebefläche 702 und den Kleberand 714 miteinander zu verbinden. In einigen Ausführungsformen können die Klebefläche 702 und der Kleberand 714 chemisch miteinander verbunden werden.
In einigen Ausführungsformen kann Vibrationsschweißen verwendet werden, um die Klebefläche 702 und die Klebekante 714 miteinander zu verbinden. Das Vibrationsschweißen ist ein Verfahren, bei dem zwei Werkstücke (die Radomkörper-Baugruppe 310 und das untere Gehäuse 204) unter Druck in Kontakt gebracht werden und eine Hin- und Herbewegung (z. B. Vibration) entlang der gemeinsamen Grenzfläche (der Klebefläche 702 und der Klebekante 714) erfolgt, um Wärme zu erzeugen. Durch die entstehende Wärme schmelzen die Werkstücke und werden verschweißt, wenn die Vibration aufhört und die Grenzfläche abkühlt. Die Vibration kann entweder durch lineares Vibrationsschweißen mit einer eindimensionalen Hin- und Herbewegung oder durch orbitales Vibrationsschweißen erreicht werden, bei dem die Werkstücke in kleinen Bahnen relativ zueinander bewegt werden. Die Schwingungen können mit einer Frequenz zwischen 120 Hertz und 360 Hertz, zwischen 200 Hertz und 280 Hertz, zwischen 220 Hertz und 260 Hertz, etwa 240 Hertz oder ähnlichem arbeiten. Die Amplitude der Vibration kann beispielsweise zwischen 20 mil und 118 mil (0,5 mm und 3 mm), zwischen 40 mil und 78 mil (1 mm und 2 mm) oder etwa 59 mil (1,5 mm) betragen.
Die Vibrationsschweißung zwischen der Klebefläche 702 und dem Kleberand 714 kann zu einer hermetischen Abdichtung um die gesamte Klebefläche 702 und den gesamten Kleberand 714 führen. Das Vibrationsschweißen lässt sich optimal mit thermoplastischen Kunststoffen durchführen. In dieser Hinsicht und in einigen Ausführungsformen können die Radomkörper-Baugruppe 310 und das untere Gehäuse 204 einen Thermoplast enthalten (zumindest an den jeweiligen Umfangsabschnitten 700, 710). In einigen Ausführungsformen können der Radomkörper 310 und das untere Gehäuse 204 oder beide aus einem anderen Material bestehen. Beispielsweise kann der Radomkörper 310 aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen und das untere Gehäuse 204 aus einem nicht-thermoplastischen Polymer oder einem Metall. In einigen Ausführungsformen können sowohl der Radomkörper 310 als auch das untere Gehäuse 204 aus einem nicht-thermoplastischen Polymer oder einem Metall bestehen.
In einigen Ausführungsformen kann eine andere Verbindungstechnik verwendet werden. Zum Beispiel kann Ultraschallschweißen verwendet werden, um zwei Thermoplaste, einen Thermoplast und ein Metall, zwei Metalle oder Ähnliches miteinander zu verbinden. Ultraschallschweißen ist ein Verfahren, bei dem hochfrequente (z. B. zwischen 20 und 40 Kilohertz) Ultraschallschwingungen lokal auf Werkstücke (z. B. die Radomgehäusebaugruppe 310 und das untere Gehäuse 204) angewendet werden, die unter Druck zusammengehalten werden, um eine Festkörperschweißung zu erzeugen. Das Ultraschallschweißen kann besonders nützlich sein, wenn die beiden Werkstücke aus unterschiedlichen Materialien bestehen (z. B. ein Polymer für das eine und ein Metall für das andere).
Nach Abschluss des Vibrationsschweißens, Ultraschallschweißens oder einer anderen Kopplungstechnik kann eine Verbindung 720 zwischen der Klebefläche 702 und dem Kleberand 714 vorhanden sein. Die Verbindung 720 kann auch als hermetische Dichtung fungieren und das Volumen 258 von der Umgebung der Antennenbaugruppe 200 abdichten.
Nachdem die Klebefläche 702 und die Klebekante 714 miteinander verbunden wurden (z. B. durch Vibrationsschweißen, Ultraschallschweißen oder eine andere Verbindungstechnik), kann ein Spalt 722 zwischen der Radomlippe 704 und der Gehäuselippe 716 vorhanden sein. In einigen Ausführungsformen und aufgrund von Variationen bei verschiedenen Schweißanwendungen kann die Verbindung 720 zwischen dem Pfosten 712 und der Klebefläche 702 ausreichend groß sein (z. B. durch Schmelzen eines ausreichend großen Teils des Pfostens 712, um seine Höhe entlang der Stapelachse zu verringern), so dass der Spalt 722 nicht vorhanden ist. In einigen Ausführungsformen mag die Verbindung 720 jedoch nicht diese Menge an Material vom Pfosten 712 entfernen. In dieser Hinsicht kann das Vorhandensein des Spalts 722 zwischen der Radomlippe 704 und der Gehäuselippe 716 den Anschein einer engen Abdichtung zwischen der Radomkörper-Baugruppe 310 und dem unteren Gehäuse 204 erwecken und gleichzeitig für die Variation bei Schweißanwendungen sorgen. Obwohl der Spalt 722 zwischen der Radomlippe 704 und der Gehäuselippe 716 vorhanden sein kann, so dass Wasser und Schmutz durch den Spalt 722 eindringen können, ist die Dichtung zwischen der Klebefläche 702 und der Klebekante 714 des Pfostens ausreichend, um das Eindringen dieses Wassers oder Schmutzes in das Volumen 258 zu verhindern, in dem sich empfindliche elektronische Komponenten befinden können.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 12 erwähnt, kann die Radomkörper-Baugruppe 310 mit den länglichen Elementen 800 verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen (z. B. Vibrationsschweißen, Ultraschallschweißen usw.), Kleben oder anderweitiges Verbinden eines Endabschnitts 810 des Körpers 802 mit dem Radomkörper 402. In einigen Ausführungsformen kann der Pfosten 712 mit der Radomkörper-Baugruppe 310 während desselben Kopplungsprozesses gekoppelt werden, wie das längliche Element 800 mit der Radomkörper-Baugruppe 310 gekoppelt wird. Zum Beispiel kann der Pfosten 712 zur gleichen Zeit (oder im gleichen Schritt oder Prozess) mit der Radomkörper-Baugruppe 310 ultraschallverschweißt werden, wie das längliche Element 800 mit der Radomkörper-Baugruppe 310 ultraschallverschweißt wird. Die Verbindungsstellen der länglichen Elemente 800 mit der Radom-Baugruppe 305 können in derselben Ebene liegen wie die Verbindungsstellen des unteren Gehäuses 204 und der Radomkörper-Baugruppe 310, um ein solches Schweißen (oder andere Verbindungsverfahren) zu erleichtern. Anders ausgedrückt, können die Enden der Pfosten 712 und der länglichen Elemente 800 im Wesentlichen gleich weit vom Radomkörperteil 402 entfernt sein. Durch diese Baugruppe der Pfosten 712 und der länglichen Elemente 800 kann eine gleichmäßige Kraft auf die Radomkörper-Baugruppe 310 ausgeübt werden, wenn die Radomkörper-Baugruppe 310 mit den Pfosten 712 und den länglichen Elementen 800 verbunden wird, um die Verbindung der Komponenten miteinander zu unterstützen. Der Pfosten 712 und das längliche Element 800 können mit der Radomkörper-Baugruppe 310 unter Verwendung verschiedener hierin beschriebener Kopplungsverfahren gekoppelt werden, z. B. durch Vibrationsschweißen und Kleben.
Obwohl eine Vielzahl von Beispielen und anderen Informationen verwendet wurde, um Aspekte innerhalb des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche zu erläutern, sollte keine Einschränkung der Ansprüche auf der Grundlage bestimmter Merkmale oder Baugruppen in solchen Beispielen impliziert werden, da ein normaler Fachmann in der Lage wäre, diese Beispiele zu verwenden, um eine breite Palette von Implementierungen abzuleiten. Auch wenn einige Gegenstände in einer Sprache beschrieben wurden, die sich auf Beispiele von Strukturmerkmalen und/oder Verfahrensschritten bezieht, ist zu verstehen, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf diese beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Beispielsweise kann eine solche Funktionalität anders verteilt sein oder in anderen als den hier beschriebenen Komponenten ausgeführt werden. Vielmehr werden die beschriebenen Merkmale und Schritte als Beispiele für Komponenten von Systemen und Verfahren innerhalb des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche offengelegt.
Anspruchsformulierungen und Formulierungen in der Spezifikation, in denen „mindestens eines von“ vorkommt, beziehen sich auf mindestens eines aus einer Gruppe und zeigen an, dass ein Mitglied der Gruppe oder mehrere Mitglieder der Gruppe den Anspruch erfüllen. So bedeutet beispielsweise die Formulierung in den Ansprüchen und in der Beschreibung „mindestens eines von A und B“ A, B oder A und B. Ein weiteres Beispiel ist die Formulierung in den Ansprüchen und in der Beschreibung „mindestens eines von A oder B“, die A, B oder A und B bedeutet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63/277467 [0001]

Claims

Eine dielektrische Schicht zur Verwendung in einer Antennenbaugruppe, wobei die dielektrische Schicht Folgendes umfasst einen ebenen Körper, der aus einem dielektrischen Material besteht; und eine Vielzahl von Öffnungen, die in dem ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teil en des dielektrischen Materials umgeben, wobei jeder der Vielzahl von Teil en des dielektrischen Materials so ausgebildet ist, dass er mit einem Antennenelement einer Vielzahl von Antennenelementen der Antennenbaugruppe ausgerichtet ist.
Die dielektrische Schicht nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht so ausgebildet ist, dass sie zwischen einer Leiterplattenbaugruppe (PCB) und mindestens einer Antennenschicht, die zumindest teilweise die Antennenbaugruppe bildet, angeordnet ist.
Die dielektrische Schicht nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der mehreren Öffnungen eine kreisförmige Form hat.
Die dielektrische Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das dielektrische Material eine Dielektrizitätskonstante zwischen 2,5 und 3,5 aufweist.
Die dielektrische Schicht nach Anspruch 4, wobei das dielektrische Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) zwischen 15 Teilen pro Million pro Grad Celsius (ppm/°C) und 25 ppm/°C aufweist.
Die dielektrische Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mehrzahl von Teil en des dielektrischen Materials von 6 Öffnungen der Mehrzahl von Öffnungen umgeben ist.
Die dielektrische Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl von Öffnungen den Abtastwinkel der Antennenbaugruppe um mindestens 1,5 % erhöht.
Die dielektrische Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das dielektrische Material flammhemmende Eigenschaften aufweist.
Die dielektrische Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das dielektrische Material mindestens etwa 5 % Decabromdiphenylethan (DBDPE) enthält.
Eine Antennenbaugruppe, die Folgendes umfasst: eine gedruckte Leiterplatte (PCB); mindestens eine Antennenschicht, die zumindest teilweise eine Vielzahl von Antennenelementen bildet; und eine dielektrische Schicht, die sich zwischen der PCB-Baugruppe und der mindestens einen Antennenschicht befindet und eine Dielektrizitätskonstante zwischen 2,5 und 3,5 und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) zwischen 15 Teilen pro Million pro Grad Celsius (ppm/°C) und 25 ppm/°C aufweist.
Die Antennenbaugruppe nach Anspruch 10, wobei die dielektrische Schicht umfasst: einen ebenen Körper; und eine Vielzahl von Öffnungen, die durch den ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials umlaufen.
Die Antennenbaugruppe nach Anspruch 11, wobei jeder der mehreren Teile des dielektrischen Materials auf ein Antennenelement der mehreren Antennenelemente ausgerichtet ist.
Die Antennenbaugruppe nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Vielzahl von Öffnungen den Abtastwinkel der Antennenbaugruppe um mindestens 1,5 Prozent erhöht.
Die Antennenbaugruppe nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei jede der mehreren Öffnungen eine kreisförmige Form hat.
Ein Verfahren zum Zusammenbau einer Antennenbaugruppe, wobei das Verfahren umfasst: mindestens eine Antennenschicht zu erhalten, die zumindest teilweise eine Vielzahl von Antennenelementen bildet; die Beschaffung einer Leiterplatte (PCB); Erhalten einer dielektrischen Schicht mit einem ebenen Körper, der unter Verwendung eines dielektrischen Materials gebildet wird, und einer Vielzahl von Öffnungen, die durch den ebenen Körper definiert sind und eine Vielzahl von Teilen des dielektrischen Materials umgeben; und Stapeln der dielektrischen Schicht zwischen der mindestens einen Antennenschicht und der PCB-Baugruppe, so dass jeder der mehreren Teile des dielektrischen Materials auf ein Antennenelement der mehreren Antennenelemente ausgerichtet ist.
Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei die mindestens eine Antennenschicht, die Leiterplattenbaugruppe und die dielektrische Schicht miteinander gekoppelt werden.
Das Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Erhalten der dielektrischen Schicht das Erhalten der dielektrischen Schicht mit einer Dielektrizitätskonstante zwischen 2,5 und 3,5 und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten (WAK) zwischen 15 Teilen pro Million pro Grad Celsius (ppm/°C) und 25 ppm/°C einschließt.