DE112019000828T5

DE112019000828T5 - Antennenmodule für Phased-Array-Antennen Querverweis auf verwandte Anmeldungen

Info

Publication number: DE112019000828T5
Application number: DE112019000828.5T
Authority: DE
Inventors: Alireza Mahanfar; Shaya Karimkashi Arani; Nil Apaydin; Souren Shamsinejad; Siamak Ebadi; Ersin YETISIR; Peter Sung Tri Hoang; Javier Rodriguez De Luis
Original assignee: Space Exploration Technologies Corp
Current assignee: Space Exploration Technologies Corp
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-10-29
Also published as: US20190252796A1; US11018436B2; US20210384642A1; US20240120660A1; US11469517B2; US20220045438A1; US11799210B2; WO2019161116A1; TW201937808A; WO2019161116A9

Abstract

In einigen Ausführungsformen enthält ein Antennenmodul ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite; eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet und konfiguriert ist, um einen Hohlraum zu definieren, wobei die Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar zu sein; und einen Verstärker, der sich in dem Hohlraum befindet. Die erste Seite umfasst eine Abstrahlseite des Antennenelements.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung, Nr. 62/631,708 , eingereicht am 17. Februar 2018 und der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung, Nr. 62/631,195 , eingereicht am 15. Februar 2018, wobei beide Offenbarungen hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
STAND DER TECHNIK
Eine Antenne (wie eine Dipolantenne) erzeugt typischerweise Abstrahlung in einem Muster, das eine Vorzugsrichtung aufweist. Beispielsweise ist das erzeugte Abstrahlmuster in einigen Richtungen stärker und in anderen Richtungen schwächer. Ebenso weist die Antenne beim Empfang elektromagnetischer Signale die gleiche Vorzugsrichtung auf. Die Signalqualität (z. B. Signal-Rausch-Verhältnis oder SNR), ob in Sende- oder Empfangsszenarien, kann verbessert werden, indem die Vorzugsrichtung der Antenne mit einer Richtung des Ziels oder der Quelle des Signals ausgerichtet wird. Es ist jedoch oft unpraktisch, die Antenne in Bezug auf das Ziel oder die Quelle des Signals physikalisch neu auszurichten. Außerdem ist der genaue Standort der Quelle/des Ziels möglicherweise nicht bekannt. Um einige der vorstehenden Mängel der Antenne zu überwinden, kann eine Phased-Array-Antenne aus einem Satz von Antennenelementen ausgebildet werden, um eine große Richtantenne zu simulieren. Ein Vorteil einer Phased-Array-Antenne ist ihre Fähigkeit, Signale in einer Vorzugsrichtung (z. B. der Strahlformungsvermögen der Antenne) ohne physikalisches Neupositionieren oder Neuausrichten zu senden und/oder zu empfangen.
Es wäre vorteilhaft, Phased-Array-Antennen mit erhöhter Bandbreite zu konfigurieren, während ein hohes Verhältnis der Hauptkeulenleistung zu der Nebenkeulenleistung beibehalten wird. Ebenso wäre es vorteilhaft, Phased-Array-Antennen mit reduziertem Gewicht, reduzierter Größe, geringeren Herstellungskosten und/oder geringerem Leistungsbedarf zu konfigurieren. Dementsprechend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf diese und andere Verbesserungen bei Phased-Array-Antennen oder Abschnitten davon gerichtet.
KURZDARSTELLUNG
Diese Kurzdarstellung soll eine Auswahl an Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung nachstehend weiter beschrieben sind, in einer vereinfachten Form vorstellen. Mit dieser Kurzdarstellung wird nicht die Absicht verfolgt, Schlüsselmerkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, noch, dass sie verwendet wird, um den Umfang des beanspruchten Gegenstandes zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen enthält ein Antennenmodul ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst; eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet und konfiguriert ist, um einen Hohlraum zu definieren, wobei die Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar zu sein; und einen Verstärker, der sich in dem Hohlraum befindet.
In einigen Ausführungsformen enthält eine Vorrichtung eine Stützstruktur mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die zweite Seite der Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders gekoppelt zu sein, und wobei die erste Seite der Stützstruktur konfiguriert ist, um um einen ersten Abstand von der PCB beabstandet zu sein, wenn die Stützstruktur physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist; und ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst, wobei die zweite Seite des Antennenelements näher an der Stützstruktur angeordnet ist als die erste Seite des Antennenelements und wobei die zweite Seite des Antennenelements konfiguriert ist, um um einen zweiten Abstand von der Oberfläche der PCB beabstandet zu sein, wenn die Stützstruktur physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist.
In einigen Ausführungsformen enthält ein Antennenmodul ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst; einen Verstärker, der näher an der zweiten Seite als an der ersten Seite des Antennenelements angeordnet ist; und eine Abstandshalterstruktur, die näher an der zweiten Seite als an der ersten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei das Antennenmodul selektiv von einer Oberfläche einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar oder entkoppelbar ist.
In einigen Ausführungsformen enthält ein Verfahren das Positionieren eines Antennenmoduls auf einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders, wobei das Antennenmodul ein Antennenelement und eine Stützstruktur enthält, die konfiguriert sind, um eine oder mehrere andere Komponenten des Empfängers oder des Senders zu lokalisieren; und das physikalische und elektrische Koppeln des Antennenmoduls mit der PCB, um wenigstens einen Abschnitt eines Antennenarrays des Empfängers oder Senders auszubilden.
In einigen Ausführungsformen enthält eine Vorrichtung ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite konfiguriert ist, um Abstrahlung zu emittieren oder zu empfangen; und einen Verstärker, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist. Eine Signalweglänge zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker beträgt 0,5 Millimeter (mm) oder weniger.
In einigen Ausführungsformen enthält ein Antennenmodul ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst; einen Verstärker, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist; und eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist. Die Abstandshalterstruktur enthält einen ersten Abschnitt, der den Verstärker elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppeln soll, und einen zweiten Abschnitt, der konfiguriert ist, um einen Signalverlust zum Antennenelement zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst eine Vorrichtung ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite konfiguriert ist, um Abstrahlung zu emittieren oder zu empfangen, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, die erste leitende Platte, die näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte, und die erste leitende Platte, die sich von der zweiten leitenden Platte in einer oder beiden Formen oder Größen unterscheidet; einen Verstärker, der an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist; und eine Stützstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Stützstruktur mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders gekoppelt werden soll.
In einigen Ausführungsformen enthält eine Phased-Array-Antenne mehrere Antennenmodule, die in einer Antennengitterkonfiguration angeordnet sind, um die Phased-Array-Antenne auszubilden, wobei wenigstens einige Antennenmodule der mehreren Antennenmodule relativ zu anderen Antennenmodulen der mehreren Antennenmodulen physikalisch gedreht sind, und wobei ein Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ein Antennenelement enthält, das zusammen mit einem Verstärker verpackt ist.
In einigen Ausführungsformen enthält ein Verfahren zum Anordnen mehrerer Antennenmodule, die eine Phased-Array-Antenne umfassen, das Verteilen der mehreren Antennenmodule in einer Antennengitterkonfiguration, wobei ein Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ein Antennenelement, einen Verstärker und eine Stützstruktur enthält; das Ausrichten wenigstens einiger Antennenmodule der mehreren Antennenmodule, die in der Antennengitterkonfiguration verteilt sind, um eine andere physikalische Winkelausrichtung relativ zu anderen Antennenmodulen der mehreren Antennenmodule aufzuweisen; und das Verbinden der mehreren Antennenmodule mit einem Träger.
Figurenliste
Die vorstehenden Aspekte und viele der damit verbundenen Vorteile dieser Erfindung werden leichter zu erkennen sein, wenn diese unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, wobei:

1A eine schematische Darstellung einer elektrischen Konfiguration für ein Phased-Array-Antennensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, einschließlich eines Antennengitters, das eine Antennenapertur definiert, einer Zuordnung, eines Strahlformergitters, eines Multiplex-Einspeisungsnetzwerks, eines Verteilers oder eines Kombinierers und eines Modulators oder Demodulators.
1B ein Signalabstrahlmuster zeigt, das durch eine Phased-Array-Antennenapertur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erreicht wird.
1C schematische Anordnungen einzelner Antennenelemente von Phased-Array-Antennen zeigt, um verschiedene Antennenaperturen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu definieren (z. B. rechteckig, kreisförmig, räumlich verjüngt).
1D einzelne Antennenelemente in einer räumlich verjüngten Konfiguration zeigt, um eine Antennenapertur gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu definieren.
1E eine Querschnittsansicht einer Platte ist, die die Antennenapertur in 1D definiert.
1F einen Graphen einer Hauptkeule und unerwünschter Nebenkeulen eines Antennensignals ist.
1G eine isometrische Ansicht mehrerer Stapelschichten zeigt, die ein Phased-Array-Antennensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bilden.
2A eine schematische Darstellung einer elektrischen Konfiguration für mehrere Antennenelemente in einem Antennengitter zeigt, das mit einem einzelnen Strahlformer in einem Strahlformergitter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gekoppelt ist.
2B einen schematischen Querschnitt mehrerer Stapelschichten zeigt, die ein Phased-Array-Antennensystem in einem beispielhaften Empfangssystem gemäß der elektrischen Konfiguration von 2A bilden.
3A eine schematische Darstellung einer elektrischen Konfiguration für mehrere eingefügte Antennenelemente in einem Antennengitter zeigt, das mit einem einzelnen Strahlformer in einem Strahlformergitter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gekoppelt ist.
3B einen schematischen Querschnitt mehrerer Stapelschichten zeigt, die ein Phased-Array-Antennensystem in einem beispielhaften Sende- und Einfügungssystem gemäß der elektrischen Konfiguration von 3A bilden.
4A ein Blockdiagramm einer Querschnittsseitenansicht eines beispielhaften Moduls einer in dem Paket integrierten Antenne (AIP-Modul) gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4B eine detailliertere Querschnittsseitenansicht des AIP-Moduls von 4A gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5A bis 5E Blockdiagramme von Querschnittsseitenansichten von beispielhaften AIP-Modulen gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
6A bis 6B zusätzliche Ansichten des AIP-Moduls von 4A zeigen, das als ein Empfänger- oder empfangendes AIP-Modul gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konfiguriert ist.
7A bis 7C zusätzliche Ansichten des AIP-Moduls von 4A zeigen, das als ein Sender- oder sendendes AIP-Modul gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konfiguriert ist.
8 ein Blockdiagramm zeigt, das einen Signalverlust oder eine Kopplungsschleife zeigt, die einem AIP-Modul gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zugeordnet sind.
9 einen Graphen zeigt, der Simulationsergebnisse darstellt, die mit einer Ausführungsform eines empfangenden AIP-Moduls gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erhalten werden.
10 eine perspektivische Ansicht eines AIP-Moduls mit einer oder mehreren äußeren Strukturen und Zwischenschichten zeigt, die entfernt wurden, um die Darstellung interner Strukturen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern.
11A bis 11B Graphen zeigen, die Simulationsergebnisse des Nebenkeulenniveaus (SLL) abhängig von der Rahmendicke gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
12A bis 12B eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht beziehungsweise eine teilweise weggeschnittene Bodenansicht eines AIP-Moduls gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
13A bis 13B Seitenansichten von oben beziehungsweise im Querschnitt einer Antenne gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
14A bis 14D Querschnittsseitenansichten von Antennen zeigen, die mit einer oder mehreren zusätzlichen kapazitiven Belastungen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind.
15A bis 15B Draufsichten von Platten, die in Antennen enthalten sind, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
16A bis 20B beispielhafte Antennen zeigen, die erste und/oder zweite Arten kapazitiver Belastungen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten.
21A bis 21B eine erste Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erzeugen von kreisförmig polarisierter Abstrahlung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
22A bis 22B eine zweite Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erzeugen von kreisförmig polarisierter Abstrahlung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
23A bis 23C eine dritte Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erzeugen von kreisförmig polarisierter Abstrahlung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
24A bis 24E eine vierte Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erreichen einer kreisförmigen Polarisation gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
25A bis 25D eine fünfte Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erreichen einer kreisförmigen Polarisation gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
26A bis 26D schematische Anordnungen eines Antennengitters mit Antennendrehschemata für die Polarisationsreinheit gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind;
27A bis 27B schematische Anordnungen eines Antennengitters mit Antennendrehschemata für die Polarisationsreinheit gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
28 eine schematische Anordnung eines Antennengitters mit einem Antennendrehschema für die Polarisationsreinheit gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen von Vorrichtungen und Verfahren beziehen sich auf Antennenmodule, die in Phased-Array-Antennensystemen enthalten sind. In einigen Ausführungsformen enthält eine Vorrichtung ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, einen Verstärker und eine Abstandshalterstruktur mit einer dritten Seite und einer vierten Seite gegenüber der dritten Seite. Die erste Seite umfasst eine Abstrahlseite des Antennenelements. Der Verstärker und die Abstandshalterstruktur sind auf der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet. Die dritte Seite der Abstandshalterstruktur befindet sich in der Nähe der zweiten Seite der Antenne, und die vierte Seite der Abstandshalterstruktur soll physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders gekoppelt sein. Die Abstandshalterstruktur ist konfiguriert, um einen Raum zwischen dem Antennenelement und der PCB auszubilden, um den Verstärker zu lokalisieren. Diese und andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Während die Konzepte der vorliegenden Offenbarung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen empfänglich sind, wurden spezifische Ausführungsformen davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und werden hier detailliert beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass nicht die Absicht besteht, die Konzepte der vorliegenden Offenbarung auf die bestimmten offenbarten Formen zu beschränken, sondern im Gegenteil ist es die Absicht, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die mit der vorliegenden Offenbarung und den beigefügten Ansprüchen vereinbar sind.
Verweise in der Patentschrift auf „eine Ausführungsform“, „eine veranschaulichende Ausführungsform“ usw. zeigen an, dass die beschriebene Ausführungsform möglicherweise ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmte Eigenschaft enthält, jedoch jede Ausführungsform dieses bestimmte Merkmal, diese bestimmte Struktur oder diese bestimmte Eigenschaft möglicherweise enthält oder möglicherweise nicht notwendigerweise enthält. Darüber hinaus beziehen sich solche Sätze nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Wenn ferner ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Merkmal in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, wird davon ausgegangen, dass es dem Fachmann bekannt ist, ein solches Merkmal, eine solche Struktur oder ein solches Merkmal in Verbindung mit anderen Ausführungsformen zu beeinflussen, ob explizit beschrieben oder nicht. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass Elemente, die in einer Liste in der Form von „wenigstens einem A, B und C“ enthalten sind, (A); (B); (C); (A und B); (B und C); (A und C); oder (A, B und C) bedeuten können. Auf ähnliche Weise können Elemente, die in der Form von „wenigstens einem von A, B oder C“ aufgeführt sind, (A); (B); (C); (A und B); (B und C); (A und C); oder (A, B und C) bedeuten.
Eine Redeweise wie „obere Oberfläche“, „untere Oberfläche“, „vertikal“, „horizontal“ und „lateral“ in der vorliegenden Offenbarung soll dem Leser eine Ausrichtung in Bezug auf die Zeichnungen bereitstellen und soll nicht die erforderliche Ausrichtung der Komponenten sein oder Ausrichtungsbeschränkungen in die Ansprüche einführen.
In den Zeichnungen sind möglicherweise einige Struktur- oder Verfahrensmerkmale in spezifischen Anordnungen und/oder Reihenfolgen gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass solche spezifischen Vereinbarungen und/oder Reihenfolgen möglicherweise nicht erforderlich sind. Vielmehr sind in einigen Ausführungsformen solche Merkmale möglicherweise auf eine andere Weise und/oder Reihenfolge angeordnet als in den veranschaulichenden Figuren gezeigt. Zusätzlich soll die Aufnahme eines Struktur- oder Verfahrensmerkmals in eine bestimmte Figur nicht bedeuten, dass ein solches Merkmal in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es ist möglicherweise in einigen Ausführungsformen nicht enthalten oder ist möglicherweise mit anderen Merkmalen kombiniert.
Viele Ausführungsformen der hierin beschriebenen Technologie nehmen möglicherweise die Form von durch einen Computer oder eine Steuervorrichtung ausführbaren Anweisungen an, einschließlich Routinen, die von einem programmierbaren Computer oder einer programmierbaren Steuervorrichtung ausgeführt werden. Fachleute erkennen, dass die Technologie auf anderen Computer-/Steuerungsvorrichtungssystemen als den vorstehend gezeigten und beschriebenen praktiziert werden kann. Die Technologie kann in einem speziellen Computer, einer speziellen Steuervorrichtung oder einem speziellen Datenprozessor verkörpert sein, der/die speziell programmiert, konfiguriert oder konstruiert ist, um eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen durch einen Computer ausführbaren Anweisungen auszuführen. Dementsprechend beziehen sich die Begriffe „Computer“ und „Steuervorrichtung“, wie sie hierin allgemein verwendet werden, auf jeden Datenprozessor und können Internetgeräte und handgehaltene Vorrichtungen (einschließlich Palmtop-PCs, tragbarer Computer, Handys oder Mobiltelefone, Multiprozessorsysteme, Prozessor-basierte oder programmierbare Unterhaltungselektronik, Netzwerkcomputer, Minicomputer und dergleichen) enthalten. Informationen, die von diesen Computern verarbeitet werden, können auf jedem geeigneten Anzeigemedium angezeigt werden, einschließlich einer Kathodenstrahlröhren- (CRT-) Anzeige oder einer Flüssigkristallanzeige (LCD).
1A ist eine schematische Darstellung eines Phased-Array-Antennensystems 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Phased-Array-Antennensystem 100 ist ausgelegt und konfiguriert, um einen kombinierten Strahl B, der aus Signalen S (ebenso als elektromagnetische Signale, Wellenfronten oder dergleichen bezeichnet) besteht, in einer Vorzugsrichtung D von oder zu einer Antennenapertur 110 zu senden oder zu empfangen. (Siehe ebenso den kombinierten Strahl B und die Antennenapertur 110 in 1B). Die Richtung D des Strahls B ist möglicherweise senkrecht zu der Antennenapertur 110 oder in einem Winkel θ von der Normalen.
Unter Bezugnahme auf 1A enthält das dargestellte Phased-Array-Antennensystem 100 ein Antennengitter 120, ein Zuordnungssystem 130, ein Strahlformergitter 140, ein Multiplex-Einspeisungsnetzwerk 150 (oder ein hierarchisches Netzwerk oder ein H-Netzwerk), einen Kombinierer oder Verteiler 160 (einen Kombinierer zum Empfangen von Signalen oder einen Verteiler zum Senden von Signalen) und einen Modulator oder einen Demodulator 170. Das Antennengitter 120 ist konfiguriert, um einen kombinierten Strahl B von Hochfrequenzsignalen S mit einem Abstrahlmuster von oder zu der Antennenapertur 110 zu senden oder zu empfangen.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist das Phased-Array-Antennensystem 100 möglicherweise ein Mehrstrahl-Phased-Array-Antennensystem sein, bei dem jeder Strahl der mehreren Strahlen möglicherweise konfiguriert ist, um in verschiedenen Winkeln, unterschiedlicher Frequenz und/oder unterschiedlicher Polarisation zu sein.
In der dargestellten Ausführungsform enthält das Antennengitter 120 mehrere Antennenelemente 122i. Mehrere entsprechende Verstärker 124i sind mit den mehreren Antennenelementen 122i gekoppelt. Die Verstärker 124i sind möglicherweise rauscharme Verstärker (LNAs) in der Empfangsrichtung RX oder Leistungsverstärker (PAs) in der Senderichtung TX. Die mehreren Verstärker 124i sind möglicherweise mit den mehreren Antennenelementen 122i beispielsweise in einem Antennenmodul oder Antennenpaket kombiniert. In einigen Ausführungsformen sind die mehreren Verstärker 124i möglicherweise in einem anderen Gitter lokalisiert, das von dem Antennengitter 120 getrennt ist.
Mehrere Antennenelemente 122i in dem Antennengitter 120 sind zum Senden von Signalen (siehe Richtung des Pfeils TX in 1A zum Senden von Signalen) oder zum Empfangen von Signalen (siehe Richtung des Pfeils RX in 1A zum Empfangen von Signalen) konfiguriert. Unter Bezugnahme auf 1B ist die Antennenöffnung 110 des Phased-Array-Antennensystems 100 die Fläche, durch die die Leistung abgestrahlt oder empfangen wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in 1B ein beispielhaftes Phased-Array-Antennenabstrahlmuster von einem Phased-Array-Antennensystem 100 in der u/v-Ebene bereitgestellt. Die Antennenapertur weist den gewünschten Ausrichtungswinkel D und einen optimierten Strahl B, beispielsweise reduzierte Nebenkeulen Ls, auf, um das Leistungsbudget zu optimieren, das der Hauptkeule Lm zur Verfügung steht, oder um regulatorische Kriterien für Interferenzen gemäß den Vorschriften von Organisationen wie der Federal Communications Commission (FCC) oder International Telecommunication Union (ITU) zu erfüllen. (Siehe 1F für eine Beschreibung der Nebenkeulen Ls und der Hauptkeule Lm.)
Unter Bezugnahme auf 1C enthält in einigen Ausführungsformen (siehe Ausführungsformen 120A, 120B, 120C, 120D) das Antennengitter 120, das die Antennenöffnung 110 definiert, möglicherweise die mehreren Antennenelemente 122i, die in einer bestimmten Konfiguration auf einer Leiterplatte (PCB), Keramik, Kunststoff, Glas oder einem anderen geeigneten Substrat, einer Basis, einem Träger, einer Platte oder dergleichen (hierin als Träger 112 beschrieben) angeordnet sind. Die mehreren Antennenelemente 122i sind möglicherweise beispielsweise in konzentrischen Kreisen, in einer kreisförmigen Anordnung, in Spalten und Reihen in einer geradlinigen Anordnung, in einer radialen Anordnung, in gleichem oder einheitlichem Abstand voneinander, in einem ungleichmäßigen Abstand voneinander oder in einer beliebigen anderen Anordnung angeordnet. Verschiedene beispielhafte Anordnungen der mehreren Antennenelemente 122i in Antennengittem 120, die Antennenöffnungen (110A, 110B, 110C und 110D) definieren, sind ohne Einschränkung auf den jeweiligen Trägern 112A, 112B, 112C und 112D in 1C gezeigt.
Das Strahlformergitter 140 enthält mehrere Strahlformer 142i, einschließlich mehrerer Phasenschieber 145i. In der Empfangsrichtung RX besteht die Strahlformerfunktion darin, die von jedem Antennenelement ankommenden Signale zu verzögern, sodass alle Signale gleichzeitig in dem kombinierenden Netzwerk ankommen. In der Senderichtung TX besteht die Strahlformerfunktion darin, das an jedes Antennenelement gesendete Signal zu verzögern, sodass alle Signale gleichzeitig an dem Zielort ankommen. Diese Verzögerung kann durch Verwendung einer „echten Zeitverzögerung“ oder einer Phasenverschiebung bei einer bestimmten Frequenz erreicht werden.
In Anlehnung an die Senderichtung des Pfeils TX in der schematischen Darstellung von 1A werden in einem sendenden Phased-Array-Antennensystem 100 die ausgehenden Hochfrequenzsignale (HF-Signale) von dem Modulator 170 über den Verteiler 160 zu mehreren einzelnen Phasenschiebern 145i in dem Strahlformergitter 140 geleitet. Die HF-Signale werden durch die Phasenschieber 145i um verschiedene Phasen phasenversetzt, die von einem Phasenschieber zum anderen um eine vorbestimmte Menge variieren. Jede Frequenz muss um eine bestimmte Menge phasengesteuert werden, um die Strahlleistung aufrechtzuerhalten. Wenn die auf verschiedene Frequenzen angewendete Phasenverschiebung einem linearen Verhalten folgt, wird die Phasenverschiebung als „echte Zeitverzögerung“ bezeichnet. Übliche Phasenschieber wenden jedoch für alle Frequenzen einen konstanten Phasenversatz an.
Beispielsweise können die Phasen des gemeinsamen HF-Signals an dem unteren Phasenschieber 145i in 1A um 0°, an dem nächsten Phasenschieber 145i in der Säule um Δα, an dem nächsten Phasenschieber um 2Δα usw. verschoben werden. Infolgedessen sind die HF-Signale, die an den Verstärkern 124i ankommen (beim Senden sind die Verstärker Leistungsverstärker „PAs“), jeweils gegeneinander phasenversetzt. Die PAs 124i verstärken diese Phasenversatz-HF-Signale und die Antennenelemente 122i senden die HF-Signale S als elektromagnetische Wellen aus.
Aufgrund der Phasenversätze werden die HF-Signale von einzelnen Antennenelementen 122i zu ausgehenden Wellenfronten kombiniert, die in einem Winkel ϕ von der Antennenapertur 110 geneigt sind, die durch das Gitter der Antennenelemente 122i ausgebildet wird. Der Winkel ϕ wird als ein Ankunftswinkel (AoA) oder ein Strahlformungswinkel bezeichnet. Daher bestimmt die Wahl des Phasenversatzes Δα das Abstrahlmuster der kombinierten Signale S, die die Wellenfront definieren. In 1B ist ein beispielhaftes Phased-Array-Antennenabstrahlmuster von Signalen S von einer Antennenapertur 110 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt.
Nach der Empfangsrichtung des Pfeils RX in der schematischen Darstellung von 1A werden in einem empfangenden Phased-Array-Antennensystem 100 die die Wellenfront definierenden Signale S von einzelnen Antennenelementen 122i erfasst und von Verstärkern 124i verstärkt (wenn die die Signale empfangenden Verstärker rauscharme Verstärker „LNAs“ sind). Für jeden Nicht-Null-AoA erreichen Signale S, die dieselbe Wellenfront umfassen, die verschiedenen Antennenelemente 122i zu unterschiedlichen Zeiten. Daher enthält das empfangene Signal im Allgemeinen Phasenversätze von einem Antennenelement des empfangenden (RX) Antennenelements zum anderen. Analog zu dem emittierenden Phased-Array-Antennengehäuse können diese Phasenversätze durch Phasenschieber 145i in dem Strahlformergitter 140 angepasst werden. Beispielsweise kann jeder Phasenschieber 145i (z. B. ein Phasenschieberchip) programmiert werden, um die Phase des Signals auf dieselbe Referenz anzupassen, sodass der Phasenversatz zwischen den einzelnen Antennenelementen 122i aufgehoben wird, um die HF-Signale entsprechend der gleichen Wellenfront zu kombinieren. Infolge dieser konstruktiven Kombination von Signalen kann ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) auf dem empfangenen Signal erreicht werden, was zu einer erhöhten Kanalkapazität führt.
Unter Bezugnahme auf 1A ist ein Zuordnungssystem 130 möglicherweise zwischen dem Antennengitter 120 und dem Strahlformergitter 140 angeordnet, um eine Längenanpassung für äquidistante elektrische Verbindungen zwischen jedem Antennenelement 122i des Antennengitters 120 und den Phasenschiebern 145i in dem Strahlformergitter 140 bereitzustellen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Eine Multiplex-Einspeisungs- oder ein hierarchisches Netzwerk 150 ist möglicherweise zwischen dem Strahlformergitter 140 und dem Verteiler/Kombinierer 160 angeordnet, um ein gemeinsames HF-Signal an die Phasenschieber 145i des Strahlformergitters 140 für die jeweilige geeignete Phasenverschiebung zu verteilen und den Antennenelementen 122i für die Sendung bereitgestellt zu werden und HF-Signale zu kombinieren, die von den Antennenelementen 122i empfangen werden, nach geeigneter Phaseneinstellung durch die Strahlformer 142i.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind die Antennenelemente 122i und andere Komponenten des Phased-Array-Antennensystems 100 möglicherweise in einem Antennenmodul enthalten, das von dem Träger 112 getragen werden soll. (Siehe beispielsweise die Antennenmodule 226a und 226b in 2B). In der veranschaulichten Ausführungsform aus 2B gibt es ein Antennenelement 122i pro Antennenmodul 226a. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten die Antennenmodule 226a möglicherweise jedoch mehr als ein Antennenelement 122i.
Unter Bezugnahme auf die 1D und 1E wird eine beispielhafte Konfiguration für eine Antennenapertur 120 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. In der dargestellten Ausführungsform der 1D und 1E sind die mehreren Antennenelemente 122i in dem Antennengitter 120 mit einer Raumverjüngungskonfiguration auf dem Träger 112 verteilt. Gemäß einer Raumverjüngungskonfiguration ändert sich die Anzahl der Antennenelemente 122i in ihrer Verteilung von einem Mittelpunkt des Trägers 112 zu einem Umfangspunkt des Trägers 112. Vergleiche beispielsweise den Abstand zwischen benachbarten Antennenelementen 122i, D1 bis D2 und den Abstand zwischen benachbarten Antennenelementen 122i, d1, d2 und d3. Obwohl gezeigt wird, dass sie mit einer Raumverjüngungskonfiguration verteilt sind, liegen ebenso andere Konfigurationen für das Antennengitter in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung.
Das System 100 enthält einen ersten Abschnitt, der das Antennengitter 120 trägt, und einen zweiten Abschnitt, der ein Strahlformergitter 140 trägt, das mehrere Strahlformerelemente enthält. Wie in der Querschnittsansicht von 1E zu sehen ist, tragen mehrere Schichten des Trägers 112 elektrische und elektromagnetische Verbindungen zwischen Elementen des Phased-Array-Antennensystems 100. In der dargestellten Ausführungsform sind die Antennenelemente 122i auf der oberen Oberfläche der oberen Schicht lokalisiert und die Strahlformerelemente 142i sind auf der unteren Oberfläche der unteren Schicht lokalisiert. Während die Antennenelemente 122i möglicherweise in einer ersten Anordnung konfiguriert sind, wie einer räumlich verjüngten Anordnung, sind die Strahlformerelemente 142i möglicherweise in einer zweiten Anordnung angeordnet, die sich von der Antennenelementanordnung unterscheidet. Beispielsweise ist die Anzahl der Antennenelemente 122i möglicherweise größer als die Anzahl der Strahlformerelemente 142i, sodass mehrere Antennenelemente 122i einem Strahlformerelement 142i entsprechen. Als ein anderes Beispiel sind die Strahlformerelemente 142i möglicherweise seitlich von den Antennenelementen 122i auf dem Träger 112 versetzt, wie durch den Abstand M in 1E angegeben. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind die Strahlformerelemente 142i möglicherweise in einer gleichmäßig beabstandeten oder organisierten Anordnung angeordnet, beispielsweise entsprechend einem H-Netzwerk oder einem Clusternetzwerk oder einem ungleichmäßig beabstandeten Netzwerk wie einem räumlich verjüngten Netzwerk, das sich von dem Antennengitter 120 unterscheidet. In einigen Ausführungsformen ist eine oder mehrere zusätzliche Schichten möglicherweise zwischen der oberen und unteren Schicht des Trägers 112 angeordnet. Jede der Schichten umfasst möglicherweise eine oder mehrere PCB-Schichten.
Unter Bezugnahme auf 1F wird ein Graph einer Hauptkeule Lm und Nebenkeulen Ls eines Antennensignals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die horizontale (ebenso die radiale) Achse zeigt die Abstrahleistung in dB. Die Winkelachse zeigt den Winkel des HF-Feldes in Grad. Die Hauptkeule Lm stellt das stärkste HF-Feld dar, das in einer Vorzugsrichtung von einem Phased-Array-Antennensystem 100 erzeugt wird. In dem dargestellten Fall entspricht ein gewünschter Zeigewinkel D der Hauptkeule Lm etwa 20°. Typischerweise wird die Hauptkeule Lm von einer Anzahl von Nebenkeulen Ls begleitet. Nebenkeulen Ls sind jedoch im Allgemeinen unerwünscht, da sie ihre Leistung aus demselben Leistungsbudget ableiten, wobei dadurch die verfügbare Leistung für die Hauptkeule Lm reduziert wird. Darüber hinaus reduzieren möglicherweise in einigen Fällen die Nebenkeulen Ls das SNR der Antennenapertur 110. Außerdem ist die Reduzierung der Nebenkeulen wichtig für die Einhaltung der Vorschriften.
Ein Ansatz zum Reduzieren der Nebenkeulen Ls besteht darin, die Elemente 122i in dem Antennengitter 120 anzuordnen, wobei die Antennenelemente 122i phasenversetzt sind, sodass das Phased-Array-Antennensystem 100 eine Wellenform in einer Vorzugsrichtung D mit reduzierten Nebenkeulen emittiert. Ein anderer Ansatz zum Reduzieren der Nebenkeulen Ls ist die Leistungsverjüngung. Eine Leistungsverjüngung ist jedoch im Allgemeinen unerwünscht, da das System durch das Reduzieren der Leistung der Nebenkeule Ls eine erhöhte Gestaltungskomplexität aufweist, da Leistungsverstärker mit „abstimmbarer und/oder niedrigerer Ausgabe“ erforderlich sind.
Zusätzlich weist ein abstimmbarer Verstärker 124i für die Ausgabeleistung im Vergleich zu einem nicht abstimmbaren Verstärker einen reduzierten Wirkungsgrad auf. Alternativ erhöht das Gestalten verschiedener Verstärker mit unterschiedlichen Verstärkungen die Gesamtgestaltungskomplexität und die Kosten des Systems.
Noch ein weiterer Ansatz zum Reduzieren der Nebenkeulen Ls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist eine räumlich verjüngte Konfiguration für die Antennenelemente 122i des Antennengitters 120. (Siehe die Konfiguration des Antennenelements 122i in den 1C und 1D.) Eine räumliche Verjüngung wird möglicherweise verwendet, um die Notwendigkeit einer Leistungsverteilung unter den Antennenelementen 122i zu reduzieren, um unerwünschte Nebenkeulen Ls zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten jedoch raumverjüngte verteilte Antennenelemente 122i möglicherweise ferner eine Leistungs- oder Phasenverteilung für die Verbesserung der Leistung.
Zusätzlich zu einer unerwünschten Nebenkeulenreduzierung wird möglicherweise ebenso eine Raumverjüngung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet, um die Anzahl der Antennenelemente 122i in einem Phased-Array-Antennensystem 100 zu reduzieren, während immer noch ein akzeptabler Strahl B von dem Phased-Array-Antennensystem 100 abhängig von der Anwendung des Systems 100 erreicht wird. (Vergleiche beispielsweise in 1C die Anzahl der räumlich verjüngten Antennenelemente 122i auf dem Träger 112D mit der Anzahl der nicht räumlich verjüngten Antennenelemente 122i, die von dem Träger 112B getragen werden.)
1G zeigt eine beispielhafte Konfiguration des Phased-Array-Antennensystems 100, das als mehrere PCB-Schichten in Schichten der Lagen 180 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert ist. Die mehreren PCB-Schichten in Schichten der Lagen 180 umfassen möglicherweise einen PCB-Schichtstapel, der eine Antennenschicht 180a, eine Zuordnungsschicht 180b, eine Multiplex-Einspeisungsnetzwerkschicht 180c und eine Strahlformerschicht 180d enthält. In der dargestellten Ausführungsform ist die Zuordnungsschicht 180b zwischen der Antennenschicht 180a und der Multiplex-Einspeisungsnetzwerkschicht 180c angeordnet, und die Multiplex-Einspeisungsnetzwerkschicht 180c ist zwischen der Zuordnungsschicht 180b und der Strahlformerschicht 180d angeordnet.
Obwohl nicht gezeigt, ist möglicherweise eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen den Schichten 180a und 180b, zwischen den Schichten 180b und 180c, zwischen den Schichten 180c und 180d, über der Schicht 180a und/oder unter der Schicht 180d angeordnet. Jede der Schichten 180a, 180b, 180c und 180d umfasst möglicherweise eine oder mehrere PCB-Unterschichten. In anderen Ausführungsformen unterscheidet sich die Reihenfolge der Schichten 180a, 180b, 180c und 180d möglicherweise relativ zueinander von der in 1G gezeigten Anordnung unterscheiden. Beispielsweise ist die Strahlformerschicht 180d in anderen Ausführungsformen möglicherweise zwischen der Zuordnungsschicht 180b und der Multiplex-Einspeisungsnetzwerkschicht 180c angeordnet.
Die Schichten 180a, 180b, 180c und 180d enthalten möglicherweise elektrisch leitende Spuren (wie Metallspuren, die durch elektrisch isolierendes Polymer oder elektrisch isolierende Keramik voneinander getrennt sind), elektrische Komponenten, mechanische Komponenten, optische Komponenten, drahtlose Komponenten, elektrische Kopplungsstrukturen, elektrische Erdungsstrukturen und/oder andere Strukturen, die konfiguriert sind, um Funktionen zu erleichtern, die dem Phasen-Array-Antennensystem 100 zugeordnet sind. Strukturen, die auf einer bestimmten Schicht lokalisiert sind, wie die Schicht 180a, sind möglicherweise elektrisch mit vertikalen Durchkontaktierungen (z. B. Durchkontaktierungen, die sich entlang der z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems erstrecken) verbunden, um eine elektrische Verbindung mit bestimmten Strukturen herzustellen, die auf einer anderen Schicht wie der Schicht 180d lokalisiert sind.
Die Antennenschicht 180a enthält möglicherweise ohne Einschränkung die mehreren Antennenelemente 122i, die in einer bestimmten Anordnung (z. B. einer Raumverjüngungsanordnung) als ein Antennengitter 120 auf dem Träger 112 angeordnet sind. Die Antennenschicht 180a enthält möglicherweise ebenso eine oder mehrere andere Komponenten, wie entsprechende Verstärker 124i. Alternativ sind möglicherweise entsprechende Verstärker 124i auf einer separaten Schicht konfiguriert. Die Zuordnungsschicht 180b enthält möglicherweise ohne Einschränkung das Zuordnungssystem 130 und zugehörige Träger- und elektrische Kopplungsstrukturen. Die Multiplex-Einspeisungsnetzwerkschicht 180c enthält möglicherweise ohne Einschränkung das Multiplex-Einspeisungsnetzwerk 150 und zugehörige Träger- und elektrische Kopplungsstrukturen. Die Strahlformerschicht 180d enthält möglicherweise ohne Einschränkung die mehreren Phasenschieber 145i, andere Komponenten des Strahlformergitters 140 und zugehörige Träger- und elektrische Kopplungsstrukturen. Die Strahlformerschicht 180d enthält möglicherweise in einigen Ausführungsformen ebenso Modulator/Demodulator- 170 und/oder Kopplerstrukturen. In der dargestellten Ausführungsform von 1G sind die Strahlformer 142i in Phantomlinien gezeigt, da sie sich von der Unterseite der Strahlformerschicht 180d erstrecken.
Obwohl nicht gezeigt, umfasst möglicherweise eine oder mehrere der Schichten 180a, 180b, 180c oder 180d selbst mehr als eine Schicht. Beispielsweise umfasst die Zuordnungsschicht 180b möglicherweise zwei oder mehr Schichten, die in Kombination konfiguriert sein können, um die vorstehend diskutierte Leitungsfunktionalität bereitzustellen. Als ein anderes Beispiel umfasst möglicherweise die Multiplex-Einspeisungsnetzwerkschicht 180c zwei oder mehr Schichten, abhängig von der Gesamtzahl der Multiplex-Einspeisungsetzwerke, die in dem Multiplex-Einspeisungsnetzwerk 150 enthalten sind.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist das Phased-Array-Antennensystem 100 möglicherweise ein Mehrstrahl-Phased-Array-Antennensystem. In einer Mehrstrahl-Phased-Array-Antennenkonfiguration ist jeder Strahlformer 142i möglicherweise elektrisch mit mehr als einem Antennenelement 122i gekoppelt. Die Gesamtzahl des Strahlformers 142i ist möglicherweise kleiner als die Gesamtzahl der Antennenelemente 122i. Beispielsweise ist jeder Strahlformer 142i möglicherweise elektrisch mit vier Antennenelementen 122i oder mit acht Antennenelementen 122i gekoppelt. 2A zeigt ein beispielhaftes Mehrstrahl-Phased-Array-Antennensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der acht Antennenelemente 222i elektrisch mit einem Strahlformer 242i gekoppelt sind. In anderen Ausführungsformen ist möglicherweise jeder Strahlformer 142i elektrisch mit mehr als acht Antennenelementen 122i gekoppelt.
2B zeigt eine teilweise Nahaufnahme einer Querschnittsansicht einer beispielhaften Konfiguration des Phased-Array-Antennensystems 200 von 2A, das als mehrere PCB-Schichten 280 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert ist. Gleiche Teilenummern werden in 2B verwendet, wie sie in 1G mit ähnlichen Ziffern verwendet werden, jedoch in der Serie 200.
In der dargestellten Ausführungsform von 2B befindet sich das Phased-Array-Antennensystem 200 in einer empfangenden Konfiguration (wie durch die Pfeile RX angegeben). Obwohl wie in einer empfangenden Konfiguration dargestellt, wird die Struktur der Ausführungsform von 2B möglicherweise modifiziert, um ebenso für die Verwendung in einer sendenden Konfiguration geeignet zu sein.
Signale werden von den einzelnen Antennenelementen 222a und 222b erfasst, die in der dargestellten Ausführungsform von den Antennenmodulen 226a und 226b auf der oberen Oberfläche der Antennengitterschicht 280a getragen werden. Nachdem sie durch die Antennenelemente 222a und 222b empfangen wurden, werden die Signale durch die entsprechenden rauscharmen Verstärker (LNAs) 224a und 224b verstärkt, die in der dargestellten Ausführungsform ebenso als von den Antennenmodulen 226a und 226b auf einer oberen Oberfläche der Antennengitterschicht 280a getragen dargestellt werden.
In der dargestellten Ausführungsform von 2B sind mehrere Antennenelemente 222a und 222b in dem Antennengitter 220 mit einem einzelnen Strahlformer 242a in dem Strahlformergitter 240 gekoppelt (wie unter Bezugnahme auf 2A beschrieben). Ein Phased-Array-Antennensystem, das als mehrere PCB-Schichten mit einem Eins-zu-Eins-Verhältnis von Antennenelementen zu Strahlformerelementen oder einem Verhältnis von mehr als Eins-zu-Eins implementiert ist, liegt jedoch ebenso in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung. In der dargestellten Ausführungsform von 2B sind die Strahlformer 242i mit der unteren Oberfläche der Strahlformerschicht 280d gekoppelt.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Antennenelemente 222i und die Strahlformerelemente 242i konfiguriert, um sich auf gegenüberliegenden Oberflächen der Anordnung der PCB-Schichten 280 zu befinden. In anderen Ausführungsformen sind Strahlformerelemente möglicherweise zusammen mit Antennenelementen auf derselben Oberfläche der Anordnung lokalisiert. In anderen Ausführungsformen sind Strahlformer möglicherweise innerhalb eines Antennenmoduls oder eines Antennenpakets lokalisiert.
Wie zuvor beschrieben, werden elektrische Verbindungen, die die Antennenelemente 222a und 222b des Antennengitters 220 auf der Antennenschicht 280a mit den Strahlformerelementen 242a des Strahlformergitters 240 auf der Strahlformerschicht 280d koppeln, auf Oberflächen einer oder mehrerer Zuordnungsschichten 280b1 und 280b2 unter Verwendung elektrisch leitender Spuren geleitet. Beispielhafte Zuordnungs-Spuren-Konfigurationen für eine Zuordnungsschicht sind in Schicht 130 von 1G bereitgestellt.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Zuordnung auf den oberen Oberflächen von zwei Zuordnungsschichten 280b1 und 280b2 gezeigt. Es wird jedoch möglicherweise eine beliebige Anzahl von Zuordnungsschichten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet, einschließlich einer einzelnen Zuordnungsschicht. Zuordnungsspuren auf einer einzelnen Zuordnungsschicht können keine anderen Zuordnungsspuren kreuzen. Daher kann die Verwendung von mehr als einer Zuordnungsschicht vorteilhaft sein, um die Längen der elektrisch leitenden Zuordnungsspuren zu reduzieren, indem Zuordnungsspuren in horizontalen Ebenen eine imaginäre Linie kreuzen können, die sich durch die Schichten der Lage 280 senkrecht zu den Zuordnungsschichten erstreckt, und indem die Platzierung der Zwischendurchkontaktierungen zwischen den Zuordnungsspuren ausgewählt wird.
Zusätzlich zu den Zuordnungsspuren auf den Oberflächen der Schichten 280b1 und 280b2 enthält die Zuordnung von dem Antennengitter 220 auf das Strahlformergitter 240 ferner eine oder mehrere elektrisch leitende Durchkontaktierungen, die sich vertikal durch eine oder mehrere der mehreren PCB-Schichten 280 erstrecken.
In der dargestellten Ausführungsform von 2B ist eine erste Zuordnungsspur 232a zwischen dem ersten Antennenelement 222a und dem Strahlformerelement 242a auf der ersten Zuordnungsschicht 280b1 der Schichten der Lage der PCB-Schichten 280 ausgebildet. Eine zweite Zuordnungsspur 234a zwischen dem ersten Antennenelement 222a und dem Strahlformerelement 242a ist auf der zweiten Zuordnungsschicht 280b2 der Schichten der Lage der PCB-Schichten 280 ausgebildet. Eine elektrisch leitende Durchkontaktierung 238a verbindet die erste Zuordnungsspur 232a mit der zweiten Zuordnungsspur 234a. Ebenso verbindet eine elektrisch leitende Durchkontaktierung 228a das Antennenelement 222a (gezeigt als Verbinden des Antennenmoduls 226a einschließlich des Antennenelements 222a und des Verstärkers 224a) mit der ersten Zuordnungsspur 232a. Ferner verbindet eine elektrisch leitende Durchkontaktierung 248a die zweite Zuordnungsspur 234a mit dem HF-Filter 244a und dann mit dem Strahlformerelement 242a, das dann mit dem Kombinierer 260 und dem HF-Demodulator 270 verbunden wird.
Bemerkenswerterweise entspricht die Durchkontaktierung 248a der Durchkontaktierung 148a und das Filter 244a dem Filter 144a, die beide auf der Oberfläche der Strahlformerschicht 180d in der vorherigen Ausführungsform von 1G gezeigt sind. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden Filter in Abhängigkeit von der Gestaltung des Systems möglicherweise weggelassen.
Eine ähnliche Zuordnung verbindet das zweite Antennenelement 222b mit dem HF-Filter 244b und dann mit dem Strahlformerelement 242a. Das zweite Antennenelement 222b wird möglicherweise mit demselben oder einem anderen Wert eines Parameters als das erste Antennenelement 222a betrieben (beispielsweise mit unterschiedlichen Frequenzen). Wenn das erste und das zweite Antennenelement 222a und 222b mit dem gleichen Wert eines Parameters betrieben wird, sind die HF-Filter 244a und 244b möglicherweise gleich. Wenn das erste und das zweite Antennenelement 222a und 222b bei unterschiedlichen Werten betrieben wird, sind die HF-Filter 244a und 244b möglicherweise unterschiedlich.
Zuordnungsspuren und Durchkontaktierungen werden möglicherweise gemäß jedem geeigneten Verfahren ausgebildet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden die Schichten der Lagen der PCB-Schichten 280 ausgebildet, nachdem die mehreren einzelnen Schichten 280a, 280b, 280c und 280d ausgebildet wurden. Beispielsweise wird während der Herstellung der Schicht 280a möglicherweise eine elektrisch leitende Durchkontaktierung 228a durch die Schicht 280a ausgebildet. Ebenso wird während der Herstellung der Schicht 280d möglicherweise eine elektrisch leitende Durchkontaktierung 248a durch die Schicht 280d ausgebildet. Wenn die mehreren Einzelschichten 280a, 280b, 280c und 280d zusammengesetzt und laminiert werden, koppelt sich die elektrisch leitende Durchkontaktierung 228a durch die Schicht 280a elektrisch mit der Spur 232a auf der Oberfläche der Schicht 280b1 und koppelt sich die elektrisch leitende Durchkontaktierung 248a durch die Schicht 280d mit der Spur 234a auf der Oberfläche der Schicht 280b2.
Andere elektrisch leitende Durchkontaktierungen, wie beispielsweise Durchkontaktierung 238a, die die Spur 232a auf der Oberfläche der Schicht 280b1 und die Spur 234a auf der Oberfläche der Schicht 280b2 koppelt, können ausgebildet werden, nachdem die mehreren einzelnen Schichten 280a, 280b, 280c und 280d zusammengesetzt und laminiert wurden. Bei diesem Konstruktionsverfahren wird möglicherweise ein Loch durch die gesamten Schichten der Lagen 280 gebohrt, um die Durchkontaktierung auszubilden, wobei Metall in der Gesamtheit des Lochs abgeschieden wird, das eine elektrische Verbindung zwischen den Spuren 232a und 234a ausbildet. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann überschüssiges Metall in der Durchkontaktierung, das zum Ausbilden der elektrischen Verbindung zwischen den Spuren 232a und 234a nicht benötigt wird, durch Zurückbohren des Metalls an den oberen und/oder unteren Abschnitten der Durchkontaktierung entfernt werden. In einigen Ausführungsformen wird das Zurückbohren des Metalls nicht vollständig durchgeführt, wodurch Durchkontaktierungs-„Stumpf“ zurückbleibt. Die Abstimmung wird möglicherweise für eine Gestaltung der Schichten der Lagen mit einem verbleibenden Durchkontaktierungs-„Stumpf“ durchgeführt. In anderen Ausführungsformen produziert möglicherweise ein anderer Herstellungsprozess eine Durchkontaktierung, die nicht mehr als die erforderliche vertikale Richtung überspannt.
Im Vergleich zu der Verwendung einer Zuordnungsschicht ermöglicht die Verwendung von zwei Zuordnungsschichten 280b1 und 280b2, die durch Zwischendurchkontaktierungen 238a und 238b getrennt sind, wie in der dargestellten Ausführungsform von 2B gezeigt, eine selektive Platzierung der Zwischendurchkontaktierungen 238a und 238b. Wenn diese Durchkontaktierungen durch alle Schichten der Schichten der Lagen 280 gebohrt werden, können sie selektiv positioniert werden, um von anderen Komponenten auf der oberen und unteren Oberfläche der Schichten der Lagen 280 beabstandet zu sein.
Die 3A und 3B sind auf eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gerichtet. 3A zeigt ein beispielhaftes Mehrstrahl-Phased-Array-Antennensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der acht Antennenelemente 322i elektrisch mit einem Strahlformer 342i gekoppelt sind, wobei die acht Antennenelemente 322i in zwei verschiedene Gruppen von eingefügten Antennenelementen 322a und 322b unterteilt sind.
3B zeigt eine teilweise Nahaufnahme einer Querschnittsansicht einer beispielhaften Konfiguration des Phased-Array-Antennensystems 300, das als ein Stapel mehrerer PCB-Schichten 380 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert ist. Die Ausführungsform von 3B ist der Ausführungsform von 2B ähnlich, mit Ausnahme von Unterschieden bezüglich eingefügter Antennenelemente, der Anzahl von Zuordnungsschichten und der Richtung von Signalen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Gleiche Teilenummern werden in 3B verwendet, wie sie in 3A mit ähnlichen Ziffern verwendet werden, jedoch in der Reihe 300.
In der dargestellten Ausführungsform von 3B befindet sich das Phased-Array-Antennensystem 300 in einer sendenden Konfiguration (wie durch die Pfeile TX angegeben). Obwohl wie in einer sendenden Konfiguration dargestellt, wird die Struktur der Ausführungsform von 3B möglicherweise modifiziert, um ebenso für die Verwendung in einer empfangenden Konfiguration geeignet zu sein.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden die einzelnen Antennenelemente 322a und 322b möglicherweise konfiguriert, um Daten mit unterschiedlichen Werten eines oder mehrerer Parameter (z. B. Frequenz, Polarisation, Strahlorientierung, Datenströme, Empfang- (RX-)/Sende- (TX-) Funktion, Zeitmultiplexsegmente usw.) zu empfangen und/oder zu senden. Diese unterschiedlichen Werte sind möglicherweise unterschiedlichen Gruppen der Antennenelemente zugeordnet. Beispielsweise sind erste Antennenelemente, die von dem Träger getragen werden, konfiguriert, um Signale bei einem ersten Wert eines Parameters zu senden und/oder zu empfangen. Zweite mehrere Antennenelemente, die von dem Träger getragen werden, sind konfiguriert, um Signale mit einem zweiten Wert des Parameters zu senden und/oder zu empfangen, der sich von dem ersten Wert des Parameters unterscheidet, und die einzelnen Antennenelemente der ersten mehreren Antennenelemente sind mit einzelnen Antennenelemente der zweiten mehreren Antennenelemente durchsetzt.
Als ein nicht einschränkendes Beispiel empfängt eine erste Gruppe von Antennenelementen möglicherweise Daten mit der Frequenz f1, während eine zweite Gruppe von Antennenelementen möglicherweise Daten mit der Frequenz f2 empfängt.
Die Platzierung der Antennenelemente, die bei einem Wert des Parameters (z. B. der ersten Frequenz oder Wellenlänge) betrieben werden, zusammen mit den Antennenelementen, die bei einem anderen Wert des Parameters (z. B. der zweiten Frequenz oder Wellenlänge) betrieben werden, auf demselben Träger wird hierin als „einfügend“ bezeichnet. In einigen Ausführungsformen können die Gruppen von Antennenelementen, die bei unterschiedlichen Werten eines Parameters oder von Parametern betrieben werden, über getrennten Bereichen des Trägers in einer Phased-Array-Antenne angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen sind wenigstens einige der Antennenelemente der Gruppen von Antennenelementen, die bei unterschiedlichen Werten von wenigstens einem Parameter betrieben werden, angrenzend oder benachbart zueinander. In anderen Ausführungsformen sind die meisten oder alle Antennenelemente der Gruppen von Antennenelementen, die bei unterschiedlichen Werten von wenigstens einem Parameter betrieben werden, angrenzend oder benachbart zueinander.
In der dargestellten Ausführungsform von 3A sind die Antennenelemente 322a und 322b eingefügte Antennenelemente, wobei das erste Antennenelement 322a bei einem ersten Wert eines Parameters kommuniziert und das zweite Antennenelement 322a bei einem zweiten Wert eines Parameters kommuniziert.
Obwohl in 3A zwei Gruppen von eingefügten Antennenelementen 322a und 322b in Kommunikation mit einem einzelnen Strahlformer 342a gezeigt sind, ist das Phased-Array-Antennensystem 300 möglicherweise ebenso konfiguriert, sodass eine Gruppe von eingefügten Antennenelementen mit einem Strahlformer kommuniziert und eine andere Gruppe von eingefügten Antennenelementen mit einem anderen Strahlformer kommuniziert.
In der dargestellten Ausführungsform von 3B enthalten die Schichten der Lagen 380 vier Zuordnungsschichten 380b1, 380b2, 380b3 und 380b4, verglichen mit der Verwendung von zwei Zuordnungsschichten 280b1 und 280b2 in 2B. Die Zuordnungsschichten 380b1 und 380b2 sind durch die Zwischendurchkontaktierung 338a verbunden. Die Zuordnungsschichten 380b3 und 380b4 sind durch die Zwischendurchkontaktierung 338b verbunden. Wie bei der Ausführungsform von 2B können die Schichten der Lagen 380 der Ausführungsform von 3B ermöglichen, dass die Zwischendurchkontaktierungen 338a und 338b selektiv angeordnet werden, um beispielsweise von anderen Komponenten auf der oberen oder unteren Oberfläche der Schichten der Lagen 380 beabstandet zu sein.
Die Zuordnungsschichten und Durchkontaktierungen können in vielen anderen Konfigurationen und auf anderen Unterschichten der Schichten der Lagen 180 als den in den 2B und 3B gezeigten Konfigurationen angeordnet sein. Die Verwendung von zwei oder mehr Zuordnungsschichten kann vorteilhaft sein, um die Länge der elektrisch leitenden Zuordnungsspuren zu verringern, indem Zuordnungsspuren in horizontalen Ebenen eine imaginäre Linie kreuzen können, die sich durch die Schichten der Lagen senkrecht zu den Zuordnungsschichten erstreckt, und indem die Platzierung der Zwischendurchkontaktierungen zwischen den Zuordnungsspuren ausgewählt wird. Ebenso können die Zuordnungsschichten konfiguriert werden, um mit einer Gruppe von Antennenelementen in einer eingefügten Konfiguration zu korrelieren. Durch das Beibehalten konsistenter Durchkontaktierungslängen für jede Gruppierung unter Verwendung der gleichen Zuordnungsschichten für jede Gruppierung ist die Spurlänge die einzige Variable in der Längenanpassung für jede Antennen-Strahlformer-Zuordnung für jede Gruppierung.
MODUL EINER IN DEM PAKET INTEGRIERTEN ANTENNE (AIP-MODUL)
In einigen Ausführungsformen sind jedes Antennenelement (z. B. das Antennenelement 122i, 222i oder 322i), der zugehörige Verstärker (z. B. der Verstärker 124i, 224i oder 324i) und die zugehörige Schaltungstechnik, die in dem Antennengitter (z. B. dem Antennengitter 120, 220 oder 320) enthalten sind, möglicherweise zusammen als ein Modul einer in dem Paket integrierten Antenne (AIP-Modul) konfiguriert. Mehrere solche AIP-Module sind in einer bestimmten Anordnung möglicherweise auf einem Substrat, einer Platine, einer PCB, einer Basisplatine, einem Träger, einem Feld, einer Schicht oder dergleichen angeordnet, um eine bestimmte Antennenapertur zu definieren, wie beispielsweise Beispiele für bestimmte Anordnungen, die in den 1C und 1D dargestellt sind.
4A zeigt ein Blockdiagramm einer Querschnittsseitenansicht eines beispielhaften AIP-Moduls 400 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das AIP-Modul 400 enthält möglicherweise ohne Einschränkung eine Antenne 402, eine Schaltungstechnik 404, einen Verstärker 406 und einen Rahmen 408. Die Schaltungstechnik 404 ist möglicherweise zwischen der Antenne 402 und dem Rahmen 408 angeordnet. Der Verstärker 406 ist möglicherweise an einer Seite der Schaltungstechnik 404 angeordnet, die am weitesten von der Antenne 402 entfernt ist. Wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, sind die Antenne 402, die Schaltungstechnik 404, der Verstärker 406 und der Rahmen 408 möglicherweise physikalisch und/oder elektrisch miteinander gekoppelt.
Die Antenne 402 umfasst möglicherweise ein Antennenelement wie das Antennenelement 122i, 222i oder 322i, eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne, eine unidirektionale Antenne oder dergleichen. Die Schaltungstechnik 402 umfasst möglicherweise eine oder mehrere Schichten, die eine oder mehrere elektronische Komponenten, eine HF-Schaltungstechnik, eine elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente (z. B. Induktivitäten, Kondensatoren, Widerstände, Ferritperlen usw.), elektrisch leitende Spuren und/oder dergleichen enthalten, die konfiguriert sind, um die Signalausbreitung zwischen und unter Antenne 402, Verstärker 406 und/oder PCB 410 ohne übermäßige Signalverschlechterung oder -verzerrung zu erleichtern. Beispielsweise ist die Schaltungstechnik 402 möglicherweise konfiguriert, um eine Impedanzanpassung bereitzustellen. Die Schaltungstechnik 402 wird möglicherweise ebenso als HF-Schaltungstechnik, Antennen-zugehörige Schaltungstechnik, passive Schaltungstechnik oder dergleichen bezeichnet.
Der Verstärker 406 umfasst möglicherweise einen PA (wenn das AIP-Modul 400 in einem Senderfeld implementiert ist) oder einen LNA (wenn das AIP-Modul 400 in einem Empfängerfeld implementiert ist). Beispiele für den Verstärker 406 enthalten ohne Einschränkung den Verstärker 124i, 224i oder 324i. Der Verstärker 406 umfasst möglicherweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und diese ist möglicherweise als ein integrierter Schaltungschip (IC-Chip) verpackt. Der Verstärker 406 umfasst möglicherweise die aktive Schaltungstechnik oder Komponente innerhalb des AIP-Moduls 400. Obwohl die Schaltungstechnik 402 und der Verstärker 406 in 4A als separate Elemente dargestellt sind, sind die Schaltungstechnik 402 und der Verstärker 406 in einigen Ausführungsformen möglicherweise als ein einheitliches Element, eine einheitliche Schaltungstechnik oder eine einheitliche Komponente implementiert.
Der Rahmen 408 ist möglicherweise konfiguriert, um einen bestimmten vertikalen Abstand oder Lücke zwischen einer unteren Seite der Schaltungstechnik 404 und der oberen Seite der PCB 410 bereitzustellen, wobei der vertikale Abstand/Lücke für den Verstärker 406 ausreicht, um: (1) sich an der Unterseite der Schaltungstechnik 40 zu lokalisieren, (2) ohne die PCB 410 zu berühren, und (3) eine Beschädigung zu vermeiden, wenn das AIP-Modul 400 an der PCB 410 angebracht ist. Der Rahmen 408, der ebenso als Abstandshalterstruktur, Stützstruktur, Abstandshalter, Bilderrahmen und/oder dergleichen bezeichnet wird, dient dazu, einen Hohlraum oder Raum zum Lokalisieren des Verstärkers 406 nahe oder so nahe wie möglich an der Antenne 402 zu schaffen, um den Signalausbreitungsabstand zwischen der Antenne 402 und dem Verstärker 406 zu minimieren (z. B. HF-Übergangsverlust zu reduzieren). Der HF-Übergangsverlust zwischen dem Verstärker 406 und der Antenne 402 liegt deutlich unter einem Dezibel (dB) der Eingangsleistung. Der Rahmen 408 ist möglicherweise ebenso konfiguriert, um den Verstärker 406 nahe der Antenne 402 zu lokalisieren, ohne die der Antenne 402 zugehörige Abstrahlform oder Emissionsleistung nachteilig zu beeinflussen. Der Rahmen 408 weist möglicherweise eine ringförmige Form oder im Wesentlichen eine ringförmige Form auf.
Das AIP-Modul 400 und insbesondere der Rahmen 408 sind möglicherweise physikalisch und elektrisch mit einer Oberseite oder Oberfläche der PCB 410 gekoppelt. Die PCB 410, ebenso als Basisplatine, Platine, Substrat, Träger, Feld, Schicht, Stapel oder dergleichen bezeichnet, umfasst möglicherweise beispielsweise den Träger 112 oder die Schichten der Lagen 180. In einigen Ausführungsformen umfasst die PCB 410 möglicherweise ein Senderfeld, ein Empfängerfeld oder einen Abschnitt davon. Von oben betrachtet ist die PCB 410 möglicherweise kreisförmig und weist möglicherweise einen Durchmesser in dem Bereich von 20 bis 40 Zoll auf. Alternativ weist die PCB 410 möglicherweise eine quadratische Form, eine rechteckige Form oder eine andere Form auf. Mehrere AIP-Module 400 sind möglicherweise in einem bestimmten Muster auf der PCB 410 angeordnet, wie es in den 1C oder 1D dargestellt ist.
In einigen Ausführungsformen weist das AIP-Modul 400 möglicherweise eine Breite oder einen Durchmesser A in dem Bereich von 5 bis 12 Millimeter (mm) und eine Höhe oder Dicke B in dem Bereich von 0,5 bis 3 mm auf. Das AIP-Modul 400 weist möglicherweise von oben betrachtet eine kreisförmige oder quadratische Form auf, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, und weist möglicherweise daher eine Tiefe ähnlich der der Breite/des Durchmessers A auf. Als ein Beispiel weist das AIP-Modul 400, das als ein Sender- (TX-) AIP-Modul konfiguriert ist, möglicherweise die folgenden Abmessungen auf: Gesamte Breite/Durchmesser A von ungefähr 7 mm, Gesamthöhe/Dicke B von ungefähr 3 mm, Höhe oder Dicke C der Antenne 402 von ungefähr 2,2 mm, Höhe oder Dicke D der Schaltungstechnik 404 von ungefähr 0,46 mm, Höhe oder Dicke E von ungefähr 2,66 mm, Höhe oder Dicke F des Rahmens 408 von ungefähr 0,4 bis 0,5 mm, Höhe oder Dicke G des Verstärkers 406 von ungefähr 0,25 mm und eine Lücke oder freien Raum H zwischen dem Verstärker 406 und der PCB 410 von ungefähr 0,15 bis 0,2 mm.
Die Antenne 402 ist möglicherweise einer bestimmten Betriebsfrequenz zugeordnet. In einigen Ausführungsformen bezieht sich der Durchmesser/die Breite A der Antenne 402 möglicherweise auf die Betriebsfrequenz der Antenne 402.
4B zeigt eine detailliertere Querschnittsseitenansicht des AIP-Moduls 400 von 4A gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Ausführungsformen enthält die Antenne 402 möglicherweise obere und untere Platten 412, 414, die möglicherweise leitende oder metallische flache Platten enthalten. Die oberen und unteren Platten 412, 414 sind möglicherweise übereinander gelegt und durch ein dielektrisches Material (nicht gezeigt) getrennt. Die oberen und unteren Platten 412, 414 weisen möglicherweise unterschiedliche Größen voneinander auf (z. B. weist die untere Platte 414 möglicherweise einen größeren Durchmesser oder eine größere Breite als die obere Platte 412 auf).
Die obere Platte 412 ist möglicherweise an oder nahe einer oberen Seite des AIP-Moduls 400 und am weitesten von der PCB 410 entfernt lokalisiert, wobei eine untere Platte 414 zwischen der oberen Platte 412 und der Schaltungstechnik 404 angeordnet ist und eine Masseebene/Schicht 416 zwischen der unteren Platte 414 und der Schaltungstechnik 404 angeordnet ist. Die Hauptebenen der oberen und unteren Platte 412, 414 sind möglicherweise parallel zueinander ausgerichtet, und ihre Zentren können in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptebene der PCB 410 kollinear (oder im Wesentlichen kollinear) sein.
Die oberen und unteren Platten 412, 414 weisen möglicherweise keine direkte physikalische Kopplung miteinander auf (z. B. ist ein dielektrisches Material möglicherweise zwischen den oberen und unteren Platten 412, 414 angeordnet) und weisen möglicherweise stattdessen eine Abstrahlkopplung auf, um Abstrahlung 424 (wenn sie als Sender-AIP-Modul konfiguriert sind) oder Empfangsabstrahlung 424 (wenn sie als ein Empfänger-AIP-Modul konfiguriert sind) auf einer Oberseite des AIP-Moduls 400 zu emittieren (z. B. gegenüber der Seite des AIP-Moduls 400, die physikalisch an der PCB 410 angebracht ist). Die abstrahlungsemittierende oder empfangende Seite wird möglicherweise ebenso als Abstrahlseite oder Antennenseite des AIP-Moduls 400 bezeichnet. Die oberen und unteren Platten 412, 414 wird möglicherweise ebenso als obere und untere Abstrahlelemente beziehungsweise Antennen bezeichnet.
Die obere Platte 412 ist möglicherweise konfiguriert, um mit einer Frequenz f1 zu strahlen, und die untere Platte 414 ist möglicherweise konfiguriert, um mit einer Frequenz f2 zu strahlen, die sich von der Frequenz f1 unterscheidet. Die Masseebene/Schicht 416 und/oder die Masseebene/Schicht 422 auf der PCB 410 erleichtert möglicherweise die Emission von Abstrahlung in einer Richtung von der oberen Seite der Antenne 402 weg (ebenso als unidirektionale Abstrahlung oder Strahlrichtung bezeichnet) im Gegensatz zu der PCB 410 hin beispielsweise und/oder die Erzeugung von Abstrahlung 424 mit bestimmten Abstrahleigenschaften (z. B. volle Bandbreite erwünschter Frequenzen, bestimmte Strahlform, bestimme Strahlrichtung usw.).
Eine HF-Übergangsdurchkontaktierung 418 koppelt möglicherweise die untere Platte 414 elektrisch mit dem Verstärker 406, und der Verstärker 406 koppelt sich möglicherweise wiederum elektrisch mit der PCB 410. Eine Signalweglänge, die der HF-Übergangsdurchkontaktierung 418 zugeordnet ist, ist somit möglicherweise kurz (z. B. ungefähr 0,5 mm oder weniger), und der HF-Übergangsverlust, der dem Zuführen von Signalen zu oder dem Empfangen von Signalen von der Antenne 402 zugeordnet ist, wird möglicherweise reduziert oder minimiert.
Für die Antenne 402 werden ebenso andere Antennentypen in Betracht gezogen. In einigen Ausführungsformen hängt die Höhe/Dicke C der Antenne 402 möglicherweise von dem Antennentyp ab, der die Antenne 402 umfasst.
Der Rahmen 408 enthält eine HF-Durchkontaktierung 420, die konfiguriert ist, um die PCB 410 elektrisch mit dem AIP-Modul 400 zu koppeln. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die HF-Durchkontaktierung 420 möglicherweise durch die Höhe/Dicke des Rahmens 408 und koppelt sich möglicherweise an einem Ende elektrisch mit der Schaltungstechnik 404 und an dem gegenüberliegenden Ende mit der PCB 410. Die HF-Durchkontaktierung 420 empfängt HF-Signale von der PCB 410, wie HF-Signale von einem Strahlformer, der als Abstrahlung 424 übertragen werden soll, oder sendet HF-Signale an die PCB 410, wie HF-Signale, die der von der Antenne 402 empfangenen Abstrahlung 424 zugeordnet sind.
In einigen Ausführungsformen umfasst, wenn das AIP-Modul 400 auf einem Senderfeld konfiguriert ist, ein Signalweg 426 innerhalb des AIP-Moduls 400 möglicherweise das Empfangen von HF-Signalen von der PCB 410 bei der HF-Durchkontaktierung 420, wobei sich die HF-Signale zu der Schaltungstechnik 404 und dann zu dem Verstärker 406 ausbreiten, wobei der Verstärker 406 die HF-Signale (z. B. die Leistungsverstärkung der HF-Signale) aktiv in verarbeitete HF-Signale verarbeitet, die verarbeiteten HF-Signale über den HF-Übergang 418 an die Antenne 402 bereitstellt, wobei die Antenne 402 Abstrahlung 424 gemäß den verarbeiteten HF-Signalen erzeugt, und schließlich Abstrahlung 424 von der oberen Seite des AIP-Moduls 400 emittiert wird. Wenn umgekehrt das AIP-Modul 400 auf einem Empfängerfeld konfiguriert ist, ist der Signalweg 426 innerhalb des AIP-Moduls 400 möglicherweise die Umkehrung der vorstehenden Beschreibung. Die von der Antenne 402 erfasste Abstrahlung 424 wird nämlich in HF-Signale umgewandelt und über den HF-Übergang 418 an den Verstärker 406 gesendet, wobei der Verstärker 406 dann die empfangenen HF-Signale (z. B. das Anwenden einer rauscharmen Verstärkung) aktiv in verarbeitete HF-Signale verarbeitet, die verarbeiteten HF-Signale an die Schaltungstechnik 404 und die HF-Durchkontaktierung 420 ausbreitet, und schließlich verlassen die verarbeiteten HF-Signale die HF-Durchkontaktierung 420 möglicherweise an die PCB 410.
In einigen Ausführungsformen werden die Antenne 402, die Schaltungstechnik 404 und der Verstärker 406 zusammen möglicherweise als eine AIP bezeichnet. Die AIP wird möglicherweise zusammen mit dem Rahmen 408 zusammen als das AIP-Modul 400 bezeichnet.
In einigen Ausführungsformen werden die Antenne 402, die Schaltungstechnik 404, der Verstärker 406 und der Rahmen 408 möglicherweise separat hergestellt und dann zusammengebaut, um das AIP-Modul 400 auszubilden. Alternativ werden die Antenne 402 und die Schaltungstechnik 404 möglicherweise zusammen hergestellt; die Schaltungstechnik 404 und der Verstärker 406 werden möglicherweise zusammen hergestellt; die Antenne 405, die Schaltungstechnik 404 und der Verstärker 406 werden möglicherweise zusammen oder dergleichen und dann zusammen mit den verbleibenden Komponenten des AIP-Moduls 400 zusammengebaut. In einigen Ausführungsformen werden möglicherweise mehrere AIPs auf einem einzelnen Wafer hergestellt, gewürfelt oder in einzelne AIPs geschnitten, einzelne AIPs auf Qualitätskontrolle getestet und dann an jedem AIP der mehreren AIPs ein Rahmen angebracht, die Qualitätsanforderungen erfüllen, um jeweilige mehrere AIP-Module 400 auszubilden.
Ein solcher modularer Ansatz zum Herstellen, Testen und/oder Lokalisieren mehrerer Antennenelemente und zugehöriger Komponenten/Schaltungstechnik eines Antennengitters reduziert Herstellungskosten, Gewicht und/oder dergleichen. Mehrere Antennenstrukturen eines Antennengitters müssen nicht zusammen auf einer einzelnen Platine hergestellt werden, die in der gewünschten Anordnung konfiguriert ist (z. B. räumliche Verjüngung, eingefügt usw.), und dann getestet werden, wobei einzelne Antennenstrukturen, die als defekt gelten, elektrisch von dem Antennengitter isoliert werden und nicht verwendet werden. Um Herstellungsabweichungen zu berücksichtigen, muss möglicherweise eine bestimmte Anzahl defekter Antennenstrukturen oder dergleichen mehr als eine gewünschte Anzahl von Antennenstrukturen auf der einzelnen Platine hergestellt werden, was zu den Gesamtkosten und dem Gesamtgewicht beiträgt. Alternativ vermeidet das Lokalisieren der Antennenelemente sowie der zugehörigen Komponenten/Schaltungstechnik des Antennengitters auf einer Platine, dass Antennenelemente direkt auf einer Platinenschicht und die verbleibenden Komponenten/Schaltungstechnik des Antennengitters innerhalb der Platinenschicht lokalisiert werden müssen und/oder zusätzliche Schichten erfordern, um die Anforderungen an die Antennenabstrahlung zu erfüllen (z. B. einen bestimmten Abstand zwischen dem Antennenabstrahlelement und der Masseebene). Die Platinenschicht oder zusätzliche Schichten sind möglicherweise eine spezielle Schicht, die teurer ist als andere Schichten, die das Feld umfassen, oder die Höhe/Dicke einer solchen Schicht/solcher Schichten ist möglicherweise (erheblich) größer als die der anderen Schichten, die das Feld umfassen, was zu dem Gesamtgewicht und der Gesamtgröße des Felds beiträgt.
5A bis 5E Blockdiagramme von Querschnittsseitenansichten von beispielhaften AIP-Modulen gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen. Jedes der AIP-Module 500, 510, 520, 530, 540 umfasst möglicherweise eine alternative Implementierung des AIP-Moduls 400. In 5A ist möglicherweise das AIP-Modul 500 dem AIP-Modul 400 ähnlich, außer dass der Verstärker 502 des AIP-Moduls 500 an der Oberseite der PCB 410 möglicherweise angebracht ist, anstatt physikalisch mit der Unterseite der Schaltungstechnik 404 verbunden zu sein, wie dies für den Verstärker 406 des AIP-Moduls 400 gezeigt ist. Andernfalls ist möglicherweise der Verstärker 502 dem Verstärker 406 ähnlich. In noch anderen Ausführungsformen, wie vorstehend für das AIP-Modul 400 beschrieben, ist möglicherweise die Schaltungstechnik 404 in dem Verstärker 502 enthalten.
5B zeigt das AIP-Modul 510, das möglicherweise dem AIP-Modul 400 ähnlich ist, außer dass das AIP-Modul 510 den Rahmen 408 weglässt. Für das AIP-Modul 510 ist die Schaltungstechnik 404 möglicherweise zwischen der Antenne 402 und der PCB 410 angeordnet. Die Schaltungstechnik 404 ist möglicherweise physikalisch mit der Oberseite der PCB 410 gekoppelt. Der Verstärker 512 ist möglicherweise ebenso physikalisch an die Oberseite der PCB 410 gekoppelt anstelle an der Unterseite der Schaltungstechnik 404, wie dies bei dem Verstärker 406 für das AIP-Modul 400 der Fall ist. Wenn die Antenne 402/Schaltung 404 und der Verstärker 512 nebeneinander auf der PCB 410 lokalisiert sind, ist die Gesamtbreite des AIP-Moduls 510 möglicherweise größer als die der Abmessung A des AIP-Moduls 400.
5C zeigt ein AIP-Modul 520, das eine integriertere oder einheitlichere Version des AIP-Moduls 400 ist. Anstatt den Rahmen 408 getrennt von der Antenne 402/Schaltungstechnik 404 herzustellen und dann miteinander zu verbinden, wird der Rahmen 408 und die Antenne 402/Schaltungstechnik 404 möglicherweise als eine einheitliche Struktur 522 ausgebildet. Die Antenne 402 und die Schaltungstechnik 404, die in der einheitlichen Struktur 522 enthalten sind, werden möglicherweise zusammen einstückig ausgebildet oder nicht. Der Verstärker 406 wird möglicherweise anschließend an der Unterseite einer solchen einheitlichen Struktur 522 angebracht, und die resultierende Struktur wird möglicherweise physikalisch und elektrisch an die Oberseite der PCB 410 gekoppelt. 5D zeigt ein AIP-Modul 530 ähnlich dem AIP-Modul 520, außer dass der Verstärker möglicherweise an der Oberseite der PCB 410 angebracht ist (gezeigt als Verstärker 532). Das AIP-Modul 530 wird möglicherweise ebenso als eine integriertere oder einheitlichere Version des AIP-Moduls 500 angesehen.
5E zeigt ein AIP-Modul 540, das konfiguriert ist, um über einer Rinne oder einem Hohlraum 544 positioniert zu sein, der an einer Oberseite einer PCB 548 ausgebildet ist. Das AIP-Modul 540 umfasst möglicherweise eine Antenne/Schaltungstechnik 542 und einen Verstärker 546, die unterhalb der Antenne/Schaltungstechnik 542 angeordnet sind, wobei der Verstärker 546 in dem durch die Rinne/den Hohlraum 544 ausgebildeten Raum lokalisiert ist. Das AIP-Modul 540 schließt möglicherweise einen Rahmen wie den Rahmen 408 aus. Die Antenne/Schaltungstechnik 542 wird möglicherweise zusammen einstückig ausgebildet oder nicht (z. B. ist sie möglicherweise der Antenne 402 und der Schaltungstechnik 404 ähnlich oder die Antenne und die Schaltungstechnik umfassen möglicherweise eine einheitliche Komponente).
Es wird in Betracht gezogen, dass eine oder mehrere der Antennen, Schaltungstechnik, Verstärker oder Rahmen der AIP-Module 400, 500, 510, 520, 530, 540 möglicherweise mehrere Schichten umfassen, einschließlich Laminierungsschicht(en), Masseschicht(en)/-ebene(en) und/oder andere Strukturen.
Die 6A bis 6B zeigen zusätzliche Ansichten des AIP-Moduls 400, das als ein Empfänger oder ein empfangendes AIP-Modul 600 (z. B. in einem Empfängerfeld enthalten), gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konfiguriert ist. 6A zeigt eine perspektivische Ansicht des AIP-Moduls 600 und 6B zeigt eine Unteransicht des AIP-Moduls 600 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Gleiche Referenznummern werden in den 6A bis 6B verwendet, wie sie in den 4A bis 4B verwendet werden, nur in der Reihe 600.
Die oberen und unteren Platten 612, 614 umfassen möglicherweise eine Antenne 602. Die HF-Übergangsdurchkontaktierung 618 koppelt möglicherweise die Antenne 602 elektrisch mit der Schaltungstechnik 604 und/oder dem Verstärker 608.
Der Rahmen 608 umfasst möglicherweise einen ausgehöhlten Zylinder oder einen Ring/eine Donut einer bestimmten Höhe oder Dicke. In den Rahmen 608 ist möglicherweise eine HF-Durchkontaktierung 620, mehrere Durchkontaktierungen 630 und mehrere Durchkontaktierungen 632 eingebettet. Jede der HF-Durchkontaktierungen 620, der mehreren Durchkontaktierungen 630 und der mehreren Durchkontaktierungen 632 erstreckt sich möglicherweise über die gesamte Höhe/Dicke des Rahmens 608; ein Enden der Durchkontaktierungen 620, 630, 632 sind koplanar mit der Oberseite des Rahmens 608 und konfiguriert, um mit geeigneten Strukturen elektrisch zu koppeln; und die gegenüberliegenden Enden der Durchkontaktierungen 620, 630, 632 sind koplanar mit einer unteren/Unterseite des Rahmens 608 und konfiguriert, um mit geeigneten Strukturen elektrisch zu koppeln. Wie in 6B gezeigt, sind die mehreren Durchkontaktierungen 630 möglicherweise im Wesentlichen über den gesamten Rahmen 608 (z. B. mehr als 180 Grad, mehr als 270 Grad, mehr als drei Quadranten des Rahmens 630) in einer im Wesentlichen umlaufenden Anordnung innerhalb des Rahmens 608 verteilt. Jede Durchkontaktierung der mehreren Durchkontaktierungen 630 ist möglicherweise in einem gleichen Radius von der Mitte des Rahmens 608 lokalisiert. Die HF-Durchkontaktierung 620 ist möglicherweise in einem gleichen Radius von der Mitte wie eine der Durchkontaktierungen 630 oder näher an der Mitte lokalisiert als eine der Durchkontaktierungen 630. Mehrere Durchkontaktierungen 632 sind möglicherweise konfiguriert, um die Durchkontaktierungen 620 einzukreisen (oder im Wesentlichen einzukreisen) oder sich in der Nähe von HF-Durchkontaktierungen befinden.
Die Durchkontaktierungen 620 und 630 sind möglicherweise als elektrische Kopplungsleitungen (oder elektrischen Verbindungen zugeordnet) mit Chip-Paketstiften des Verstärkers 606 (z. B. einer LNA) konfiguriert. In 6B ist der Verstärker 606 als zwei Verstärkerchips 606a, 606b implementiert. Die kombinierte Schaltungstechnik der Verstärkerchips 606a, 606b plus einer oder mehrerer Spuren, die in derselben Schicht wie die Verstärkerchips 606a, 606b lokalisiert sind, bildet möglicherweise einen zweistufigen Verstärker aus. Die Verstärkerchips 606a, 606b umfassen möglicherweise LNAs.
Beispielsweise werden möglicherweise ohne Einschränkung verschiedene bestimmte der mehreren Durchkontaktierungen 630 bestimmten Masse-, Digital-, Takt-, Leistungseinträgen-(V_DD), redundanten Leistungseinträgen- (V_DD1), Daten-, schwimmenden und/oder anderen Stiften des Verstärkers 606 zugeordnet. Andere der mehreren Durchkontaktierungen 630 erleichtern möglicherweise das Reduzieren von Signalverlust oder -kopplung, wie nachstehend ausführlich erörtert wird. Die HF-Durchkontaktierung 620 ist möglicherweise dem Übertragen von (HF-) Signalen in oder aus dem AIP-Modul 600 von oder zu der PCB 410 zugeordnet. Die HF-Durchkontaktierung 620 ist möglicherweise ebenso elektrisch mit dem Ausgangs-HF-Stift des Verstärkers 606 gekoppelt. Die Durchkontaktierungen 632 ist möglicherweise konfiguriert, um eine HF-Abschirmung oder eine elektrische Isolation für HF-Durchkontaktierung 620 bereitzustellen. Jede der Durchkontaktierungen 620, 630, 632 weist möglicherweise einen Durchmesser im Bereich von 0,25 bis 0,6 mm auf.
In einigen Ausführungsformen weist das AIP-Modul 600 (und das AIP-Modul 400 im Allgemeinen) möglicherweise eine runde oder kreisförmige Gesamtform auf, wenn es von oben oder unten betrachtet wird (wie in 6B gezeigt). Das AIP-Modul 600 weist möglicherweise somit eine zylindrische Gesamtform auf. Eine solche Form erleichtert die Positionierung von AIP-Modulen innerhalb mehrerer AIP-Module. Beispielsweise wird, nachdem ein AIP-Modul anfänglich auf der PCB 410 platziert wurde, das AIP-Modul möglicherweise um eine Mittellinienachse senkrecht zu einer Hauptebene der PCB 410 gedreht, um beispielsweise die HF-Durchkontaktierung 620 des Rahmens 608 an einer entsprechenden elektrischen Anschlussstelle in der PCB 410 auszurichten oder das AIP-Modul zum Emittieren oder Empfangen von Abstrahlung in einem bevorzugten Winkel zu orientieren. Das AIP-Modul wird möglicherweise um einen beliebigen Grad gedreht, ohne gegen eine angrenzende Struktur/angrenzende Strukturen zu stoßen, da eine kreisförmige/runde Form keine Kanten, Vorsprünge oder Konturänderungen in Bezug auf verschiedene Seiten aufweist. Mehrere AIP-Module sind möglicherweise positioniert/ausgerichtet, um eine gewünschte Antennenapertur gemäß einem sequentiellen Rotationsschema oder -gestaltung auszubilden, bei dem/der jedes AIP-Modul der mehreren AIP-Module eine bestimmte Rotation oder Ausrichtung aufweisen kann. In alternativen Ausführungsformen weist das AIP-Modul 600 (und das AIP-Modul 400 im Allgemeinen) möglicherweise eine quadratische, rechteckige oder andere Form auf, wenn es von oben oder unten betrachtet wird.
Die 7A bis 7C zeigen zusätzliche Ansichten des AIP-Moduls 400, das als ein Sender oder ein sendendes AIP-Modul 700 (z. B. in einem Senderfeld enthalten) gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konfiguriert ist. Die 7A bis 7B zeigen perspektivische Ansichten des AIP-Moduls 700 und 7C zeigt eine Unteransicht des AIP-Moduls 700 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Gleiche Referenznummern werden in den 7A bis 7C verwendet, wie sie in den 4A bis 4B und 6A bis 6B verwendet werden, außer in der Reihe 700.
7A zeigt das AIP-Modul 700 vor dem Anbringen des Rahmens 708 an der Unterseite der AIP 701 (z. B. Antenne und Schaltungstechnik). Wie gezeigt, ähnelt die AIP 701 einer kreisförmigen Scheibe oder einem Hockey-Puck. Der Verstärker 706 (z. B. PA) wird möglicherweise an der Stelle 703 an der Unterseite der AIP 701 angebracht. Ähnlich der vorstehenden Beschreibung für das AIP-Modul 600 enthält der Rahmen 708 des AIP-Moduls 700 möglicherweise mehrere Durchkontaktierungen 730, mehrere Durchkontaktierungen 732 und eine HF-Durchkontaktierung 720, die jeweils die Höhe/Dicke des Rahmens 708 verlängern. Die mehreren Durchkontaktierungen 730 sind möglicherweise konfiguriert, um dem AIP-Modul 700 eine elektrische Abschirmfunktionen bereitzustellen, und die mehreren Durchkontaktierungen 732 sind möglicherweise konfiguriert, um HF-Durchkontaktierung 720 eine elektrische Abschirmung/Isolation bereitzustellen.
Die Durchkontaktierungen 720, 730 und 732 sind möglicherweise den jeweiligen Durchkontaktierungen 620, 630 und 632 ähnlich, außer dass die elektrischen Kopplungsleitungen möglicherweise mit Chip-Paketstiften des Verstärkers 706 (z. B. einem PA) anstelle des Verstärkers 606 versehen sind.
HF-Übergangsdurchkontaktierungen 418, 618, 718 werden möglicherweise ebenso als Zuleitungsdurchkontaktierungen, Zuleitungen oder dergleichen bezeichnet. Die HF-Durchkontaktierungen 420, 620, 720 werden möglicherweise ebenso als HF-Eingangs-/Ausgangs-Durchkontaktierungen, AIP-Feld-Übergangsdurchkontaktierungen, AIP-Feld-Schnittstellendurchkontaktierungen oder dergleichen bezeichnet.
In einigen Ausführungsformen unterscheiden sich eine oder mehrere Abmessungen des für Empfängerfelder konfigurierten AIP-Moduls 600 möglicherweise von den Abmessungen des für Senderfelder konfigurierten AIP-Moduls 700. Beispielsweise beträgt möglicherweise die Breite/der Durchmesser des AIP-Moduls 600 12 mm betragen, die Höhe/Dicke des AIP-Moduls 600 kann 2,2 mm und die Höhe/Dicke des Rahmens 608 beträgt möglicherweise 4 mm, während die Breite/der Durchmesser des AIP-Moduls 700 möglicherweise 7 mm beträgt, die Höhe/Dicke des AIP-Moduls 700 3 mm möglicherweise beträgt und die Höhe/Dicke des Rahmens 708 0,5 mm möglicherweise beträgt.
In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise der Typ, die Anordnung und/oder die Form der Antenne 702 oder Abschnitte davon, die für die Verwendung in einem Senderfeld konfiguriert sind, gleich oder unterscheiden sich von der Antenne 602, die für die Verwendung in einem Empfängerfeld konfiguriert ist. Beispielsweise unterscheidet sich die in der Antenne 702 enthaltene Platte 712 in ihrer Form von der oberen Platte 612 der Antenne 602. Die Platte 712 ist als eine kreisförmige Platte dargestellt, die ferner mehrere Schlitze enthält. Die obere Platte 612 ist als eine quadratische oder rechteckige Platte ohne Ausschnitte dargestellt. Wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, enthält die Antenne 602 und/oder 702 möglicherweise ferner einen oder mehrere Ausschnitte oder andere Konturen.
DURCHKONTAKTIERUNGEN FÜR EIN AIP-MODUL
Unter erneuter Bezugnahme auf 4B ist in einigen Ausführungsformen die Schaltungstechnik 404/Verstärker 406 des AIP-Moduls 400 möglicherweise konfiguriert, um eine Verstärkung in dem Bereich von ungefähr 25 dB für einfallende elektromagnetische Wellen bereitzustellen, die von der Antenne 402 empfangen werden (z. B. Abstrahlung 424). In einigen Fällen tritt möglicherweise zusätzlich zu einem solchen empfangenen Signal, das sich entlang des Signalwegs 426 von der Antenne 402 zu der PCB 410 ausbreitet, ebenso ein Signalverlust oder eine Kopplung 802 von der Schaltungstechnik 404/dem Verstärker 406 zurück zu der Antenne 402 auf, wie in 8 dargestellt. Ein Signalverlust oder eine Kopplung 802 führt möglicherweise dazu, dass eine geschlossene Schleife gebildet wird, die einen unendlichen Verstärkungszyklus umfasst. Eine ausreichende Verstärkung führt möglicherweise wiederum für die Erzeugung einer unerwünschten Schwingung für das AIP-Modul 400.
In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise eine oder mehrere Abschirmdurchkontaktierungen in dem AIP-Modul 400 enthalten, um den Signalverlust oder die Kopplung 802 zu reduzieren, zu minimieren, zu blockieren, zu beseitigen oder auf andere Weise zu beheben. Die eine oder die mehreren Abschirmdurchkontaktierungen sind möglicherweise konfiguriert, um zu bewirken, dass die Kopplung 802 geringer ist als der Betrag der Verstärkung, der von der Schaltungstechnik 404/Verstärker 406 bereitgestellt wird.
Die eine oder die mehreren Abschirmdurchkontaktierungen sind möglicherweise in dem Rahmen 408 des AIP-Moduls 400 enthalten. In dem Zusammenhang mit einem empfangenden AIP-Modul enthält der Rahmen 608 des empfangenden AIP-Moduls 600 möglicherweise die eine oder die mehreren Abschirmdurchkontaktierungen, in denen die eine oder die mehreren Abschirmdurchkontaktierungen möglicherweise eine oder mehrere Durchkontaktierungen der mehreren Durchkontaktierungen 630 umfassen (siehe 6A bis 6B). In einigen Ausführungsformen umfasst eine erste Teilmenge der mehreren Durchkontaktierungen 630 möglicherweise elektrische Verbindungen zu dem Verstärker 406 und/oder zu der Schaltungstechnik 404, während eine zweite Teilmenge der mehreren Durchkontaktierungen 630 (die nicht erste Teilmenge oder verbleibenden Durchkontaktierungen der mehreren Durchkontaktierungen 630) möglicherweise die eine oder die mehreren Abschirmdurchkontaktierungen umfasst. Durchkontaktierungen der ersten und der zweiten Teilmenge sind möglicherweise innerhalb des Rahmens 608 miteinander eingefügt und nicht gemäß der Funktionalität innerhalb des Rahmens 608 zusammen getrennt.
9 zeigt einen Graphen 900, das Simulationsergebnisse darstellt, die mit einer Ausführungsform eines empfangenden AIP-Moduls gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erhalten wurden. Der Graph 900 zeigt die Abnahme des Kopplungspegels (z. B. Kopplung 802), die möglicherweise durch den Einschluss der einen oder der mehreren Abschirmdurchkontaktierungen in dem Rahmen des empfangenden AIP-Moduls erreicht wird. Der Graph 900 stellt die horizontale Achse die Frequenz in GHz dar und die vertikale Achse stellt den Kopplungspegel 802 in dB dar, der in einem Zwei-Port-Netzwerk auch als S21 bezeichnet wird. Die Linie 902 zeigt den Kopplungskoeffizienten S₁₂ abhängig von der Frequenz für ein AIP-Modul ohne Abschirmdurchkontaktierungen. Die Linie 904 zeigt den Kopplungskoeffizienten S₁₂ abhängig von der Frequenz für ein AIP-Modul mit eingeschlossenen Abschirmdurchkontaktierungen, die in dem Rahmen enthalten sind, in dem beide Enden der Abschirmdurchkontaktierungen geerdet sind. Bei allen Frequenzen zwischen 8 und 15 GHz befindet sich die Leitung 904 auf einem niedrigeren Kopplungspegel als die Leitung 902. Für einige Frequenzen, beispielsweise bei ungefähr 12,5 GHz, ist möglicherweise der Kopplungsbetrag für ein AIP-Modul mit Abschirmdurchkontaktierungen ungefähr 30 dB geringer als für ein AIP-Modul ohne Abschirmdurchkontaktierungen. Solche Reduzierungen des Kopplungspegels ermöglichen die Vermeidung unerwünschter Schwingungen.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht des AIP-Moduls 600, wobei eine oder mehrere äußere Strukturen und Zwischenschichten entfernt sind, um die Darstellung innerer Strukturen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern. Beispielsweise wird die äußere Struktur des Rahmens 608 entfernt, um die mehreren der darin befindlichen Durchkontaktierungen 630 freizulegen. Jede Durchkontaktierung der mehreren Durchkontaktierungen 630 enthält möglicherweise an beiden Enden leitende Kissen 640. Die mehreren Durchkontaktierungen 630 werden möglicherweise ebenso als Stränge bezeichnet, da sie Strängen einer Tabelle ähneln, wie in 10 gezeigt.
Wenigstens die zweite Teilmenge von Durchkontaktierungen der mehreren Durchkontaktierungen 630 (solche Durchkontaktierungen, die nicht mit elektrischen Verbindungen dem Verstärker 606 und/oder mit der Schaltungstechnik 604 zugeordnet sind) wird möglicherweise ebenso als eine Abschirmdurchkontaktierungen, Entkopplungsdurchkontaktierungen, HF-Abschirmdurchkontaktierungen, HF-Schaltungstechnik-Abschirmdurchkontaktierungen, Schutz-Durchkontaktierungen, offene Durchkontaktierungen und dergleichen bezeichnet. In einigen Ausführungsformen ist die Reduzierung der Kopplung 802 in dem AIP-Modul umso größer, je größer die Anzahl der Durchkontaktierungen in der zweiten Teilmenge ist. Je mehr die Anzahl der Durchkontaktierungen in der zweiten Teilmenge zunimmt, desto näher nähern sich die Durchkontaktierungen gemeinsam einer kontinuierlichen elektrischen Abschirmung. Die Anzahl der Durchkontaktierungen in der zweiten Teilmenge, die in einem AIP-Modul konfiguriert sind, hängt möglicherweise von dem verfügbaren Platz, der nicht von Durchkontaktierungen der ersten Teilmenge (den Durchkontaktierungen, die elektrischen Verbindungen mit Verstärker und/oder Schaltungstechnik zugeordnet sind) belegt ist, einem minimalen Abstand zwischen benachbarten Durchkontaktierungen, um eine physikalische Kopplung dazwischen, und/oder Herstellungsbeschränkungen ab.
Die Längen der Durchkontaktierungen 620, 630 und 632 sind möglicherweise senkrecht zu der Hauptebene der PCB 410 ausgerichtet. In der vorliegenden Offenbarung erwähnte Durchkontaktierungen, einschließlich, ohne Einschränkung, Durchkontaktierungen 618, 620, 630, 632 und dergleichen, umfassen möglicherweise leitende oder metallische Durchkontaktierungen.
Die vorstehende Diskussion der Abschirmdurchkontaktierungen ist ebenso auf Sender-AIP-Module anwendbar, wie das AIP-Modul 700. Wie in 7B gezeigt, enthält jede Durchkontaktierung der mehreren Durchkontaktierungen 730 des AIP-Moduls 700 möglicherweise an beiden Enden leitende Kissen 740. Darüber hinaus ist die Durchkontaktierung 742 ein Beispiel für eine Durchkontaktierung der ersten Teilmenge, bei der eine Durchkontaktierung 744, die sich direkt über der Durchkontaktierung 742 befindet und elektrisch mit dieser gekoppelt ist, in Kombination einen elektrischen Pfad zu dem Verstärker 706 und/oder z u der Schaltungstechnik 704 herstellt. Die Durchkontaktierung 746 ist ein Beispiel für eine Durchkontaktierung der zweiten Teilmenge. Beachte, dass es in Verbindung mit der Durchkontaktierung 746 keine Durchkontaktierung gibt, die der Durchkontaktierung 744 ähnlich ist. Beide Durchkontaktierungen 742 und 746 sind möglicherweise ähnlich konstruiert und hergestellt, obwohl die Durchkontaktierungen voneinander unterschiedliche Funktionen erfüllen.
In einigen Ausführungsformen ist möglicherweise jede Durchkontaktierung der zweiten Teilmenge an beiden Enden elektrisch geerdet, während möglicherweise nur selektive Durchkontaktierungen der ersten Teilmenge abhängig von der Schaltkreisanordnung der Schaltungstechnik/des Verstärkers an einem oder beiden Enden elektrisch geerdet sind. Darüber hinaus ist möglicherweise die Länge der mehreren in dem Rahmen enthaltenen Durchkontaktierungen und im weiteren Sinne die Höhe oder Dicke des Rahmens konfiguriert, um die Erzeugung eines gewünschten Abstrahlungsmusters oder -profils zu erleichtern. In einigen Ausführungsformen erstrecken sich die in dem Rahmen enthaltenen Durchkontaktierungen möglicherweise über die gesamte Höhe/Dicke des Rahmens. Somit ist möglicherweise die Länge der Durchkontaktierungen gleich der Höhe/Dicke des Rahmens (siehe z. B. 6A und 7B). Die Durchkontaktierungslänge oder die Rahmenhöhe/-dicke liegt möglicherweise beispielsweise in dem Bereich von 0,5 bis 4 mm.
Eine oder mehrere bestimmte gewünschte Abstrahlungseigenschaften sind möglicherweise die Grundlage für die Auswahl der Durchkontaktierungslänge innerhalb des Rahmens. Solche Abstrahlungseigenschaften umfassen möglicherweise ohne Einschränkung: minimale Richtwirkung, maximale Richtwirkung, SLL im ungünstigsten Fall (oder schlechteste Spitze), SLL im besten Fall oder (beste Spitze), maximales Axialverhältnis (AR), minimales AR, Strahlbreite mit halber Leistung (HPBW), schlechteste Abstrahleffizienz, schlechteste Gesamteffizienz und/oder dergleichen.
Beispielsweise zeigt 11A einen Graphen 1100, das Simulationsbeispiele des Nebenkeulenniveaus (SLL) im schlimmsten Fall - vertikale Achse - abhängig von der Rahmendicke - horizontale Achse - und dem Vorhandensein/Fehlen von Durchkontaktierungen in dem Rahmen für mehrere AIP-Module zeigt, die in einer Raumverjüngungsanordnung konfiguriert sind. Linie 1102 zeigt die SLL-Werte im schlimmsten Fall für AIP-Module ohne Durchkontaktierungen in den Rahmen (ebenso als „Keine Stränge“-Konfiguration bezeichnet). Linie 1104 zeigt die SLL-Werte im schlimmsten Fall für AIP-Module mit den Durchkontaktierungen der ersten Teilmenge in den Rahmen (z. B. minimale Anzahl von Durchkontaktierungen, die für die Schaltungstechnik/den Verstärker erforderlich sind) (ebenso als Konfiguration mit „Rahmensträngen“ bezeichnet). Für alle Werte der Rahmendicke (und der Durchkontaktierungslänge des Rahmens) ist das SLL im schlimmsten Fall bei der Einbeziehung von wenigstens einigen Durchkontaktierungen in den Rahmen geringer (siehe Linie 1104) im Vergleich zu der Abwesenheit von Durchkontaktierungen in den Rahmen (siehe Linie 1102). Bei einer Rahmendicke von ungefähr 1,5 mm und unter Einbeziehung von Durchkontaktierungen in den Rahmen wird möglicherweise das niedrigste SLL erreicht (siehe niedrigster Punkt der Linie 1104).
In einem anderen Beispiel zeigt 11B einen Graphen 1106, das Simulationsergebnisse eines Arrays von zehn AIP-Modulen zeigt, einschließlich Durchkontaktierungen der ersten Teilmenge in den Rahmen (z. B. AIP-Module, die denen ähnlich sind, die der Linie 1104 von 11A zugeordnet sind). Die horizontale Achse stellt die SLL-Werte für den schlimmsten Fall (oder die schlechteste Spitze) dar und die vertikale Achse stellt die Rahmendicke dar. Die Linie 1108 zeigt, dass bei einer Rahmendicke von ungefähr 1,5 mm möglicherweise das niedrigste SLL erreicht wird. Somit sind Durchkontaktierungen innerhalb des Rahmens möglicherweise ausgelegt, um ungefähr 1,5 mm lang zu sein.
Somit wird möglicherweise nicht nur ein Rahmen des AIP-Moduls konfiguriert, um Platz in der Nähe und an der Unterseite der Antenne bereitzustellen, um HF-Schaltungstechnik (z. B. den Verstärker) zu lokalisieren, sondern der Rahmen wird möglicherweise ferner konfiguriert, um Durchkontaktierungen zu enthalten, die über die Durchkontaktierungen hinausgehen, die für HF-Schaltungstechnik (z. B. Schaltungstechnik/Verstärker) erforderlich sind, um die Antennenleistung zu verbessern. Die Durchkontaktierungen sind möglicherweise über den Rahmen verteilt (z. B. gleichmäßig beabstandete Durchkontaktierungen, die sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Rahmens befinden). Die Längen der Durchkontaktierungen (z. B. eine oder mehrere der Durchkontaktierungen 620, 630 oder 632; eine oder mehrere der Durchkontaktierungen 720, 730, 732) werden möglicherweise ebenso ausgewählt, um eine oder mehrere bestimmte Antennenleistungseigenschaften zu erleichtern (z. B. um bestimmte Abstrahlmuster oder Eigenschaften zu erreichen). Schwimmende oder geerdete Enden der Durchkontaktierungen, wie Durchkontaktierungen 730, 732, erleichtern möglicherweise ebenso eine oder mehrere bestimmte Antennenleistungseigenschaften.
Wenn sich die Antennengröße ändert und/oder der Antennenabstand von der Basisplatine (z. B. PCB 410) variiert, neigt die Hauptachse, die dem von der Antenne emittierten Abstrahlmuster zugeordnet ist, möglicherweise dazu, sich zu neigen oder von einem Winkel (Winkel Theta) von der Ausbreitungsrichtung der Antenne abzuweichen. In einigen Ausführungsformen wird möglicherweise eine solche Neigung durch die Konfiguration von Durchkontaktierungen, wie sie für die Rahmen 608, 708 dargestellt sind und wie vorstehend erläutert, reduziert, gesteuert, verhindert oder manipuliert. In alternativen Ausführungsformen wird möglicherweise eine solche Neigung durch selektives Platzieren von Durchkontaktierungen innerhalb des Rahmens relativ zu einer dem AIP-Modul zugeordneten Symmetrielinie/-ebene angegangen. Die 12A bis 12B zeigen eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht beziehungsweise eine teilweise weggeschnittene Bodenansicht eines AIP-Moduls 1200 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Die Symmetrielinie/-ebene 1201 umfasst möglicherweise eine imaginäre Linie oder Ebene, die durch den Mittelpunkt oder die Mitte des AIP-Moduls 1200 nach gezogen werden kann, um die linke und rechte Hemisphäre des AIP-Moduls 1200 zu definieren. In Bezug auf ein in den 12A bis 12B definiertes kartesisches Koordinatensystem umfasst die Symmetrielinie/-ebene 1201 möglicherweise eine y-z-Ebene des kartesischen Koordinatensystems. Die HF-Übergangsdurchkontaktierung 1218 befindet sich möglicherweise auf einer ersten Seite (z. B. der linken Seite), die durch die Symmetrielinie/-ebene 1201 definiert ist, während sich möglicherweise mehrere in dem Rahmen enthaltene Durchkontaktierungen 1230 und mehrere Durchkontaktierungen 1232 auf einer zweiten Seite (z. B. der rechten Seite) befinden, die durch die Symmetrielinie/-ebene 1201 definiert ist. Die zweite Seite umfasst möglicherweise die der ersten Seite gegenüberliegende Seite. Mehrere Durchkontaktierungen 1230 umfassen möglicherweise die Durchkontaktierungen der ersten und der zweiten Teilmenge, wobei die Durchkontaktierungen 1230 in einem Halbkreis angeordnet sind und sich am nächsten zu dem Außenumfang des Rahmens befinden. Mehrere Durchkontaktierungen 1232 umfassen möglicherweise Durchkontaktierungen, die der elektrischen Abschirmung einer HF-Durchkontaktierung (nicht gezeigt) zwischen dem AIP-Modul 1200 und der PCB/Basisplatine zugeordnet sind.
Im Gegensatz zu den mehreren Durchkontaktierungen 630, 730, die mehr als 180 Grad der Rahmen in den jeweiligen AIP-Modulen 600, 700 und auf beiden Seiten einer analogen Symmetrielinie/-ebene verteilt sind, fehlen möglicherweise die Durchkontaktierungen 1230 auf der Seite des AIP-Moduls 1200, in der die HF-Übergangsdurchkontaktierung 1218 möglicherweise lokalisiert ist. Die Durchkontaktierungen 1232 und die HF-Übergangsdurchkontaktierung 1218 vermeiden möglicherweise ebenso, dass sie sich auf derselben Seite der Symmetrielinie/-ebene 1201 befinden.
AIP-MODUL-ANTENNEN
In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise Antennen in AIP-Modulen konfiguriert, um eine verbesserte Leistung gegenüber Antennen mit ähnlichen Abmessungen, Größen oder Typen und/oder eine vergleichbare Leistung wie Antennen mit größeren Abmessungen oder Größen aufweisen. Solche Leistungsverbesserungen werden möglicherweise durch die Implementierung einer selektiven kapazitiven Belastung in den Antennen erreicht. Wie nachstehend ausführlich erörtert wird, weist eine erste Art der kapazitiven Belastung möglicherweise den Effekt auf, die effektive (physikalische) Antennenlänge zu vergrößern, sodass die Antenne möglicherweise kleiner oder miniaturisiert gegenüber einer Antenne ohne die erste Art der kapazitiven Belastung ist. Die erste Art der kapazitiven Belastung wird möglicherweise ebenso als eine (Antennen-) Miniaturisierungstechnik oder erste Art der kapazitiven Belastungstechnik bezeichnet.
Eine zweite Art der kapazitiven Belastung verbessert möglicherweise die Antennenanpassung. Die zweite Art der kapazitiven Belastung wird möglicherweise ebenso als Antennenanpassungstechnik oder zweite Art der kapazitiven Belastungstechnik bezeichnet. In einigen Ausführungsformen enthält eine Antenne, die in einem AIP-Modul enthalten ist, möglicherweise die Implementierung einer oder beider der ersten und der zweiten Art kapazitiver Belastungstechniken. In einigen Ausführungsformen ist möglicherweise eine der ersten und der zweiten Art von kapazitiven Belastungstechniken einmal oder mehrmals in einer Antenne umgesetzt.
Die 13A bis 13B zeigen Seitenansichten von oben beziehungsweise im Querschnitt einer Antenne 1300 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 13B stellt die Seitenansicht dar, die entlang der in 13A bezeichneten Linie 1302 betrachtet wird. Die Antenne 1300 umfasst möglicherweise ein Antennenelement oder den Antennenabschnitt eines AIP-Moduls. Alternativ wird die Antenne 1300 möglicherweise auf einer Basisplatine umgesetzt, ohne in einem AIP-Modul enthalten zu sein.
In einigen Ausführungsformen umfasst möglicherweise die Antenne 1300 eine kreisförmige Patchantenne. Die Oberseite der Antenne 1300 ist möglicherweise konfiguriert, um Abstrahlung 1324 zu empfangen und/oder zu senden. Die Antenne 1300 enthält möglicherweise eine obere Platte 1312, einen Sondenzulauf 1313 und eine untere Platte 1314. Die oberen und die untere Platte 1312, 1314 umfassen möglicherweise leitende oder metallische flache Platten, die übereinander liegen, parallel zueinander entlang einer z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems ausgerichtet sind und um einen Abstand getrennt sind, der die Höhe/Dicke der Antenne 1300 ist. Die untere Platte 1314 umfasst möglicherweise eine Masseebene. Ein dielektrisches Material 1320 nimmt möglicherweise den Raum zwischen der oberen und der unteren Platte 1312, 1314 ein.
Der Sondenzulauf 1313 ist möglicherweise senkrecht zu der oberen und der unteren Platte 1312, 1314 ausgerichtet. Ein Ende des Sondenzulaufs 1313 ist möglicherweise konfiguriert, um sich physikalisch und elektrisch mit der Unterseite der oberen Platte 1312 zu koppeln. Das gegenüberliegende Ende des Sondenzulaufs 1313 ist möglicherweise konfiguriert, um mit der Hauptebene der unteren Platte 1314 koplanar zu sein, jedoch nicht in physikalischem Kontakt mit der unter Platte 1314 zu stehen. Die untere Platte 1314 enthält möglicherweise einen Ausschnitt 1408, der als Eingangs-/Ausgangsanschluss 1315 der Antenne 1300 konfiguriert ist. Das gegenüberliegende Ende des Sondenzulaufs 1313 ist möglicherweise an dem Ausschnitt 1408 der unteren Platte 1314 ausgerichtet und ist möglicherweise konfiguriert, um elektrisch mit einer Zuleitung (nicht gezeigt) gekoppelt zu sein, die möglicherweise in den Eingangs-/Ausgangsanschluss 1315 eingeführt wird (oder sich in dessen Nähe befinden kann). In einigen Ausführungsformen umfasst möglicherweise der Sondenzulauf 1313 eine Durchkontaktierung.
Die 14A bis 14D zeigen seitliche Querschnittsansichten von Antennen 1400, 1420, 1440, 1460 ähnlich der Antenne 1300, außer das sie mit einer oder mehreren zusätzlichen kapazitiven Belastungen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. In 14A enthält der Sondenzulauf 1413 der Antenne 1400 möglicherweise ein Paar von Platten 1402, 1404, die sich näher an der Platte 1312 als an der Platte 1314 befinden. Die Platten 1402 und 1404 sind möglicherweise um einen bestimmten Abstand voneinander getrennt. Die Hauptebenen der Platten 1402, 1404, 1312 und 1314 sind möglicherweise parallel zueinander (z. B. befinden sich die Hauptebenen der Platten 1402, 1404 in der x-y-Ebene). Der Durchmesser oder die Breite jeder der Platten 1402, 1404 ist möglicherweise kleiner als der Durchmesser/die Breite der Platte 1312. Die Form der Platten 1402, 1404 ist möglicherweise gleich oder verschieden von der Platte 1312. Wenn beispielsweise die Platte 1312 eine kreisförmige Form aufweist, weisen die Platten 1402, 1404 möglicherweise ebenso eine kreisförmige Form auf. Als ein anderes Beispiel weist die Platte 1312 möglicherweise eine quadratische Form auf, während die Platten 1402, 1404 möglicherweise eine kreisförmige Form aufweisen. Der Rest des Sondenzulaufs 1413 umfasst möglicherweise eine kontinuierliche Säule entlang der z-Richtung ähnlich des Sondenzulaufs 1313. In einigen Ausführungsformen bilden die Platten 1402, 1404 möglicherweise eine zweite Art der kapazitiven Belastung 1406 (z. B. Antennenanpassung) aus.
Der Ausschnitt 1408 bildet möglicherweise einen kreisförmigen oder einen anders geformten Hohlraum oder Raum in der Platte 1314 aus. Ein Ende des Sondenzulaufs 1413 erstreckt sich möglicherweise in den durch den Ausschnitt 1408 ausgebildeten Hohlraum oder Raum oder ist diesem möglicherweise nahe und ist möglicherweise ferner in Bezug auf den Ausschnitt 1408 zentriert. Jede Seite des Sondenzulaufs 1313 und die Kante des Ausschnitts 1408 bilden möglicherweise eine zweite Art kapazitiver Belastung aus, wie eine zweite Art kapazitiver Belastungen 1412, 1414.
In 14B ist die Platte 1422 der Antenne 1420 möglicherweise konfiguriert, um einen oder mehrere Ausschnitte, Schlitze, Kerben, Rillen oder andere Konturen wie Ausschnitte 1426, 1428 zu enthalten. Jeder der Ausschnitte 1424, 1426 ist möglicherweise einer ersten Art von jeweiligen kapazitiven Belastungen 1428, 1430 (z. B. Antennenminiaturisierung) zugeordnet.
In 14C wird die erste Art kapazitiver Belastungen 1448, 1454 durch zusätzliche Strukturen erreicht, die sich unterhalb der oberen Platte der Antenne 1440 befinden. Eine Platte 1442, die der Platte 1312 ähnlich ist, enthält möglicherweise nämlich mehrere Platten 1444, 1450, die unter und parallel zu der Platte 1442 positioniert sind. Die Platte 1442 ist möglicherweise von jeder der Platten 1444, 1450 durch Abstandshalter 1446, 1452 (z. B. Durchkontaktierungen) getrennt, die zwischen der Platte 1442 und den jeweiligen Platten 1444, 1450 angeordnet sind. Die Abstandshalter 1446, 1452 sind möglicherweise physikalisch und elektrisch mit der Platte 1442 und den jeweiligen Platten 1444, 1450 gekoppelt. Die Platten 1444, 1450 sind möglicherweise der jeweiligen ersten Art kapazitiver Belastungen 1448, 1454 zugeordnet.
Die Platten 1444, 1450 umfassen möglicherweise leitende oder metallische flache Platten. Jede der Platten 1444, 1450 weist möglicherweise einen kleineren Durchmesser/eine kleinere Breite als die Platte 1442 auf. In einigen Ausführungsformen umfassen die Platten 1442, 1444, 1450 möglicherweise in Kombination eine einheitliche Struktur. Obwohl nicht gezeigt, umfassen möglicherweise mehr als zwei Platten die mehreren Platten 1444, 1450. Durch Erweiterung werden möglicherweise mehr als zwei Abstandshalter 1446, 1452 umgesetzt.
In 14D ist möglicherweise die Platte 1462, die sich an einer Oberseite der Antenne 1420 befindet, konfiguriert, um einen oder mehrere Ausschnitte, Schlitze, Kerben, Rillen oder andere Konturen wie Ausschnitte 1464, 1468 zu enthalten. Jeder der Ausschnitte 1464, 1468 ist möglicherweise einer ersten Art einer jeweiligen kapazitiven Belastung 1466, 1470 zugeordnet. Die Seitenwände 1472, 1474 des dielektrischen Materials zwischen den Platten 1462, 1314 sind möglicherweise elektrisch mit Masse verbunden. Die Seitenwände 1472, 1474 erstrecken sich möglicherweise senkrecht zwischen und in Kontakt mit den Platten 1462, 1314.
Obwohl in jeder der Antennen 1400, 1420, 1440, 1460 mehr als eine umgesetzte kapazitive Belastung gezeigt ist, wird in Betracht gezogen, dass möglicherweise nur eine einzige kapazitive Belastung in einer Antenne (wie Antenne 1300) enthalten ist oder möglicherweise andere Kombinationen von kapazitiven Belastungen als in den 14A bis 14D dargestellt, in einer Antenne konfiguriert sind.
Die 15A bis 15B zeigen Draufsichten auf Platten 1480, 1490, die in Antennen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Die speziellen Konturen der Platten 1480, 1490 sind konfiguriert, um eine tangentiale oder horizontale Ausdehnung (in der x-y-Ebene) der effektiven physikalischen Antennenlänge zu erreichen. Da die effektive physikalische Länge der Antenne vergrößert wird, ohne die Gesamtgröße der Antenne zu vergrößern, werden möglicherweise Antennen einschließlich der Platte 1480 oder 1490 als miniaturisierte Antennen oder solche angesehen, die Miniaturisierungstechniken enthalten. Formen der Platten 1480, 1490 und insbesondere Ausschnitte, die in den Platten 1480, 1490 enthalten sind, sind möglicherweise der ersten Art der kapazitiven Belastung zugeordnet.
Die Platte 1480 ist möglicherweise konfiguriert, um mehrere Ausschnitte 1482 zu enthalten (ebenso als Schlitze, Kerben, Rillen oder dergleichen bezeichnet). Jeder Ausschnitt der mehreren Ausschnitte 1482 erstreckt sich möglicherweise von dem Rand der Platte 1480 in einer radialen Richtung zu der Mitte der Platte 1480, jedoch vor dem Erreichen der Mitte der Platte 1480 enden (z. B. ohne sich in der Mitte der Platte 1480 zu schneiden). In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise die mehreren Ausschnitte 1482 um die Platte 1480 verteilt, wie an jeder der Stellen 0, 90, 180 und 270 Grad.
Die Platte 1490 ist möglicherweise konfiguriert, um mehrere Ausschnitte 1492 zu enthalten (ebenso als Schlitze, Kerben, Rillen oder dergleichen bezeichnet). Jeder Ausschnitt der mehreren Ausschnitte 1492 erstreckt sich möglicherweise von dem Rand der Platte 1490 in einer radialen Richtung zu der Mitte der Platte 1490, jedoch vor dem Erreichen der Mitte der Platte 1490 enden (z. B. ohne sich in der Mitte der Platte 1490 zu schneiden). In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise die mehreren Ausschnitte 1492 um die Platte 1490 verteilt, wie an jeder der Stellen 0, 90, 180 und 270 Grad. Die mehreren Ausschnitte 1492 erstrecken sich möglicherweise weniger zu der Mitte der Platte als die mehreren Ausschnitte 1482. Jeder Ausschnitt der mehreren Ausschnitte 1492 ist möglicherweise ebenso in einer Richtung senkrecht zu der radialen Richtung breiter als die Breite eines Ausschnitts der mehreren Ausschnitte 1482.
Die Konfiguration der Ausschnitte 1482 stellt möglicherweise einen größeren Grad an Miniaturisierung bereit als die Ausschnitte 1492. In einigen Ausführungsformen ist die Platte 1480 jedoch möglicherweise schwieriger herzustellen als die Platte 1490. In einigen Ausführungsformen enthält möglicherweise eine Antenne, die Platte 1490 enthält, ebenso eine oder mehrere andere kapazitive Belastungstechniken. Die Antenne, die Platte 1480 enthält, wird möglicherweise mit oder ohne Kombination mit einer anderen kapazitiven Belastungstechnik umgesetzt.
In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise die Platten 1480, 1490 beispielsweise der Platte 1462 ähnlich, die in der Antenne 1460 von 14D enthalten ist.
Während die in jeder der Platten 1480, 1490 enthaltenen Ausschnitte Techniken zum Vergrößern der in x-y-Richtung umgesetzten effektiven physikalischen Antennenlänge umfassen, umfassen möglicherweise die in der Platte 1442 enthaltenen Platten 1444, 1450, wie in 14C gezeigt, eine Technik zum Vergrößern der effektiven physikalischen Antennenlänge, umgesetzt in der z-Richtung. Mit anderen Worten umfasst die Form der Platte 1442 eine vertikale Ausdehnung (in der z-Richtung) der effektiven physikalischen Antennenlänge. Somit ist möglicherweise die Antennenlänge durch bestimmte Konturen/Strukturen erhöht, die in der (Haupt-) Ebene der Antenne oder senkrecht zu der (Haupt-) Ebene der Antenne umgesetzt sind.
16A bis 20B beispielhafte Antennen zeigen, die erste und/oder zweite Arten kapazitiver Belastungen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten. Die 16A bis 16B stellen perspektivische Ansichten einer Antenne 1600 mit einer Platte 1614 dar, die der Platte 1314 der 13B und den 14A bis 14D ähnlich ist. Wie bei der Platte 1314 enthält möglicherweise die Platte 1614 einen Ausschnitt 1608, durch den sich möglicherweise ein Sondenzulauf 1613 erstreckt und der möglicherweise eine zweite Art von kapazitiven Belastungen 1612, 1616 ausbildet. In manchen Ausführungsformen umfasst möglicherweise der Ausschnitt 1608 einen kreisförmigen Hohlraum oder Raum in der Platte 1614.
Die 17A bis 17B veranschaulichen eine Antenne 1700, die einen Sondenzulauf 1413 enthält, der unter der oberen Platte 1712 bereitgestellt ist, einen Sondenzulauf 1413, der ein Paar paralleler Platten 1702, 1704 enthält. Die Platten 1702, 1704 bilden möglicherweise eine zweite Art der kapazitiven Belastung 1706 aus. In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise die Platten 1702, 1704 kollinear zueinander oder nicht. Beispielsweise zeigt 17B Platten 1702 und 1704, die leicht voneinander versetzt sind, und einen oberen Abschnitt des Sondenzulaufs 1713, der nicht kollinear mit dem unteren Abschnitt des Sondenzulaufs 1713 ist. Alternativ sind möglicherweise die Platten 1702, 1704 und der gesamte Sondenzulauf 1713 kollinear zueinander. Der Sondenzulauf 1713 ist in zwei Teilen konfiguriert, wobei der Spalt/Raum zwischen den beiden Teilen des Sondenzulaufs 1713 mit dem Trennungsspalt/Raum zwischen den Platten 1702, 1704 zusammenfällt.
Die 18A bis 18B stellen eine Antenne 1800 mit einer Platte 1812 bereit, die der Platte 1422 von 14B ähnlich ist. Wie gezeigt, umfasst möglicherweise die Platte 1812 eine obere Platte und die Platte 1814 umfasst möglicherweise eine untere Platte der Antenne 1800. Die Platte 1812 enthält möglicherweise einen Ausschnitt 1820, der eine Ring- oder Donutform umfasst, wobei die Mitte des Rings/des Donuts leitfähiges/metallisches Material umfasst und der Ring/der Donut einen leeren Raum umfasst. Ähnlich wie bei der Platte 1422 bildet der Ausschnitt 1820 möglicherweise die erste Art kapazitiver Belastungen 1822, 1844 aus.
Die 19A bis 19B veranschaulichen eine Antenne 1900, die wenigstens zwei verschiedene Implementierung der ersten Art der kapazitiven Belastung und wenigstens eine Implementierung der zweiten Art der kapazitiven Belastung enthält. Eine obere Platte 1902 ist möglicherweise konfiguriert, um mehrere Ausschnitte 1904 zu enthalten. Die mehreren Ausschnitte 1904 sind möglicherweise den mehreren Ausschnitten 1492 in 15B und/oder Ausschnitten 1464, 1468 in 14D ähnlich. Ausschnitte 1904 sind möglicherweise einer ersten Art kapazitiver Belastung 1906 zugeordnet. Die Antenne 1900 enthält möglicherweise ferner einen Sondenzulauf 1908, der sich zwischen der oberen Platte 1902 und der unteren Platte 1922 erstreckt. Der Sondenzulauf 1908 ist möglicherweise konfiguriert, um ein Paar paralleler Platten 1910, 1912 zu enthalten, die parallel zu der oberen Platte 1902 sind. Die Platten 1910, 1912 sind möglicherweise einer zweiten Art der kapazitiven Belastung 1914 zugeordnet. Die Platten 1910, 1912 sind möglicherweise den Platten 1402, 1404 von 14A ähnlich. Eine oder mehrere Sondenzuläufe mit zugehörigen parallelen Platten sind möglicherweise in der Antenne 1900 enthalten. 19A zeigt wenigstens zwei solcher Sondenzuläufe mit zugehörigen parallelen Plattenstrukturen.
Die Antenne 1900 enthält möglicherweise zusätzlich eine oder mehrere kapazitive Strukturen, die an der Unterseite der oberen Platte 1902 entlang der vertikalen Richtung ausgebildet sind. Eine Platte 1916 ist möglicherweise parallel zu der oberen Platte 1902 ausgerichtet und durch einen Abstandshalter/eine Durchkontaktierung 1918 von der oberen Platte 1902 getrennt. Der Kondensator, der durch die Kombination der (Abschnitte der) oberen Platte 1902 und der Platte 1916 ausgebildet wird, ist möglicherweise einer ersten Art von kapazitiver Belastung 1920 zugeordnet. Die Platte 1916 und der Abstandshalter/die Durchkontaktierung 1918 sind möglicherweise den jeweiligen Platten 1444, 1450 und Abstandshaltern 1446, 1452 von 14C ähnlich. In 19A ist mehr als eine solche kapazitive Struktur in der Antenne 1900 enthalten gezeigt.
Die Antenne 1900 ist ein Beispiel für eine Antenne, die sowohl tangentiale/horizontale als auch vertikale Verlängerungen der Antennenlänge enthält.
Die in den 20A bis 20B gezeigte Antenne 2000 enthält mehrere Ausschnitte 2004 in einer oberen Platte 2002. Die mehreren Ausschnitte 2004 sind möglicherweise den mehreren Ausschnitten 1482 in 15A ähnlich. Eine untere Platte 2008 der Antenne 2000 enthält möglicherweise einen Ausschnitt 2010, der möglicherweise eine zweite Art der kapazitiven Belastung 2012 ausbildet. Der Ausschnitt 2010 ist möglicherweise dem Ausschnitt 1408 der 13B und 14A bis 14D ähnlich. Die Antenne 2000 enthält möglicherweise ebenso einen Sondenzulauf 2006, der zwischen der oberen Platte 2002 und der unteren Platte 2008 angeordnet ist. Der Sondenzulauf 2006 enthält möglicherweise parallele Platten 2014, 2016, die der Ausbildung einer zweiten Art der kapazitiven Belastung 2018 zugeordnet sind. Der Sondenzulauf 2006 mit parallelen Platten 2014, 2016 ist möglicherweise den in 14A gezeigten ähnlich.
POLARISATION
In einigen Ausführungsformen ist möglicherweise eine physikalische Asymmetrie wenigstens in dem Antennenelement eines AIP-Moduls konfiguriert, um eine Polarisation und insbesondere eine kreisförmige Polarisation in der von dem AIP-Modul emittierten oder empfangenen Abstrahlung zu erreichen. Dies wird möglicherweise als Polarisation bezeichnet, die auf der Ebene des AIP-Moduls erreicht wird, wie nachstehend für die 21A bis 25D erörtert wird. (Kreisförmig) polarisierte Abstrahlung wird möglicherweise ebenso auf Antennengitterniveau unter Verwendung bestimmter Gruppen oder Sätze von AIP-Modulen erzeugt, die angeordnet sind, um ein Antennengitter auszubilden, wie nachstehend für die 26A bis 28 erläutert wird. Eine oder beide solcher Polarisationsimplementierungsstechniken werden möglicherweise verwendet, um Abstrahlung, die Polarisation enthält, zu erreichen und/oder zu konfigurieren.
Die 21A bis 21B zeigen eine erste Implementierungstechnik für ein AIP-Modul 2100 zum Erzeugen von kreisförmig polarisierter Abstrahlung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 21A zeigt eine perspektivische Ansicht des AIP-Moduls 2100 und 21B zeigt eine Draufsicht auf das AIP-Modul 2100. Das AIP-Modul 2100 enthält möglicherweise obere und untere Platten 2102, 2104 einer Antenne, die in dem AIP-Modul 2100 enthalten ist. Die Breite und/oder Länge der oberen Platte 2102 ist möglicherweise konfiguriert, um sich von der Breite und/oder Länge der unteren Platte 2104 zu unterscheiden. Mit anderen Worten sind möglicherweise eine oder beide der x- und y-Abmessungen der oberen und der unteren Platte 2102, 2104 voneinander verschieden. Wie in den 21A bis 21B gezeigt, ist die untere Platte 2104 entlang der x-Achse wenigstens breiter als die obere Platte 2102.
Während oberen und unteren Platte 2102, 2104 möglicherweise rechteckige Patchplatten umfassen, ist die Verwendung unterschiedlicher x- und/oder y-Abmessungen zwischen Platten der Antenne, um eine kreisförmige Polarisation zu verursachen, ebenso für andere Formen anwendbar, wie einen quadratischen Patch, einen kreisförmigen Patch, einen elliptischen Patch und/oder dergleichen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Darüber hinaus ist möglicherweise die untere Platte 2104 (z. B. die größere der zwei Platten) alternativ über der oberen Platte 2102 angeordnet.
Die 22A bis 22B zeigen eine zweite Implementierungstechnik für ein AIP-Modul 2200 zum Erzeugen von kreisförmig polarisierter Abstrahlung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 22A stellt eine perspektivische Ansicht des AIP-Moduls 2200 dar und 22B stellt eine Draufsicht auf das AIP-Modul 2200 dar. Das AIP-Modul 2200 enthält möglicherweise obere und untere Platten 2202, 2204 einer Antenne, die in dem AIP-Modul 2200 enthalten ist. Die oberen und unteren Platten 2202, 2204 umfassen möglicherweise quadratische Patch-Antennenplatten. Die obere Platte 2202 umfasst möglicherweise eine quadratische Form mit einem Paar abgeschrägter Ecken 2206, die sich an direkt gegenüberliegenden Ecken des Quadrats befinden, wie in 22B gezeigt. Die untere Platte 2204 ist möglicherweise ähnlich geformt. Eine solche physikalische Asymmetrie zwischen Paaren gegenüberliegender Ecken erleichtert möglicherweise die Erzeugung eines asymmetrischen Abstrahlmodus (z. B. Abstrahlung mit einer Phasendifferenz von 90 Grad oder im Wesentlichen 90 Grad zwischen Abstrahlung in x- und y-Richtung).
23A bis 23C eine dritte Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erzeugen von kreisförmig polarisierter Abstrahlung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen. In einigen Ausführungsformen ist möglicherweise wenigstens eine obere Platte eines Patchantennenelements konfiguriert, um einen ersten Satz von Schlitzen zu enthalten, die eine andere Länge als ein zweiter Satz von Schlitzen aufweisen. Schlitze umfassen möglicherweise Ausschnitte oder besonders geformte Konturen, die in der Antennenstruktur enthalten sind. In einer Draufsicht auf ein in 23A dargestelltes AIP-Modul 2300 ist möglicherweise eine obere Platte 2302 des AIP-Moduls 2300 konfiguriert, um einen ersten Satz von Schlitzen 2304 und einen zweiten Satz von Schlitzen 2306 zu enthalten. Jeder der Schlitze 2304, 2306 erstreckt sich möglicherweise von einer Kante der oberen Platte 2302 in einer radialen Richtung zu der Mitte der oberen Platte 2302, ohne die Mitte zu erreichen. Die Schlitze 2304 befinden sich möglicherweise auf gegenüberliegenden Seiten der oberen Platte 2302. Die Schlitze 2306 befinden sich möglicherweise ebenso auf gegenüberliegenden Seiten der oberen Platte 2302. Jeder der Schlitze 2304, 2306 ist möglicherweise somit in einem anderen Quadranten voneinander angeordnet oder sogar um den Rand der oberen Platte 2302 verteilt.
Eine Schlitzlänge 2308 von jedem der Schlitze 2304 ist möglicherweise gleich. Eine Schlitzlänge 2310 von jedem der Schlitze 2306 ist möglicherweise gleich. Die Schlitzlänge 2308 unterscheidet sich möglicherweise von der Schlitzlänge 2310 (z. B. länger sein).
In alternativen Ausführungsformen befinden sich die Schlitze 2304, 2306 möglicherweise an Ecken der oberen Platte 2302, wie entlang der gegenüberliegenden diagonalen Linien 2312, 2314, die in 23A gezeigt sind.
23B zeigt Paare von Schlitzen mit einer voneinander unterschiedlichen Länge, die in einer kreisförmigen Patchantenne gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Eine obere Platte 2320 ist möglicherweise konfiguriert, um einen ersten Satz von Schlitzen 2324 und einen zweiten Satz von Schlitzen 2326 zu enthalten. Die Position und Länge der ersten und der zweiten Sätze von Schlitzen 2324, 2326 sind möglicherweise den jeweiligen ersten und zweiten Sätzen von Schlitzen 2304, 2306 ähnlich. Die Breite eines oder mehrerer der Schlitze 2324, 2326 ist möglicherweise gleich oder verschieden von denen der Schlitze 2304, 2306.
23C zeigt eine andere kreisförmige Patchantenne, die Paare von Schlitzen unterschiedlicher Länge voneinander enthält, die in einer kreisförmigen Patchantenne gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Eine obere Platte 2340 ist möglicherweise konfiguriert, um einen ersten Satz von Schlitzen 234 zu enthalten, der möglicherweise dem ersten Satz von Schlitzen 2304 oder 2324 ähnlich ist. Das Fehlen von Schlitzen an den Stellen 2346 der oberen Platte 2340 wird möglicherweise als ein zweiter Satz von Schlitzen mit einer Länge von Null betrachtet. Somit umfasst die Antenne in 23C eine Antenne, die zwei Sätze von Schlitzen enthält, die unterschiedlich lang voneinander sind, und es wird möglicherweise eine kreisförmige Polarisation erreicht.
24A bis 24E eine vierte Implementierungstechnik für ein AIP-Modul zum Erreichen einer kreisförmigen Polarisation gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen. Während die Antenne von 22A oder 23A beispielsweise Antennenmerkmale enthält, die einer in der x-y-Ebene konfigurierten kreisförmigen Polarisation zugeordnet sind, enthalten die Antennen der 24A bis 24E eine kreisförmige Polarisation, die einem vertikal in den Antennen implementierten Merkmal/Merkmalen zugeordnet sind (z. B. Merkmale entlang der z-Achse).
Die 24A bis 24B stellen eine kreisförmige Patchantenne 2400 dar, die eine obere Platte 2402 enthält, die konfiguriert ist, um ein Paar ringförmiger Schlitze oder Ausschnitte 2402, 2406 aufzunehmen. Ringförmige Schlitze/Ausschnitte 2402, 2406 sind möglicherweise nahe dem Rand der oberen Platte 2402 und ebenso an direkt gegenüberliegenden oder gegenüberliegenden Stellen der oberen Platte 2402 angeordnet. Ringförmige Schlitze/Ausschnitte 2402, 2406 sind möglicherweise entlang einer imaginären Linie angeordnet, die möglicherweise die kreisförmige Form der oberen Platte 2402 in zwei Hälften teilt. In den Mitten der ringförmigen Schlitze oder Ausschnitte 2402, 2406, in denen die obere Platte 2402 vorhanden ist, sind möglicherweise die jeweiligen Durchkontaktierungen 2408, 2410 elektrisch mit der oberen Platte 2402 gekoppelt. Die Durchkontaktierungen 2408, 2410 erstreckt sich möglicherweise vertikal zwischen der oberen Platte 2402 und einer unteren Platte der Antenne 2400. Die Durchkontaktierungen 2408, 2410 unterscheiden sich möglicherweise von einer Durchkontaktierung 2412, die als eine Zuleitung für die Antenne 2400 zu einem Verstärker konfiguriert ist. Die Durchkontaktierungen 2408, 2410 werden möglicherweise ebenso als vertikale Stümpfe bezeichnet.
Die 24C bis 24D stellen Merkmale dar, die der kreisförmigen Polarisation zugeordnet sind und vertikal in einer quadratischen Patchantenne 2420 implementiert sind. Ähnlich wie bei der Antenne 2400 enthält möglicherweise die Antenne 2420 ein Paar von Schlitzen oder Ausschnitten 2425, 2426, die nahe dem Rand der oberen Platte 2422 und an direkt gegenüberliegenden oder gegenüberliegenden Stellen voneinander angeordnet sind. Die Schlitze/Ausschnitte 2425, 2426 weisen möglicherweise beispielsweise eine quadratische oder geradlinige Form auf. In einigen Ausführungsformen umfassen möglicherweise die Schlitze/Ausschnitte 2425, 2426 geradlinig geformte Ringe mit intakten Zentren. Zwei Durchkontaktierungen 2427, 2428 sind vertikal von der oberen Platte 2422 zu einer unteren Platte 2424 angeordnet und kollinear mit den Schlitzen/Ausschnitten 2425, 2426 angeordnet.
24E zeigt eine andere Ausführungsform vertikaler Merkmale, die in einer Antenne enthalten sind, um die kreisförmige Polarisation zu erleichtern. Die Platten 2436, 2438 und Durchkontaktierungen 2437, 2439 sind möglicherweise zwischen einer oberen Platte 2432 und einer unteren Platte 2434 angeordnet. Die Länge der Durchkontaktierung 2437 erstreckt sich möglicherweise senkrecht zwischen der oberen Platte 2432 und der Platte 2336. Die Länge der Durchkontaktierung 2439 erstreckt sich möglicherweise senkrecht zwischen der oberen Platte 2432 und der Platte 2438. Die Größe jeder der Platten 2436, 2438 ist möglicherweise kleiner als die Größe der oberen Platte 2432.
Antennen, die Merkmale für die Erleichterung der kreisförmigen Polarisation enthalten, wie Schlitze unterschiedlicher Länge oder vertikale Merkmale, sind möglicherweise quadratisch geformt, rechteckig geformt, kreisförmig geformt, elliptisch geformt, geometrisch geformt oder dergleichen. Beispiele für elliptisch geformte Patchantennen sind in den 25A bis 25D gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gezeigt. In den 25A bis 25B enthält eine Antenne 2500 eine obere Platte 2502, die elliptisch geformt ist. Eine untere Platte 2504 weist möglicherweise eine andere Form als die obere Platte auf. Beispielsweise ist die untere Platte 2504 möglicherweise kreisförmig geformt. In einigen Ausführungsformen weist die obere Platte 2502 möglicherweise einen Schlitz oder Ausschnitt nahe der Mitte der elliptischen Form auf.
Die 25C bis 25D zeigen eine Antenne 2510, die eine obere Platte 2512 mit einer elliptischen Form und eine untere Platte 2514 mit einer anderen Form als die obere Platte 2512 (z. B. einer kreisförmigen Form) enthält. Die obere Platte 2512 enthält möglicherweise ein Paar Schlitze oder Ausschnitte, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der Mitte der oberen Platte 2512 befinden. In einigen Ausführungsformen sind möglicherweise einer oder mehrere der Schlitze oder Ausschnitte einer oder mehreren vertikalen Strukturen (z. B. Durchkontaktierungen) zugeordnet, die an der Unterseite der oberen Platte 2512 konfiguriert sind.
In einigen Ausführungsformen können eines oder mehrere der vorstehend beschriebenen der kreisförmigen Polarisation zugeordneten/erleichternden Merkmale in einer bestimmten Antenne, einem Antennenelement oder einem AIP-Modul enthalten sein. Beispielsweise enthält möglicherweise eine Antenne, ein Antennenelement oder ein AIP-Modul unterschiedlich dimensionierte obere und untere Platten in Kombination mit Paaren von Schlitzen unterschiedlicher Länge. Als ein anderes Beispiel enthält möglicherweise eine Antenne, ein Antennenelement oder ein AIP-Modul eine elliptisch geformte Platte, vertikale Strukturen und unterschiedlich dimensionierte obere und untere Platten.
Unter Bezugnahme auf die 26A bis 28 werden möglicherweise gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Antennenelemente in einem Antennengitter relativ zueinander gedreht, um die Signalleistung der Antennenapertur zu verbessern. Es gibt zwei Komponenten der kreisförmigen Polarisation: Co-Polarisation und Kreuzpolarisation. Eine Co-Polarisation ist im Allgemeinen erwünscht und eine Kreuzpolarisation ist im Allgemeinen unerwünscht. Die physikalische Drehung von Antennenelementen in einem Antennengitter relativ zueinander kann Kreuzpolarisationskomponenten effektiv aufheben oder reduzieren, um eine hohe Polarisationsreinheit und/oder erwünschte Polarisationseigenschaften zu erreichen. Eine hohe Polarisationsreinheit (oder niedrige Kreuzpolarisation) eines Antennensystems verbessert die Signalstärke und verringert den Verlust von dem Hauptstrahl B (siehe 1A und 1B).
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden möglicherweise einzelne Antennenelemente 122i um eine Mittellinie gedreht (z. B. um eine Achse des Antennenelements gedreht werden, die senkrecht zu der Ebene des Trägers 112 ist), um eine hohe Polarisationsreinheit zu erzielen, wenn die Antennenapertur 110 Signale empfängt oder sendet.
Unter Bezugnahme auf 26A ist ein Antennengitter 2610a von Antennenelementen 2622a mit einer Raumverjüngungskonfiguration bereitgestellt. Die Antennenelemente 2622a des Antennengitters 2610a sind in aufeinanderfolgende Rotationsgruppierungen 2623a von vier Antennenelementen 2622a-1, 2622a-2, 2622a-3 und 2622a-4 gruppiert, wobei zwei der Elemente in einem Ring des Raumverjüngungsgitters liegen und zwei der Elemente in einem benachbarten Ring des Raumverjüngungsgitters liegen, die definieren eine rechteckige Gruppierung definieren. Die Antennenelemente 2622a-1, 2622a-2, 2622a-3, 2622a-4 sind jeweils physikalisch um 90 Grad relativ zueinander gedreht und bewegen sich in einem kreisförmigen Muster um die Gruppierung.
In einigen Ausführungsformen sind alle Antennenelemente in einer Gruppierung strukturell identisch miteinander. In einigen Ausführungsformen befinden sich nicht alle Antennengitterelemente in aufeinanderfolgenden Drehgruppierungen.
Zusätzlich zu der physikalischen Drehung der Antennenelemente kann eine hohe Polarisationsreinheit realisiert werden, wenn die Antennenelemente durch denselben Betrag der elektrischen Phasenverschiebung elektrisch angeregt werden. Unter Bezugnahme auf 26A werden möglicherweise beispielsweise benachbarte Antennenelemente 2622a-1, 2622a-2, 2622a-3, 2622a-4 in jeder sequentiellen Drehgruppierung 2623a durch eine elektrische Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Durch das Bereitstellen einer solchen physikalischen Drehung und elektrischen Phasenverschiebung können sequentiell gedrehte Antennen in einer räumlich verjüngten Konfiguration verbesserte kreisförmig polarisierte Signale bereitstellen.
Andere Antennengitter mit anderen Konfigurationen neben einer räumlich verjüngten Konfiguration, anderen sequentiellen Drehgruppierungen und anderen physikalischen Drehmustern der Antennenelemente liegen in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung. Unter Bezugnahme auf 26B ist ein Abschnitt eines 2-D-Arrays von Antennenelementen 2622b bereitgestellt. Die Antennenelemente 2622b des Antennengitters 2610b sind in aufeinanderfolgenden Drehgruppierungen 2623b von vier Antennenelementen 2622b-1, 2622b-2, 2622b-3 und 2622b-4 gruppiert, die eine rechteckige Gruppierung definieren. Die Antennenelemente 2622b-1, 2622b-2, 2622b-3 und 2622b-4 sind jeweils physikalisch um 90 Grad relativ zueinander gedreht und bewegen sich in einem kreisförmigen Muster um die Gruppierung. Ebenso werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente 2622a-1, 2622a-2, 2622a-3, 2622a-4 in der sequentiellen Drehgruppierung 2623a durch eine elektrische Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Unter Bezugnahme auf 26C ist ein Abschnitt eines 2-D-Versatzarrays von Antennenelementen 2622c bereitgestellt. Die Antennenelemente 2622c des Antennengitters 2610c sind in aufeinanderfolgende Drehgruppierungen 2623c von drei Antennenelementen 2622c-1, 2622c-2 und 2622c-3 gruppiert, die eine dreieckige Gruppierung definieren. Die Antennenelemente 2622c-1, 2622c-2 und 2622c-3 sind jeweils physikalisch um 120 Grad relativ zueinander gedreht und bewegen sich in einem kreisförmigen Muster um die Gruppierung. Ebenso werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente 2622c-1, 2622c-2 und 2622c-3 in der sequentiellen Drehgruppe 2623c durch eine elektrische Phasenverschiebung von 120 Grad zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Unter Bezugnahme auf 26D ist ein Abschnitt eines 2-D-Arrays von Antennenelementen 2622d bereitgestellt. Die Antennenelemente 2622d des Antennengitters 2610d sind in aufeinanderfolgenden Drehgruppierungen 2623d von neun Antennenelementen 2622d-1, 2622d-2, 2622d-3, 2622d-4, 2622d-5, 2622d-6, 2622d-7, 2622d-8, und 2622d-9 gruppiert. Die Antennen sind jeweils physikalisch um 40 Grad relativ zueinander gedreht und bewegen sich in einem nicht kreisförmigen Muster durch die Gruppierung. Ebenso werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente in der sequentiellen Drehgruppierung 2623d durch eine elektrische Phasenverschiebung von 40 Grad zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Andere sequentielle Drehschemata liegen in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung. Beispielsweise sind möglicherweise benachbarte Antennenelemente bei 0°, 90°, 0° und 90° polarisiert.
Bei dem Entwerfen von sequentiellen Drehgruppierungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird ein Kompromiss zwischen der Erzeugung von hochreinen kreisförmig polarisierten Signalen unter Verwendung einer größeren Anzahl von Antennenelementen innerhalb einer sequentiellen Drehgruppierung und der Signalverschlechterung betrachtet, die möglicherweise als eine Folge auftritt, dass die Gruppierungsgröße (z. B. die der Gruppierung zugeordnete planare Fläche) zunimmt, wenn die Anzahl von Antennenelementen in der Gruppierung zunimmt. Die Anzahl der Antennenelemente in einer sequentiellen Drehgruppierung ist unabhängig von der Art der Gitteranordnung, z. B. ob das Gitter ein räumlich verjüngtes Gitter oder ein 2-D-Array ist.
Unter Bezugnahme auf 27A ist ein anderes Antennengitter 2710a von Antennenelementen 2722a mit einer Raumverjüngungskonfiguration bereitgestellt. In der Ausführungsform von 27A werden die Antennenelemente 2722a des Antennengitters 2710a für die Polarisationsreinheit progressiv relativ zueinander gedreht. Beispielsweise werden die Antennenelemente 2722a-1, 2722a-2, 2722a-3 und 2722a-4 jeweils physikalisch um den gleichen Grad der Winkeldrehung ⊖ relativ zueinander gedreht, wobei sie sich in einem kreisförmigen Muster um die Mittelachse 1625a des Antennengitters 2710a bewegen. In einigen Ausführungsformen werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente in der progressiven Drehung durch elektrische Phasenverschiebung um ⊖ Grad zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Die Pfeile in den Antennenelementen 2722a-1, 2722a-2, 2722a-3 und 2722a-4 werden verwendet, um die Ausrichtungsrichtung der Antennenelemente relativ zueinander anzuzeigen. In der dargestellten Ausführungsform zeigen alle Pfeile zu der Mittelachse 2725 des Antennengitters 2710a. Es liegen jedoch auch andere Richtungen in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung, solange die Antennenelemente um den gleichen Grad der Winkeldrehung ⊖ progressiv relativ zueinander gedreht werden. Der Grad der Winkeldrehung in einem gegebenen Ring beträgt 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenelemente in diesem Ring. Alle Ringe weisen eine progressive Drehung mit dem Grad der Winkeldrehung für jeden Ring gemäß der vorstehenden Formel auf. Innenringe weisen eine geringere Anzahl von Antennenelementen auf. Daher ist der Winkelrotationsgrad für Innenringe größer als für Außenringe.
Bezugnehmend auf 27B werden in einem nicht einschränkenden Beispiel einer progressiven Drehung für die Polarisationsreinheit benachbarte Antennenelemente 2722b-1 und 2722b-2 um einen Winkeldrehungsgrad ⊖ gedreht, wobei ⊖ = 45 Grad ist. In einigen Ausführungsformen werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente in der progressiven Drehung durch ⊖ Grad elektrische Phasenverschiebung zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
In den Ausführungsformen der 27A und 27B sind die Antennengitter 2710a und 2710b in kreisförmigen Mustern angeordnet. Die Antennengitter 2710a und 2710b müssen jedoch keine räumlich verjüngten Gitter sein.
Unter Bezugnahme auf 28 wird ein Beispiel einer Kombination von sequentieller und progressiver Drehung bereitgestellt. In der Ausführungsform von 28 sind die Antennenelemente 2822 des Antennengitters 2810 in aufeinanderfolgende Drehgruppierungen 2823 von vier Antennenelementen 2822a-1, 2822a-2, 2822a-3 und 2822a-4 gruppiert, wobei zwei der Elemente in einem Außenring des Raumverjüngungsgitters und zwei der Elemente in einem Innenring des Raumverjüngungsgitters sind, die eine rechteckige Gruppierung definieren. Die Antennenelemente 2822a-1, 2822a-2, 2822a-3 und 2822a-4 sind jeweils physikalisch um 90 Grad relativ zueinander gedreht und bewegen sich in einem kreisförmigen Muster um die Gruppierung gemäß dem vorstehend diskutierten sequentiellen Drehschema. Ebenso werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente 2822a-1, 2822a-2, 2822a 3, 2822a-4 in jeder sequentiellen Drehgruppierung 2823 durch eine elektrische Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Zusätzlich zu aufeinanderfolgenden Drehgruppierungen 2823 werden die Gruppierungen 2823 oder Antennenelemente 2822 des Antennengitters 2810 selbst für die Polarisationsreinheit progressiv relativ zueinander gedreht. Beispielsweise werden andere Gruppierungen, die der Gruppierung 2823 benachbart sind, jeweils physikalisch um den gleichen Grad der Winkeldrehung ⊖ relativ zueinander gedreht, wobei sie sich in einem kreisförmigen Muster um die Mittelachse 2825 des Antennengitters 2810 bewegen. Ebenso werden möglicherweise benachbarte Antennenelemente in der progressiven Drehung durch ⊖ Grad elektrische Phasenverschiebung zwischen jedem Antennenelement elektrisch angeregt.
Die Antennenelemente 2822a-1, 2822a-2, 2822a-3, 2822a-4 in jeder sequentiellen Drehgruppierung 2823 weisen möglicherweise eine Dreheinstellung abhängig von dem Winkeldrehungsversatz x zwischen benachbarten Antennenelementen in einer Gruppierung auf. Beispielsweise würde die physikalische Drehung der Antennenelemente 2822a-1, 2822a-2, 2822a-3, 2822a-4 0, 90, 180 beziehungsweise 270 Grad relativ zueinander betragen, allein auf Grundlage des sequentiellen Drehschemas. Durch das Hinzufügen einer progressiven Drehung wird das Antennenelement 2822a-c um insgesamt 180 + x1 Grad anstatt um 180 Grad gedreht. Die Rotationseinstellung von x1 Grad wendet die progressive Drehung zwischen benachbarten Antennenelementen innerhalb eines gegebenen Rings an, in diesem Fall zwischen den Antennenelementen 2822a-2 und 2822a-3. Ebenso wird das Antennenelement 2822a-4 um insgesamt 270 + x2 Grad anstatt um 270 Grad gedreht. Die Werte x1 und x2 werden auf Grundlage der vorstehend erläuterten Gleichung für die progressive Drehung berechnet.
Veranschaulichende Beispiele für die hierin offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren verschiedener Ausführungsformen sind nachstehend angegeben. Eine Ausführungsform der Vorrichtung, des Systems oder des Verfahrens enthält möglicherweise eine oder mehrere und eine beliebige Kombination der nachstehend beschriebenen Beispiele.
Beispiel 1 ist ein Antennenmodul, das enthält:

ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst;
eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet und konfiguriert ist, um einen Hohlraum zu definieren, wobei die Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar zu sein; und
ein Verstärker, der sich innerhalb des Hohlraums befindet.

Beispiel 2 enthält den Gegenstand von Beispiel 1 und umfasst ferner einen ersten Signalweg, der konfiguriert ist, um den Verstärker und das Antennenelement elektrisch zu koppeln.
Beispiel 3 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 2 und wobei die Abstandshalterstruktur ferner einen zweiten Signalweg enthält, der konfiguriert ist, um den Verstärker und die PCB elektrisch zu koppeln.
Beispiel 4 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 3 und wobei einer oder beide von wenigstens einem Abschnitt des ersten oder des zweiten Signalwegs eine Durchkontaktierung umfassen.
Beispiel 5 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4 und wobei die Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch mit einer Oberfläche der PCB gekoppelt zu sein, und wobei ein erster Abstand zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker kleiner als ist ein zweiter Abstand zwischen dem Antennenelement und der Oberfläche der PCB.
Beispiel 6 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 5 und wobei der Verstärker physikalisch mit der PCB gekoppelt ist.
Beispiel 7 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 6 und wobei der Hohlraum durch die Abstandshalterstruktur und die PCB definiert ist.
Beispiel 8 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 7 und wobei sich eine Seite der Abstandshalterstruktur, die am weitesten von dem Antennenelement entfernt ist, mit der PCB koppelt.
Beispiel 9 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 8 und wobei wenigstens ein Abschnitt der Abstandshalterstruktur eine im Wesentlichen ringförmige Form umfasst, die den Hohlraum definiert und eine bestimmte Dicke aufweist.
Beispiel 10 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 9 und wobei die Dicke eine Höhe des Hohlraums definiert.
Beispiel 11 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 10 und wobei der im Wesentlichen ringförmige Abschnitt der Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Beispiel 12 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 11 und wobei der Verstärker einen Leistungsverstärker (PA) oder einen rauscharmen Verstärker (LNA) umfasst.
Beispiel 13 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 12 und wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Beispiel 14 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 13 und umfasst ferner eine Schicht, die zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker angeordnet ist.
Beispiel 15 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 14 und wobei die Schicht eine dritte Seite neben der zweiten Seite des Antennenelements und eine der dritten Seite gegenüberliegende vierte Seite aufweist und wobei sich der Verstärker physikalisch mit der vierten Seite der Schicht koppelt.
Beispiel 16 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 15 und wobei die Schicht eine oder mehrere Schichten umfasst, die eine oder mehrere elektronische Komponenten, Hochfrequenz- (HF-) Schaltungstechnik, elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente oder elektrisch leitende Spuren enthalten.
Beispiel 17 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 16 und umfasst ferner eine Durchkontaktierung, die sich durch die Schicht erstreckt und das Antennenelement elektrisch mit dem Verstärker koppelt.
Beispiel 18 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 17 und wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Beispiel 19 ist eine Vorrichtung, die enthält:

eine Stützstruktur mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die zweite Seite der Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders gekoppelt zu sein, und wobei die erste Seite der Stützstruktur ist konfiguriert, um um einen ersten Abstand von der PCB beabstandet zu sein, wenn die Stützstruktur physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist; und
ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst, wobei die zweite Seite des Antennenelements näher an der Stützstruktur angeordnet ist als die erste Seite des Antennenelements, und wobei die zweite Seite des Antennenelements konfiguriert ist, um um einen zweiten Abstand von der Oberfläche der PCB beabstandet zu sein, wenn die Stützstruktur physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist.

Beispiel 20 enthält den Gegenstand von Beispiel 19 und wobei der zweite Abstand größer oder gleich dem ersten Abstand ist.
Beispiel 21 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 20 und wobei die Stützstruktur einen Raum zwischen der ersten Seite der Stützstruktur und der Oberfläche der PCB zum Lokalisieren einer oder mehrerer anderer Komponenten des Empfängers oder Senders definiert.
Beispiel 22 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 21 und umfasst ferner einen Verstärker und wobei die Stützstruktur einen Raum zwischen der ersten Seite der Stützstruktur und der Oberfläche der PCB zum Lokalisieren des mit dem Antennenelement elektrisch gekoppelten Verstärkers definiert.
Beispiel 23 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 22 und umfasst ferner eine Schaltungstechnik-Schicht, die zwischen dem Antennenelement und der Stützstruktur angeordnet ist.
Beispiel 24 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 23 und umfasst ferner einen Verstärker, der physikalisch mit der Schaltungstechnik-Schicht gekoppelt ist.
Beispiel 25 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 24 und wobei die elektrische Kopplung zwischen dem Verstärker und der PCB innerhalb der Schaltungstechnik-Schicht und der Stützstruktur definiert ist.
Beispiel 26 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 25 und wobei die Stützstruktur einen Signalweg enthält, der innerhalb der Stützstruktur liegt, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln.
Beispiel 27 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 26 und umfasst ferner einen Verstärker und wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln.
Beispiel 28 ist ein Antennenmodul, das enthält:

ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst;
einen Verstärker, der näher an der zweiten Seite als an der ersten Seite des Antennenelements angeordnet ist; und
eine Abstandshalterstruktur, die näher an der zweiten Seite als an der ersten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei das Antennenmodul selektiv von einer Oberfläche einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar oder entkoppelbar ist.

Beispiel 29 enthält den Gegenstand von Beispiel 28 und wobei die Abstandshalterstruktur und die Oberfläche der PCB einen Raum definieren und sich der Verstärker innerhalb des Raums befindet.
Beispiel 30 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 29 und umfasst ferner einen ersten Signalweg, der konfiguriert ist, um den Verstärker und das Antennenelement elektrisch zu koppeln.
Beispiel 31 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 30 und wobei ein dem ersten Signalweg zugeordneter Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Beispiel 32 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 31 und wobei der erste Signalweg zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Beispiel 33 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 32 und wobei die Abstandshalterstruktur einen zweiten Signalweg enthält, der konfiguriert ist, um den Verstärker und die PCB elektrisch zu koppeln.
Beispiel 34 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 33 und umfasst ferner eine Schicht, die zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker angeordnet ist.
Beispiel 35 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 34 und wobei die Schicht eine dritte Seite neben der zweiten Seite des Antennenelements und eine der dritten Seite gegenüberliegende vierte Seite aufweist und wobei der Verstärker physikalisch mit der vierten Seite der Schicht gekoppelt ist.
Beispiel 36 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 35 und wobei die Schicht eine oder mehrere Schichten umfasst, die eine oder mehrere elektronische Komponenten, eine Hochfrequenz- (HF-) Schaltungstechnik, eine elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente oder elektrisch leitende Spuren enthalten.
Beispiel 37 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 36 und umfasst ferner eine Durchkontaktierung, die sich durch die Schicht erstreckt und das Antennenelement elektrisch mit dem Verstärker koppelt.
Beispiel 38 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 37 und umfasst ferner einen zweiten Signalweg zwischen dem Verstärker und der PCB, wobei wenigstens ein erster Abschnitt des zweiten Signalwegs in der Schicht enthalten ist und ein zweiter Abschnitt des zweiten Signalwegs in der Abstandshalterstruktur enthalten ist.
Beispiel 39 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 38 und wobei die Abstandshalterstruktur eine erste Durchkontaktierung, die konfiguriert ist, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln, und mehrere zweite Durchkontaktierungen enthält.
Beispiel 40 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 39 und wobei eine erste Teilmenge der mehreren zweiten Durchkontaktierungen elektrisch mit den jeweiligen Chipstiften des Verstärkers gekoppelt ist.
Beispiel 41 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 40 und wobei eine zweite Teilmenge der mehreren zweiten Durchkontaktierungen konfiguriert ist, um einen Signalverlust oder eine Kopplung an das Antennenelement zu reduzieren.
Beispiel 42 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 41 und wobei die zweite Teilmenge der mehreren zweiten Durchkontaktierungen konfiguriert ist, um sich durch die Abstandshalterstruktur zu erstrecken, und an beiden Enden jeder Durchkontaktierung der zweiten Teilmenge geerdet ist.
Beispiel 43 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 42 und wobei die mehreren zweiten Durchkontaktierungen in der Nähe eines Umfangs der Abstandshalterstruktur verteilt sind.
Beispiel 44 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 43 und wobei die Abstandshalterstruktur ferner mehrere dritte Durchkontaktierungen in der Nähe der ersten Durchkontaktierung enthält und konfiguriert ist, um die erste Durchkontaktierung elektrisch abzuschirmen.
Beispiel 45 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 44 und wobei die mehreren zweiten Durchkontaktierungen die erste Durchkontaktierung im Wesentlichen umgeben.
Beispiel 46 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 45 und wobei wenigstens ein Abschnitt der Abstandshalterstruktur im Wesentlichen eine ringförmige Form mit einer bestimmten Dicke umfasst.
Beispiel 47 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 28 bis 46 und wobei der Abschnitt der Abstandshalterstruktur, der die im Wesentlichen ringförmige Form aufweist, konfiguriert ist, um physikalisch an die PCB gekoppelt oder von dieser entkoppelt zu sein.
Beispiel 48 ist ein Verfahren, das enthält:

Positionieren eines Antennenmoduls auf einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders, wobei das Antennenmodul ein Antennenelement und eine Stützstruktur enthält, die konfiguriert sind, um sich mit einer oder mehreren anderen Komponenten des Empfängers oder Senders elektrisch zu koppeln; und
physikalisches und elektrisches Koppeln des Antennenmoduls mit der PCB, um wenigstens einen Abschnitt eines Antennenarrays des Empfängers oder Senders auszubilden.

Beispiel 49 enthält den Gegenstand von Beispiel 48 und wobei das physikalische und elektrische Koppeln des Antennenmoduls mit der PCB das physikalische und elektrische Koppeln der Stützstruktur mit der PCB umfasst.
Beispiel 50 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 48 bis 49 und wobei das Antennenmodul ferner einen Verstärker enthält und der Verstärker sich in einem Raum befindet, der durch die Stützstruktur und die PCB definiert ist.
Beispiel 51 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 48 bis 50 und wobei das Positionieren des Antennenmoduls auf der PCB das Anordnen des Antennenmoduls an einem bestimmten Ort und einer bestimmten Ausrichtung auf der PCB gemäß einer dem Antennenarray zugeordneten Antennengitterkonfiguration umfasst.
Beispiel 52 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 48 bis 51 und umfasst ferner:

Testen einer oder mehrerer Betriebseigenschaften des Antennenmoduls, das physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist; und
Bestimmen, ob das Antennenmodul defekt ist, auf Grundlage des Testens der einen oder mehreren Betriebseigenschaften des Antennenmoduls.

Beispiel 53 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 48 bis 52 und umfasst ferner:

wenn bestimmt wird, dass das Antennenmodul defekt ist, physikalisches und elektrisches Entkoppeln des Antennenmoduls von der PCB; und
wenn bestimmt wird, dass das Antennenmodul nicht defekt ist, Halten des Antennenmoduls auf der PCB.

Beispiel 54 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 48 bis 53 und wobei das Antennenmodul ein erstes Antennenmodul umfasst und ferner umfasst:

Positionieren eines zweiten Antennenmoduls auf der PCB an einer anderen Stelle als das erste Antennenmodul, wobei das zweite Antennenmodul dasselbe wie das erste Antennenmodul ist, und
physikalisches und elektrisches Kopplung des zweiten Antennenmoduls mit der PCB, um einen anderen Abschnitt des Antennenarrays des Empfängers oder Senders auszubilden.

Beispiel 55 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 48 bis 54, und wobei das Positionieren des zweiten Antennenmoduls auf der PCB das Ausrichten des zweiten Antennenmoduls bei einer anderen physikalischen Drehung relativ zu dem ersten Antennenmodul umfasst.
Beispiel 56 ist eine Vorrichtung, die enthält:

ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite konfiguriert ist, um Abstrahlung zu emittieren oder zu empfangen; und
einen Verstärker, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist,
wobei eine Signalweglänge zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.

Beispiel 57 enthält den Gegenstand von Beispiel 56 und wobei das Antennenelement und der Verstärker getrennt von anderen Abschnitten eines Empfängers oder eines Senders zusammen verpackt sind und wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) des Empfängers oder des Senders gekoppelt zu sein.
Beispiel 58 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 57 und umfasst ferner eine Stützstruktur, die zusammen mit dem Antennenelement und dem Verstärker verpackt ist, wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Beispiel 59 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 58 und umfasst ferner eine Stützstruktur, die zusammen mit dem Antennenelement und dem Verstärker verpackt ist, wobei die Stützstruktur eine Durchkontaktierung enthält, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln.
Beispiel 60 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 59 und umfasst ferner eine Stützstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um einen Raum zu definieren, in dem der Verstärker angeordnet werden soll.
Beispiel 61 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 60 und wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Beispiel 62 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 61 und wobei ein erster Abstand zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen dem Antennenelement und einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders, an die sich die Vorrichtung physikalisch und elektrisch koppeln soll.
Beispiel 63 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 62 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die Breite und/oder die Länge der ersten und der zweiten leitenden Platte sich voneinander unterscheidet.
Beispiel 64 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 63 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form mit zwei gegenüberliegenden Ecken aufweist, die abgeschrägte Ecken umfassen.
Beispiel 65 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 64 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte mehrere Ausschnittsschlitze, eine erste Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze und eine zweite Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze enthält.
Beispiel 66 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 65 und wobei die mehreren Ausschnittsschlitze erste, zweite, dritte und vierte Ausschnittsschlitze umfassen, die sich an den jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Quadranten der ersten leitenden Platte befinden.
Beispiel 67 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 66 und wobei sich eine erste Länge des ersten und des dritten Ausschnittsschlitzes von einer zweiten Länge des dritten und des vierten Ausschnittsschlitzes unterscheidet.
Beispiel 68 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 67 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und die erste und die zweite leitende Platte parallel zueinander sind und ferner erste und zweite Durchkontaktierungen umfassen, die elektrisch mit der ersten leitenden Platte gekoppelt und senkrecht zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Durchkontaktierungen an ungefähr gegenüberliegenden Kanten der ersten leitenden Platte befinden.
Beispiel 69 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 68 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form, eine rechteckige Form, eine kreisförmige Form, eine elliptische Form oder eine geometrische Form umfasst.
Beispiel 70 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 69 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Strukturen enthält, die sich senkrecht von einer Hauptebene der ersten leitenden Platte zu der zweiten leitenden Platte erstrecken.
Beispiel 71 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 70 und wobei das Antennenelement eine oder mehrere Strukturen enthält, die der Antennenübereinstimmung, Antennenminiaturisierung oder kapazitiver Belastung zugeordnet sind.
Beispiel 72 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 71 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte, eine zweite leitende Platte und einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte gekoppelt und zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, wobei der Sondenzulauf dritte und vierte leitende Platten umfasst, wobei die dritte und die vierte leitende Platte parallel zueinander und zu der ersten leitenden Platte sind und wobei die dritte und die vierte leitende Platte einen Spalt zwischen einander aufweisen.
Beispiel 73 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 72 und wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte, eine zweite leitende Platte und einen Sondenzulauf enthält, wobei sich ein Ende des Sondenzulaufs elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte koppelt und zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, wobei die zweite leitende Platte einen kreisförmigen Ausschnitt an einer Stelle enthält, die mit einem gegenüberliegenden Ende des Sondenzulaufs zusammenfällt oder diesem nahe kommt.
Beispiel 74 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 73 und wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Hauptebene einer Abstrahlplatte des Antennenelements definiert ist.
Beispiel 75 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 74 und wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements durch die Abstrahlplatte definiert ist, die eine leitende Platte umfasst, die der ersten Seite am nächsten ist und mehrere Schlitze aufweist, die sich von einer Kante der Abstrahlplatte in einer radialen Richtung zu einer Mitte der Abstrahlplatte erstrecken.
Beispiel 76 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 75 und wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements durch das Antennenelement definiert ist, das ferner einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der Abstrahlplatte gekoppelt ist und die Abstrahlplatte einen ringförmigen Ausschnitt um den Sondenzulauf enthält, wobei die Abstrahlplatte eine leitende Platte umfasst, die der ersten Seite am nächsten ist.
Beispiel 77 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 76 und wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptebene einer Abstrahlplatte des Antennenelements definiert ist.
Beispiel 78 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 77 und wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements durch das Antennenelement definiert ist, das ferner eine Durchkontaktierung und eine leitende Platte enthält, wobei die Durchkontaktierung angeordnet und elektrisch zwischen der Abstrahlplatte und die leitende Platte gekoppelt ist.
Beispiel 79 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 56 bis 78 und wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Beispiel 80 ist ein Antennenmodul, das enthält:

ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst;
einen Verstärker, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist; und
eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Abstandshalterstruktur einen ersten Abschnitt, der den Verstärker elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders koppeln soll, und einen zweiten Abschnitt enthält, der konfiguriert ist, um einen Signalverlust zu dem Antennenelement zu reduzieren.

Beispiel 81 enthält den Gegenstand von Beispiel 80 und wobei die Abstandshalterstruktur ferner konfiguriert ist, um wenigstens einen Abschnitt eines Hohlraums zu definieren, und der Verstärker sich innerhalb des Hohlraums befindet.
Beispiel 82 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 81 und umfasst ferner eine Durchkontaktierung, die konfiguriert ist, um den Verstärker elektrisch mit dem Antennenelement zu koppeln.
Beispiel 83 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 82 und wobei eine der Durchkontaktierung zugeordnete Signalweglänge 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Beispiel 84 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 83 und wobei der erste Abschnitt der Abstandshalterstruktur eine Durchkontaktierung umfasst, die in der Abstandshalterstruktur enthalten ist.
Beispiel 85 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 84 und umfasst eine oder mehrere Schichten, die zwischen dem Antennenelement und der Stützstruktur angeordnet sind, wobei die eine oder die mehreren Schichten eine Schaltungstechnik enthalten, die den Verstärker elektrisch mit der Durchkontaktierung koppelt.
Beispiel 86 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 85 und wobei die Schaltungstechnik eine oder mehrere elektronische Komponenten, Hochfrequenz- (HF-) Schaltungstechnik, elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente oder elektrisch leitende Spuren umfasst.
Beispiel 87 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 86 und wobei sich der Verstärker physikalisch mit der einen oder den mehreren Schichten koppelt.
Beispiel 88 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 87 und wobei die Abstandshalterstruktur ferner mehrere Durchkontaktierungen enthält, die sich elektrisch mit den jeweiligen Chipstiften des Verstärkers koppeln.
Beispiel 89 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 88 und wobei der zweite Abschnitt der Abstandshalterstruktur mehrere Durchkontaktierungen umfasst, die in der Abstandshalterstruktur enthalten sind.
Beispiel 90 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 89 und wobei die mehreren Durchkontaktierungen konfiguriert sind, um sich durch die Abstandshalterstruktur zu erstrecken, und beide Enden jeder Durchkontaktierung der mehreren Durchkontaktierungen geerdet sind.
Beispiel 91 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 90 und wobei die mehreren Durchkontaktierungen in der Nähe eines Umfangs der Abstandshalterstruktur verteilt sind.
Beispiel 92 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 91 und wobei sich die mehreren Durchkontaktierungen innerhalb ungefähr der Hälfte der Abstandshalterstruktur befinden.
Beispiel 93 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 92 und wobei der erste Abschnitt eine erste Durchkontaktierung und die mehreren Durchkontaktierungen mehrere zweite Durchkontaktierungen umfassen und wobei die Abstandshalterstruktur ferner mehrere dritte Durchkontaktierungen enthält, die nahe zu der ersten Durchkontaktierung liegen und konfiguriert sind, um der ersten Durchkontaktierung eine elektrische Abschirmung bereitzustellen.
Beispiel 94 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 93 und wobei die mehreren dritten Durchkontaktierungen die erste Durchkontaktierung im Wesentlichen umgeben.
Beispiel 95 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 94 und wobei wenigstens ein Abschnitt der Abstandshalterstruktur im Wesentlichen eine ringförmige Form mit einer bestimmten Dicke aufweist.
Beispiel 96 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 95 und wobei der Abschnitt der Abstandshalterstruktur, der die im Wesentlichen ringförmige Form ist, konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Beispiel 97 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 96 und wobei die bestimmte Dicke größer als eine Dicke des Verstärkers ist.
Beispiel 98 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 97 und wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Beispiel 99 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 80 bis 98 und wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust, der einem elektrischen Signalweg zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker zugeordnet ist, weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Beispiel 100 ist eine Vorrichtung, die enthält:

ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite konfiguriert ist, um Abstrahlung zu emittieren oder zu empfangen, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und die erste leitende Platte sich von der zweiten leitenden Platte in einer oder beiden der Form oder der Größe unterscheidet;
einen Verstärker, der an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist; und
eine Stützstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Stützstruktur mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders gekoppelt werden soll.

Beispiel 101 enthält den Gegenstand von Beispiel 100 und wobei das Antennenelement und der Verstärker getrennt von anderen Abschnitten des Empfängers oder des Senders zusammen verpackt sind und wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Beispiel 102 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 101 und wobei eine Signalweglänge zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Beispiel 103 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 102 und wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um einen Raum zu definieren, und der Verstärker konfiguriert ist, um sich innerhalb des Raums zu befinden.
Beispiel 104 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 103 und wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Beispiel 105 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 104 und wobei ein erster Abstand zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker kleiner als ein zweiter Abstand zwischen dem Antennenelement und der PCB ist.
Beispiel 106 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 105 und wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Beispiel 107 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 106 und wobei wenigstens die Breite und/oder die Länge der ersten und der zweiten leitenden Platte voneinander verschieden ist.
Beispiel 108 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 107 und wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form mit zwei gegenüberliegenden Ecken umfasst, die abgeschrägte Ecken umfassen.
Beispiel 109 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 108 und wobei die erste leitende Platte mehrere Ausschnittsschlitze, eine erste Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze und eine zweite Teilmenge der mehreren Ausschnittsschlitze, die identisch zueinander sind, enthält.
Beispiel 110 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 109 und die mehreren Ausschnittsschlitze umfassen erste, zweite, dritte und vierte Ausschnittsschlitze, die sich an den jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Quadranten der ersten leitenden Platte befinden.
Beispiel 111 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 110 und wobei sich eine erste Länge des ersten und des dritten Ausschnittsschlitzes von einer zweiten Länge des dritten und des vierten Ausschnittsschlitzes unterscheidet.
Beispiel 112 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 111 und wobei die erste und die zweite leitende Platte parallel zueinander sind und ferner erste und zweite Durchkontaktierungen umfassen, die elektrisch mit der ersten leitenden Platte gekoppelt und senkrecht zwischen der ersten und der zweiten leitende Platte angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Durchkontaktierungen an ungefähr gegenüberliegenden Kanten der ersten leitenden Platte befinden.
Beispiel 113 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 112 und wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form, eine rechteckige Form, eine kreisförmige Form, eine elliptische Form oder eine geometrische Form umfasst.
Beispiel 114 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 113 und die erste leitende Platte enthält ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Strukturen, die sich senkrecht von einer Hauptebene der ersten leitenden Platte zu der zweiten leitenden Platte erstrecken.
Beispiel 115 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 114 und das Antennenelement enthält eine oder mehrere Strukturen, die der Antennenübereinstimmung, Antennenminiaturisierung oder kapazitiver Belastung zugeordnet sind.
Beispiel 116 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 115 und wobei das Antennenelement ferner einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte gekoppelt und zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, wobei der Sondenzulauf eine dritte und vierte leitende Platte umfasst, wobei die dritte und die vierte leitende Platte parallel zueinander und zu der ersten leitenden Platte sind und wobei die dritte und die vierte leitende Platte einen Spalt zwischen einander aufweisen.
Beispiel 117 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 116 und wobei das Antennenelement ferner einen Sondenzulauf enthält, wobei ein Ende des Sondenzulaufs elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte gekoppelt ist und zwischen der ersten und der zweiten leitende Platte angeordnet ist, und wobei die zweite leitende Platte einen kreisförmigen Ausschnitt an einer Stelle enthält, die mit einem gegenüberliegenden Ende des Sondenzulaufs zusammenfällt oder diesem nahe kommt.
Beispiel 118 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 117 und wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Hauptebene der ersten leitenden Platte definiert ist.
Beispiel 119 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 118 und wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge durch die erste leitende Platte definiert ist, die mehrere Schlitze enthält, die sich von einer Kante der ersten leitenden Platte in einer radialen Richtung zu einer Mitte der ersten leitenden Platte erstrecken.
Beispiel 120 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 119 und wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge durch das Antennenelement definiert ist, das ferner einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte und der ersten leitenden Platte gekoppelt ist, die einen ringförmigen Ausschnitt um den Sondenzulauf enthält.
Beispiel 121 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 120 und wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptebene der ersten leitenden Platte definiert ist.
Beispiel 122 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 100 bis 121 und wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge durch das Antennenelement definiert ist, das ferner eine Durchkontaktierung und eine dritte leitende Platte enthält, wobei die Durchkontaktierung angeordnet und elektrisch zwischen den ersten leitenden Platte und der dritten leitenden Platte gekoppelt ist.
Beispiel 123 ist eine Phased-Array-Antenne, die enthält:

mehrere Antennenmodule, die in einer Antennengitterkonfiguration angeordnet sind, um die Phased-Array-Antenne auszubilden, wobei wenigstens einige Antennenmodule der mehreren Antennenmodule relativ zu anderen Antennenmodulen der mehreren Antennenmodulen physikalisch gedreht sind und wobei ein Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ein Antennenelement enthält, das zusammen mit einem Verstärker verpackt ist.

Beispiel 124 enthält den Gegenstand von Beispiel 123 und wobei wenigstens ein Abschnitt der Antennengitterkonfiguration ein kreisförmiges Muster ist, das mehrere konzentrische Kreise von Antennenmodulen definiert.
Beispiel 125 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 124 und wobei wenigstens ein Abschnitt der Antennengitterkonfiguration eine räumlich verjüngte Konfiguration ist.
Beispiel 126 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 125 und wobei wenigstens ein Abschnitt der Antennengitterkonfiguration ein zweidimensionales (2-D) Array ist.
Beispiel 127 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 126 und wobei eine Teilmenge der mehreren Antennenmodule in der Antennengitterkonfiguration in einer Gruppierung gruppiert ist und wobei die Antennenmodule in der Gruppierung physikalisch relativ zu benachbarte Antennenmodule in der Gruppierung um einen bestimmten Drehgrad gedreht sind.
Beispiel 128 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 127 und wobei die Antennenmodule in der Gruppierung durch eine elektrische Phasenverschiebung gleich dem jeweiligen bestimmten Drehgrad elektrisch angeregt werden.
Beispiel 129 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 128 und wobei die Gruppierung benachbarte Beziehungen zwischen allen Antennenmodulen innerhalb einer bestimmten Fläche enthält und wobei der bestimmte Drehgrad zwischen benachbarten Antennenmodulen gleich 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule in der Gruppierung ist.
Beispiel 130 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 129 und wobei die Gruppierung eine Ringanordnung von Antennenmodulen ist und wobei der Drehgrad gleich einem Winkelabstand zwischen benachbarten Antennenmodulen in der Ringanordnung ist.
Beispiel 131 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 130 und wobei die Gruppierung benachbarte Beziehungen zwischen allen Antennenmodulen innerhalb eines bestimmten Bereichs enthält und wobei der bestimmte Drehgrad zwischen benachbarten Antennenmodulen gleich 360 Grad geteilt durch die Anzahl von Antennenmodulen in der Gruppierung ist, wobei die Gruppierung eine Ringanordnung von Antennenmodulen mit anderen Gruppierungen ist und wobei der Drehgrad der Gruppierung gleich einem Winkelabstand zwischen benachbarten Gruppierungen in der Ringanordnung ist.
Beispiel 132 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 123 bis 131 und wobei das Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ferner eine Stützstruktur enthält, wobei der Verstärker und die Stützstruktur auf derselben Seite des Antennenelements angeordnet sind.
Beispiel 133 ist ein Verfahren zum Anordnen mehrerer Antennenmodule, die eine Phased-Array-Antenne umfassen, das enthält:

Verteilen der mehreren Antennenmodule in einer Antennengitterkonfiguration, wobei ein Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ein Antennenelement, einen Verstärker und eine Stützstruktur enthält;
Ausrichten wenigstens einiger Antennenmodule der mehreren Antennenmodule, die in der Antennengitterkonfiguration verteilt sind, um eine andere physikalische Winkelausrichtung relativ zu anderen Antennenmodulen der mehreren Antennenmodule aufzuweisen; und
Verbinden der mehreren Antennenmodule mit einem Träger.

Beispiel 134 enthält den Gegenstand von Beispiel 133 und wobei das Verteilen der mehreren Antennenmodule das Verteilen wenigstens eines Abschnitts der mehreren Antennenmodule in einem kreisförmigen Muster umfasst, das mehrere konzentrische Kreise von Antennenmodulen definiert.
Beispiel 135 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 134 und wobei das Ausrichten wenigstens einiger Antennenmodule das Ausrichten einer Teilmenge der mehreren Antennenmodule in der als eine Gruppierung gruppierten Antennengitterkonfiguration umfasst, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung benachbarte Antennenmodule sind, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung relativ zu benachbarten Antennenmodulen in der Gruppierung um einen bestimmten Drehgrad physikalisch gedreht sind.
Beispiel 136 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 135 und umfasst ferner das Anlegen von Signalen an die Antennenmodule in der Gruppierung, wobei die Signale eine elektrische Phasenverschiebung enthalten, die dem jeweils bestimmten Drehgrad zugeordnet ist.
Beispiel 137 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 136 und wobei der bestimmte Drehgrad 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule in der Gruppierung umfasst.
Beispiel 138 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 137 und wobei die Antennenmodule in der Gruppierung Antennenmodule in wenigstens zwei verschiedenen kreisförmigen Mustern einer konzentrischen kreisförmigen Anordnung der Antennengitterkonfiguration umfassen.
Beispiel 139 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 138 und wobei der bestimmte Drehgrad für wenigstens einige der Antennenmodule in der Gruppierung 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule in der Gruppierung plus 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule innerhalb eines bestimmten kreisförmigen Musters umfasst, in dem sich wenigstens einige der Antennenmodule in der Gruppierung befinden.
Beispiel 140 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 139 und wobei die Antennenmodule in der Gruppierung Antennenmodule in einem bestimmten kreisförmigen Muster einer konzentrischen kreisförmigen Anordnung der Antennengitterkonfiguration umfassen.
Beispiel 141 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 140 und wobei das Verbinden der mehreren Antennenmodule mit dem Träger das physikalische und elektrische Koppeln jedes Antennenmoduls der mehreren Antennenmodule mit dem Träger umfasst.
Beispiel 142 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 141 und wobei das Verbinden der mehreren Antennenmodule mit dem Träger das physikalische und elektrische Koppeln der Stützstruktur jedes Antennenmoduls der mehreren Antennenmodule mit dem Träger umfasst.
Beispiel 143 enthält den Gegenstand eines der Beispiele 133 bis 142 und wobei der Träger ein oder mehrere eines Substrats, einer Basisplatine oder einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders umfasst.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen hierin für den Zweck der Beschreibung dargestellt und beschrieben wurden, ersetzt eine große Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausführungsformen oder Implementierungen, die berechnet wurden, die gleichen Zwecke zu erreichen, möglicherweise die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Variationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abdecken. Daher ist es offensichtlich beabsichtigt, dass hierin beschriebene Ausführungsformen nur durch die Ansprüche begrenzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62631708 [0001]
US 62/631195 [0001]

Claims

Die Ausführungsformen der Erfindung, in denen ein ausschließliches Eigentum oder Privileg beansprucht wird, sind wie folgt definiert:
Antennenmodul, umfassend: ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst; eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet und konfiguriert ist, um einen Hohlraum zu definieren, wobei die Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar zu sein; und ein Verstärker, der sich innerhalb des Hohlraums befindet.
Antennenmodul nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Signalweg, der konfiguriert ist, um den Verstärker und das Antennenelement elektrisch zu koppeln.
Antennenmodul nach Anspruch 2, wobei die Abstandshalterstruktur einen zweiten Signalweg enthält, der konfiguriert ist, um den Verstärker und die PCB elektrisch zu koppeln.
Antennenmodul nach Anspruch 3, wobei einer oder beide von wenigstens einem Abschnitt des ersten oder des zweiten Signalwegs eine Durchkontaktierung umfassen.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei die Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch mit einer Oberfläche der PCB gekoppelt zu sein, und wobei ein erster Abstand zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker kleiner als ein zweiter Abstand zwischen dem Antennenelement und der Oberfläche der PCB ist.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei der Verstärker physikalisch mit der PCB gekoppelt ist.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum durch die Abstandshalterstruktur und die PCB definiert ist.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei sich eine von dem Antennenelement am weitesten entfernte Seite der Abstandshalterstruktur mit der PCB koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Abschnitt der Abstandshalterstruktur eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweist, die den Hohlraum definiert und eine bestimmte Dicke aufweist.
Antennenmodul nach Anspruch 9, wobei die Dicke eine Höhe des Hohlraums definiert.
Antennenmodul nach Anspruch 9, wobei der im Wesentlichen ringförmige Abschnitt der Abstandshalterstruktur konfiguriert ist, um physikalisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei der Verstärker einen Leistungsverstärker (PA) oder einen rauscharmen Verstärker (LNA) umfasst.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Antennenmodul nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schicht, die zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker angeordnet ist.
Antennenmodul nach Anspruch 14, wobei die Schicht eine dritte Seite neben der zweiten Seite des Antennenelements und eine der dritten Seite gegenüberliegende vierte Seite aufweist und wobei sich der Verstärker physikalisch mit der vierten Seite der Schicht koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 14, wobei die Schicht eine oder mehrere Schichten umfasst, die eine oder mehrere elektronische Komponenten, eine Hochfrequenz- (HF-) Schaltungstechnik, eine elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente oder elektrisch leitende Spuren enthalten.
Antennenmodul nach Anspruch 14, ferner umfassend eine Durchkontaktierung, die sich durch die Schicht erstreckt und das Antennenelement elektrisch mit dem Verstärker koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Vorrichtung, umfassend: eine Stützstruktur mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die zweite Seite der Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders gekoppelt zu sein, und wobei die erste Seite der Stützstruktur ist konfiguriert, um um einen ersten Abstand von der PCB beabstandet zu sein, wenn die Stützstruktur physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist; und ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst, wobei die zweite Seite des Antennenelements näher an der Stützstruktur angeordnet ist als die erste Seite des Antennenelements, und wobei die zweite Seite des Antennenelements konfiguriert ist, um um einen zweiten Abstand von der Oberfläche der PCB beabstandet zu sein, wenn die Stützstruktur physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der zweite Abstand größer oder gleich dem ersten Abstand ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Stützstruktur einen Raum zwischen der ersten Seite der Stützstruktur und der Oberfläche der PCB zum Lokalisieren einer oder mehrerer anderer Komponenten des Empfängers oder Senders definiert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner umfassend einen Verstärker und wobei die Stützstruktur einen Raum zwischen der ersten Seite der Stützstruktur und der Oberfläche der PCB zum Lokalisieren des Verstärkers definiert, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner umfassend eine Schaltungstechnik-Schicht, die zwischen dem Antennenelement und der Stützstruktur angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, ferner umfassend einen Verstärker, der physikalisch mit der Schaltungstechnik-Schicht gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die elektrische Kopplung zwischen dem Verstärker und der PCB innerhalb der Schaltungstechnik-Schicht und der Stützstruktur definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Stützstruktur einen Signalweg innerhalb der Stützstruktur enthält, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner umfassend einen Verstärker und wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln.
Antennenmodul, umfassend: ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst; einen Verstärker, der näher an der zweiten Seite als an der ersten Seite des Antennenelements angeordnet ist; und eine Abstandshalterstruktur, die näher an der zweiten Seite als an der ersten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei das Antennenmodul selektiv von einer Oberfläche einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders koppelbar oder entkoppelbar ist.
Antennenmodul nach Anspruch 28, wobei die Abstandshalterstruktur und die Oberfläche der PCB einen Raum definieren und sich der Verstärker innerhalb des Raums befindet.
Antennenmodul nach Anspruch 28, ferner umfassend einen ersten Signalweg, der konfiguriert ist, um den Verstärker und das Antennenelement elektrisch zu koppeln.
Antennenmodul nach Anspruch 30, wobei ein dem ersten Signalweg zugeordneter Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Antennenmodul nach Anspruch 30, wobei der erste Signalweg zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Antennenmodul nach Anspruch 28, wobei die Abstandshalterstruktur einen zweiten Signalweg enthält, der konfiguriert ist, um den Verstärker und die PCB elektrisch zu koppeln.
Antennenmodul nach Anspruch 28, ferner umfassend eine Schicht, die zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker angeordnet ist.
Antennenmodul nach Anspruch 34, wobei die Schicht eine dritte Seite neben der zweiten Seite des Antennenelements und eine der dritten Seite gegenüberliegende vierte Seite aufweist und wobei sich der Verstärker physikalisch mit der vierten Seite der Schicht koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 34, wobei die Schicht eine oder mehrere Schichten umfasst, die eine oder mehrere elektronische Komponenten, eine Hochfrequenz- (HF-) Schaltungstechnik, eine elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente oder elektrisch leitende Spuren enthalten.
Antennenmodul nach Anspruch 34, ferner umfassend eine Durchkontaktierung, die sich durch die Schicht erstreckt und das Antennenelement elektrisch mit dem Verstärker koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 34, ferner umfassend einen zweiten Signalweg zwischen dem Verstärker und der PCB, wobei wenigstens ein erster Abschnitt des zweiten Signalwegs in der Schicht enthalten ist und ein zweiter Abschnitt des zweiten Signalwegs in der Abstandshalterstruktur enthalten ist.
Antennenmodul nach Anspruch 28, wobei die Abstandshalterstruktur eine erste Durchkontaktierung, die konfiguriert ist, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln, und mehrere zweite Durchkontaktierungen enthält.
Antennenmodul nach Anspruch 39, wobei eine erste Teilmenge der mehreren zweiten Durchkontaktierungen elektrisch mit den jeweiligen Chipstiften des Verstärkers gekoppelt ist.
Antennenmodul nach Anspruch 39, wobei eine zweite Teilmenge der mehreren zweiten Durchkontaktierungen konfiguriert ist, um einen Signalverlust oder eine Kopplung mit dem Antennenelement zu reduzieren.
Antennenmodul nach Anspruch 41, wobei die zweite Teilmenge der mehreren zweiten Durchkontaktierungen konfiguriert ist, um sich durch die Abstandsstruktur zu erstrecken, und an beiden Enden jeder Durchkontaktierung der zweiten Teilmenge geerdet ist.
Antennenmodul nach Anspruch 39, wobei die mehreren zweiten Durchkontaktierungen in der Nähe eines Umfangs der Abstandshalterstruktur verteilt sind.
Antennenmodul nach Anspruch 39, wobei die Abstandshalterstruktur ferner mehrere dritte Durchkontaktierungen in der Nähe der ersten Durchkontaktierung enthält und konfiguriert ist, um die erste Durchkontaktierung elektrisch abzuschirmen.
Antennenmodul nach Anspruch 39, wobei die mehreren zweiten Durchkontaktierungen die erste Durchkontaktierung im Wesentlichen umgeben.
Antennenmodul nach Anspruch 28, wobei wenigstens ein Abschnitt der Abstandshalterstruktur im Wesentlichen eine ringförmige Form mit einer bestimmten Dicke umfasst.
Antennenmodul nach Anspruch 46, wobei der Abschnitt der Abstandshalterstruktur, der die im Wesentlichen ringförmige Form aufweist, konfiguriert ist, um physikalisch mit der PCB gekoppelt oder von dieser entkoppelt zu sein.
Verfahren, umfassend: Positionieren eines Antennenmoduls auf einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders, wobei das Antennenmodul ein Antennenelement und eine Stützstruktur enthält, die konfiguriert sind, um sich mit einer oder mehreren anderen Komponenten des Empfängers oder Senders elektrisch zu koppeln; und physikalisches und elektrisches Koppeln des Antennenmoduls mit der PCB, um wenigstens einen Abschnitt eines Antennenarrays des Empfängers oder Senders auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei das physikalische und elektrische Koppeln des Antennenmoduls mit der PCB das physikalische und elektrische Koppeln der Stützstruktur mit der PCB umfasst.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Antennenmodul ferner einen Verstärker enthält und der Verstärker sich in einem Raum befindet, der durch die Stützstruktur und die PCB definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Positionieren des Antennenmoduls auf der PCB das Anordnen des Antennenmoduls an einer bestimmten Stelle und das Ausrichten auf der PCB gemäß einer dem Antennenarray zugeordneten Antennengitterkonfiguration umfasst.
Verfahren nach Anspruch 48, ferner umfassend: Testen einer oder mehrerer Betriebseigenschaften des Antennenmoduls, das physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt ist; und Bestimmen, ob das Antennenmodul defekt ist, auf Grundlage des Testens der einen oder mehreren Betriebseigenschaften des Antennenmoduls.
Verfahren nach Anspruch 52, ferner umfassend: wenn bestimmt wird, dass das Antennenmodul defekt ist, physikalisches und elektrisches Entkoppeln des Antennenmoduls von der PCB; und wenn bestimmt wird, dass das Antennenmodul nicht defekt ist, Halten des Antennenmoduls auf der PCB.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Antennenmodul ein erstes Antennenmodul umfasst und ferner umfasst: Positionieren eines zweiten Antennenmoduls auf der PCB an einer anderen Stelle als das erste Antennenmodul, wobei das zweite Antennenmodul dasselbe wie das erste Antennenmodul ist, und physikalisches und elektrisches Kopplung des zweiten Antennenmoduls mit der PCB, um einen anderen Abschnitt des Antennenarrays des Empfängers oder Senders auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 54, wobei das Positionieren des zweiten Antennenmoduls auf der PCB das Ausrichten des zweiten Antennenmoduls bei einer anderen physikalischen Drehung relativ zu dem ersten Antennenmodul umfasst.
Vorrichtung, umfassend: ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite konfiguriert ist, um Abstrahlung zu emittieren oder zu empfangen; und einen Verstärker, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist, wobei eine Signalweglänge zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement und der Verstärker getrennt von anderen Abschnitten eines Empfängers oder eines Senders zusammen verpackt sind und wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) des Empfängers oder des Senders gekoppelt zu sein.
Vorrichtung nach Anspruch 57, ferner umfassend eine Stützstruktur, die zusammen mit dem Antennenelement und dem Verstärker verpackt ist, wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Vorrichtung nach Anspruch 57, ferner umfassend eine Stützstruktur, die zusammen mit dem Antennenelement und dem Verstärker verpackt ist, wobei die Stützstruktur eine Durchkontaktierung enthält, um den Verstärker elektrisch mit der PCB zu koppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 56, ferner umfassend eine Stützstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um einen Raum zu definieren, in dem der Verstärker lokalisiert werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei ein erster Abstand zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen dem Antennenelement und einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders, an die sich die Vorrichtung physikalisch und elektrisch koppeln soll.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die Breite und/oder die Länge der ersten und der zweiten leitenden Platte sich voneinander unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form mit zwei gegenüberliegenden Ecken aufweist, die abgeschrägte Ecken umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte mehrere Ausschnittsschlitze, eine erste Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze und eine zweite Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 65, wobei die mehreren Ausschnittsschlitze erste, zweite, dritte und vierte Ausschnittsschlitze umfassen, die sich an den jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Quadranten der ersten leitenden Platte befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 66, wobei sich eine erste Länge der ersten und der dritten Ausschnittsschlitze von einer zweiten Länge der dritten und der vierten Ausschnittsschlitze unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und die erste und die zweite leitende Platte parallel zueinander sind und ferner erste und zweite Durchkontaktierungen umfassen, die elektrisch mit der ersten leitenden Platte gekoppelt und senkrecht zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Durchkontaktierungen an ungefähr gegenüberliegenden Kanten der ersten leitenden Platte befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form, eine rechteckige Form, eine kreisförmige Form, eine elliptische Form oder eine geometrische Form umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, wobei die erste leitende Platte näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte und wobei die erste leitende Platte ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Strukturen enthält, die sich senkrecht von einer Hauptebene der ersten leitenden Platte zu der zweiten leitenden Platte erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine oder mehrere Strukturen umfasst, die einer Antennenanpassung, Antennenminiaturisierung oder kapazitiver Belastung zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte, eine zweite leitende Platte und eine Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte gekoppelt und zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, wobei die Sondenzulauf dritte und vierte leitende Platten umfasst, wobei die dritte und die vierte leitende Platte parallel zueinander und zu der ersten leitenden Platte sind und wobei die dritte und die vierte leitende Platte einen Spalt zwischen einander aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte, eine zweite leitende Platte und einen Sondenzulauf enthält, wobei sich ein Ende des Sondenzulaufs elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte koppelt und zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, wobei die zweite leitende Platte einen kreisförmigen Ausschnitt an einer Stelle enthält, die mit einem gegenüberliegenden Ende des Sondenzulaufs zusammenfällt oder diesem nahe kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Hauptebene einer Abstrahlplatte des Antennenelements definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 74, wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements durch die Abstrahlplatte definiert ist, die eine leitende Platte umfasst, die der ersten Seite am nächsten ist und mehrere Schlitze aufweist, die sich von einer Kante der Abstrahlplatte in einer radialen Richtung zu einer Mitte der Abstrahlplatte erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 74, wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements durch das Antennenelement definiert ist, das ferner einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der Abstrahlplatte gekoppelt ist und die Abstrahlplatte einen ringförmigen Ausschnitt um den Sondenzulauf enthält, wobei die Abstrahlplatte eine leitende Platte umfasst, die der ersten Seite am nächsten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptebene einer Abstrahlplatte des Antennenelements definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 77, wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements durch das Antennenelement definiert ist, das ferner eine Durchkontaktierung und eine leitende Platte enthält, wobei die Durchkontaktierung angeordnet und elektrisch zwischen der Abstrahlplatte und die leitende Platte gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 56, wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Antennenmodul, umfassend: ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite eine Abstrahlseite des Antennenelements umfasst; einen Verstärker, der elektrisch mit dem Antennenelement gekoppelt ist; und eine Abstandshalterstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Abstandshalterstruktur einen ersten Abschnitt, der den Verstärker elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders koppeln soll, und einen zweiten Abschnitt enthält, der konfiguriert ist, um einen Signalverlust zu dem Antennenelement zu reduzieren.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei die Abstandshalterstruktur ferner konfiguriert ist, um wenigstens einen Abschnitt eines Hohlraums zu definieren, und der Verstärker sich innerhalb des Hohlraums befindet.
Antennenmodul nach Anspruch 80, ferner umfassend eine Durchkontaktierung, die konfiguriert ist, um den Verstärker elektrisch mit dem Antennenelement zu koppeln.
Antennenmodul nach Anspruch 82, wobei eine mit der Durchkontaktierung zugeordnete Signalweglänge 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei der erste Abschnitt der Abstandshalterstruktur eine Durchkontaktierung umfasst, die im Innern der Abstandshalterstruktur enthalten ist.
Antennenmodul nach Anspruch 84, ferner umfassend eine oder mehrere Schichten, die zwischen dem Antennenelement und der Stützstruktur angeordnet sind, wobei die eine oder die mehreren Schichten eine Schaltungstechnik enthalten, die den Verstärker elektrisch mit der Durchkontaktierung koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 85, wobei die Schaltungstechnik eine oder mehrere elektronische Komponenten, eine Hochfrequenz- (HF-) Schaltungstechnik, eine elektronische Schaltungstechnik, passive elektrische Elemente oder elektrisch leitende Spuren umfasst.
Antennenmodul nach Anspruch 85, wobei sich der Verstärker physikalisch mit der einen oder den mehreren Schichten koppelt.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei die Abstandshalterstruktur ferner mehrere Durchkontaktierungen enthält, die sich elektrisch mit den jeweiligen Chipstiften des Verstärkers koppeln.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei der zweite Abschnitt der Abstandshalterstruktur mehrere Durchkontaktierungen umfasst, die in der Abstandshalterstruktur enthalten sind.
Antennenmodul nach Anspruch 89, wobei die mehreren Durchkontaktierungen konfiguriert sind, um sich durch die Abstandshalterstruktur zu erstrecken, und beide Enden jeder Durchkontaktierung der mehreren Durchkontaktierungen geerdet sind.
Antennenmodul nach Anspruch 89, wobei die mehreren Durchkontaktierungen in der Nähe eines Umfangs der Abstandshalterstruktur verteilt sind.
Antennenmodul nach Anspruch 89, wobei sich die mehreren Durchkontaktierungen innerhalb ungefähr der Hälfte der Abstandsstruktur befinden.
Antennenmodul nach Anspruch 89, wobei der erste Abschnitt eine erste Durchkontaktierung und die mehreren Durchkontaktierungen mehrere zweite Durchkontaktierungen umfassen und wobei die Abstandshalterstruktur ferner mehrere dritte Durchkontaktierungen enthält, die nahe zu der ersten Durchkontaktierung liegen und konfiguriert sind, um der ersten Durchkontaktierung eine elektrische Abschirmung bereitzustellen.
Antennenmodul nach Anspruch 93, wobei die mehreren dritten Durchkontaktierungen die erste Durchkontaktierung im Wesentlichen umgeben.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei wenigstens ein Abschnitt der Abstandshalterstruktur im Wesentlichen eine ringförmige Form mit einer bestimmten Dicke aufweist.
Antennenmodul nach Anspruch 95, wobei der Abschnitt der Abstandsstruktur, der die im Wesentlichen ringförmige Form aufweist, konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Antennenmodul nach Anspruch 95, wobei die bestimmte Dicke größer ist als eine Dicke des Verstärkers.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Antennenmodul nach Anspruch 80, wobei ein einem elektrischen Signalweg zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker zugeordneter Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Vorrichtung, umfassend: ein Antennenelement mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, wobei die erste Seite konfiguriert ist, um Abstrahlung zu emittieren oder zu empfangen, wobei das Antennenelement eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte enthält, die erste leitende Platte, die näher an der ersten Seite angeordnet ist als die zweite leitende Platte, und die erste leitende Platte, die sich von der zweiten leitenden Platte in einer oder beiden Formen oder Größen unterscheidet; einen Verstärker, der an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist; und eine Stützstruktur, die an der zweiten Seite des Antennenelements angeordnet ist, wobei die Stützstruktur mit einer Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder Senders gekoppelt werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei das Antennenelement und der Verstärker getrennt von anderen Abschnitten des Empfängers oder des Senders zusammen verpackt sind und wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um physikalisch und elektrisch mit der PCB gekoppelt zu sein.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei eine Signalweglänge zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker 0,5 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die Stützstruktur konfiguriert ist, um einen Raum zu definieren, und der Verstärker konfiguriert ist, um sich innerhalb des Raums zu befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei ein Hochfrequenz- (HF-) Übergangsverlust zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker weniger als ein Dezibel (dB) einer Eingangsleistung beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei ein erster Abstand zwischen dem Antennenelement und dem Verstärker kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen dem Antennenelement und der PCB.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei das Antennenelement eine Dipolantenne, eine Patchantenne, eine Schlitzantenne, eine Mikrostreifenantenne oder eine unidirektionale Antenne umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die Breite und/oder die Länge der ersten und zweiten leitenden Platte voneinander verschieden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form mit zwei gegenüberliegenden Ecken aufweist, die abgeschrägte Ecken umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die erste leitende Platte mehrere Ausschnittschlitzeschlitze, eine erste Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze und eine zweite Teilmenge der mehreren miteinander identischen Ausschnittsschlitze enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 109, wobei die mehreren Ausschnittsschlitze erste, zweite, dritte und vierte Ausschnittsschlitze umfassen, die sich an den jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Quadranten der ersten leitenden Platte befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 110, wobei sich eine erste Länge der ersten und der dritten Ausschnittsschlitze von einer zweiten Länge der dritten und der vierten Ausschnittsschlitze unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die erste und die zweite leitende Platte parallel zueinander sind und ferner erste und zweite Durchkontaktierungen umfassen, die elektrisch mit der ersten leitenden Platte gekoppelt und senkrecht zwischen der ersten und der zweiten leitende Platte angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Durchkontaktierungen an ungefähr gegenüberliegenden Kanten der ersten leitenden Platte befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die erste leitende Platte eine quadratische Form, eine rechteckige Form, eine kreisförmige Form, eine elliptische Form oder eine geometrische Form umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei die erste leitende Platte ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Strukturen enthält, die sich senkrecht von einer Hauptebene der ersten leitenden Platte zu der zweiten leitenden Platte erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei das Antennenelement eine oder mehrere Strukturen umfasst, die einer Antennenanpassung, Antennenminiaturisierung oder kapazitiver Belastung zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei das Antennenelement ferner einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte gekoppelt und zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, wobei der Sondenzulauf eine dritte und vierte leitende Platte umfasst, wobei die dritte und die vierte leitende Platte parallel zueinander und zu der ersten leitenden Platte sind und wobei die dritte und die vierte leitende Platte einen Spalt zwischen einander aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei das Antennenelement ferner einen Sondenzulauf enthält, wobei ein Ende des Sondenzulaufs elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte gekoppelt ist und zwischen der ersten und der zweiten leitende Platte angeordnet ist, und wobei die zweite leitende Platte einen kreisförmigen Ausschnitt an einer Stelle enthält, die mit einem gegenüberliegenden Ende des Sondenzulaufs zusammenfällt oder diesem nahe kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Hauptebene der ersten leitenden Platte definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 118, wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge durch die erste leitende Platte definiert ist, die mehrere Schlitze enthält, die sich von einer Kante der ersten leitenden Platte in einer radialen Richtung zu einer Mitte der ersten leitenden Platte erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 118, wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge durch das Antennenelement definiert ist, das ferner einen Sondenzulauf enthält, die elektrisch mit einer Unterseite der ersten leitenden Platte und der ersten leitenden Platte gekoppelt ist, die einen ringförmigen Ausschnitt um den Sondenzulauf enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 100, wobei eine Zunahme einer effektiven physikalischen Antennenlänge des Antennenelements in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptebene der ersten leitenden Platte definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 121, wobei die Zunahme der effektiven physikalischen Antennenlänge durch das Antennenelement definiert ist, das ferner eine Durchkontaktierung und eine dritte leitende Platte enthält, wobei die Durchkontaktierung angeordnet und elektrisch zwischen den ersten leitenden Platte und der dritten leitenden Platte gekoppelt ist.
Phased-Array-Antenne, umfassend: mehrere Antennenmodule, die in einer Antennengitterkonfiguration angeordnet sind, um die Phased-Array-Antenne auszubilden, wobei wenigstens einige Antennenmodule der mehreren Antennenmodule relativ zu anderen Antennenmodulen der mehreren Antennenmodulen physikalisch gedreht sind und wobei ein Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ein Antennenelement enthält, das zusammen mit einem Verstärker verpackt ist.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 123, wobei wenigstens ein Abschnitt der Antennengitterkonfiguration ein kreisförmiges Muster ist, das mehrere konzentrische Kreise von Antennenmodulen definiert.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 124, wobei wenigstens ein Abschnitt der Antennengitterkonfiguration eine räumlich verjüngte Konfiguration ist.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 123, wobei wenigstens ein Abschnitt der Antennengitterkonfiguration ein zweidimensionales (2-D) Array ist.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 123, wobei eine Teilmenge der mehreren Antennenmodule in der Antennengitterkonfiguration in einer Gruppierung gruppiert ist und wobei die Antennenmodule in der Gruppierung physikalisch relativ zu benachbarte Antennenmodule in der Gruppierung um einen bestimmten Drehgrad gedreht sind.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 127, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung durch eine elektrische Phasenverschiebung gleich dem jeweils bestimmten Drehgrad elektrisch angeregt werden.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 127, wobei die Gruppierung benachbarte Beziehungen zwischen allen Antennenmodulen innerhalb einer bestimmten Fläche enthält und wobei der bestimmte Drehgrad zwischen benachbarten Antennenmodulen gleich 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule in der Gruppierung ist.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 127, wobei die Gruppierung eine Ringanordnung von Antennenmodulen ist und wobei der Drehgrad gleich einem Winkelabstand zwischen benachbarten Antennenmodulen in der Ringanordnung ist.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 127, wobei die Gruppierung benachbarte Beziehungen zwischen allen Antennenmodulen innerhalb eines bestimmten Bereichs enthält und wobei der bestimmte Drehgrad zwischen benachbarten Antennenmodulen gleich 360 Grad geteilt durch die Anzahl von Antennenmodulen in der Gruppierung ist, wobei die Gruppierung eine Ringanordnung von Antennenmodulen mit anderen Gruppierungen ist und wobei der Drehgrad der Gruppierung gleich einem Winkelabstand zwischen benachbarten Gruppierungen in der Ringanordnung ist.
Phased-Array-Antenne nach Anspruch 123, wobei das Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ferner eine Stützstruktur enthält, wobei der Verstärker und die Stützstruktur auf derselben Seite des Antennenelements angeordnet sind.
Verfahren zum Anordnen mehrerer Antennenmodule, umfassend eine Phased-Array-Antenne, wobei das Verfahren umfasst: Verteilen der mehreren Antennenmodule in einer Antennengitterkonfiguration, wobei ein Antennenmodul der mehreren Antennenmodule ein Antennenelement, einen Verstärker und eine Stützstruktur enthält; Ausrichten wenigstens einiger Antennenmodule der mehreren Antennenmodule, die in der Antennengitterkonfiguration verteilt sind, um eine andere physikalische Winkelausrichtung relativ zu anderen Antennenmodulen der mehreren Antennenmodule aufzuweisen; und Verbinden der mehreren Antennenmodule mit einem Träger.
Verfahren nach Anspruch 133, wobei das Verteilen der mehreren Antennenmodule das Verteilen wenigstens eines Abschnitts der mehreren Antennenmodule in einem kreisförmigen Muster umfasst, das mehrere konzentrische Kreise von Antennenmodulen definiert.
Verfahren nach Anspruch 133, wobei das Ausrichten wenigstens einiger Antennenmodule das Ausrichten einer Teilmenge der mehreren Antennenmodule in der als eine Gruppierung gruppierten Antennengitterkonfiguration umfasst, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung benachbarte Antennenmodule sind, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung relativ zu benachbarten Antennenmodulen in der Gruppierung um einen bestimmten Drehgrad physikalisch gedreht sind.
Verfahren nach Anspruch 135, ferner umfassend das Anlegen von Signalen an die Antennenmodule in der Gruppierung, wobei die Signale eine elektrische Phasenverschiebung enthalten, die dem jeweils bestimmten Drehgrad zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 135, wobei der bestimmte Drehgrad 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule in der Gruppierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 135, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung Antennenmodule in wenigstens zwei verschiedenen kreisförmigen Mustern einer konzentrischen kreisförmigen Anordnung der Antennengitterkonfiguration umfassen.
Verfahren nach Anspruch 138, wobei der bestimmte Drehgrad für wenigstens einige der Antennenmodule in der Gruppierung 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule in der Gruppierung plus 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Antennenmodule innerhalb eines bestimmten kreisförmigen Musters umfasst, in dem sich wenigstens einige der Antennenmodule in der Gruppierung befinden.
Verfahren nach Anspruch 135, wobei die Antennenmodule in der Gruppierung Antennenmodule in einem bestimmten kreisförmigen Muster einer konzentrischen kreisförmigen Anordnung der Antennengitterkonfiguration umfassen.
Verfahren nach Anspruch 133, wobei das Verbinden der mehreren Antennenmodule mit dem Träger das physikalische und elektrische Koppeln jedes Antennenmoduls der mehreren Antennenmodule mit dem Träger umfasst.
Verfahren nach Anspruch 141, wobei das Verbinden der mehreren Antennenmodule mit dem Träger das physikalische und elektrische Koppeln der Stützstruktur jedes Antennenmoduls der mehreren Antennenmodule mit dem Träger umfasst.
Verfahren nach Anspruch 133, wobei der Träger ein oder mehrere Substrate, eine Basisplatine oder eine Leiterplatte (PCB) eines Empfängers oder eines Senders umfasst.