DE4315847A1 - Connection between a transmitter and/or receiver and an antenna - Google Patents

Connection between a transmitter and/or receiver and an antenna

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DE4315847A1 DE19934315847 DE4315847A DE4315847A1 DE 4315847 A1 DE4315847 A1 DE 4315847A1 DE 19934315847 DE19934315847 DE 19934315847 DE 4315847 A DE4315847 A DE 4315847A DE 4315847 A1 DE4315847 A1 DE 4315847A1
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Uwe Dr Ing Meier
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    • H04B1/04Circuits

Abstract

The invention relates to a connection between a transmitter and/or receiver comprising integrated circuits for frequencies between 10 and 100 GHz and an antenna. The integrated circuits of the transmitter are disposed on one side of a substrate in a hermetically sealed housing. The antenna comprising flat strip line elements is disposed on the other side of the substrate. The connection between the integrated circuits and the strip line elements is integrated in the substrate. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem aus integrierten Schaltungen aufgebauten Sender oder Empfänger für Frequenzen zwischen 10 und 100 GHz und einer planaren Antenne. The invention relates to a connection between a constructed from integrated circuits transmitter or receiver for frequencies between 10 and 100 GHz and a planar antenna.

Eine solche Verbindung wird üblicherweise durch Hochfrequenzleitungen und Hochfrequenzsteckverbindungen hergestellt. Such a compound is usually prepared by high-frequency lines and high frequency connectors. Wenn es sich jedoch um einen in integrierter Technik aufgebauten Sender/Empfänger handelt, der im Frequenzbereich zwischen 10 und 100 GHz arbeitet und sowohl Sender/Empfänger als auch Antennen in planarer Form mit integrierten Schaltungen aufgebaut sind und entsprechend geringe Abmessungen aufweisen, dann weist die konventionelle Verbindungstechnik mittels Steckverbindungen einige Nachteile auf. However, if there is a built in integrated technology transmitter / receiver operating in the frequency range between 10 and 100 GHz and both transmitter / receiver as well as antennas are constructed in a planar form with integrated circuits and have correspondingly small dimensions, then, the conventional connection technology using connector some disadvantages.

Ein Nachteil der bekannten Verbindungstechnik besteht in ihren großen äußeren Abmessungen. A disadvantage of the known connecting technique consists in their large external dimensions. Ein anderer Nachteil besteht darin, die konventionelle Steckerverbindung in der benötigten Zuverlässigkeit herzustellen. Another disadvantage consists in producing the conventional connector compound in the required reliability.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht deshalb darin, eine Verbindung zwischen einem Sender/Empfänger und einer planaren Antenne zu schaffen, welche ohne individuelle Stecker und Leitungen auskommt, und welche mit weniger Kontaktstellen auskommt, bessere elektrische Eigenschaften aufweist und genauer und mit reproduzierbaren Eigenschaften herstellbar ist. Therefore, the technical problem underlying the invention is to provide a connection between a transmitter / receiver and a planar antenna which does not require custom connectors and cables, and which requires fewer contact points, has better electrical properties and more accurately and with reproducible properties can be produced. Da die integrierten Schaltungen in diesem hohen Frequenzbereich in der Regel ohne Gehäuse eingesetzt werden, müssen die Verbindungen vor Umwelteinflüssen geschützt sein. Since the integrated circuits are used in this high frequency range usually without housing, the connections must be protected against environmental influences.

Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: This technical problem is achieved by the following features:

  • a) die integrierten Schaltungen sind auf einer Seite eines Substrates in einem hermetisch dicht verschlossenen Gehäuse untergebracht, a) the integrated circuits are placed on one side of a substrate in a hermetically sealed housing,
  • b) auf der anderen Seite des Substrates ist die planare Antenne aus planaren Streifenleitungselementen angeordnet, b) on the other side of the substrate, the planar antenna is disposed of planar stripline elements,
  • c) die Verbindung zwischen den integrierten Schaltungen und den Streifenleitungselementen ist in dem Substrat integriert. c) the connection between the integrated circuits and the strip line elements is integrated in the substrate.

Eine solche Verbindung weist die gewünschten technischen Eigenschaften auf. Such a connection has the desired properties. Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten. Advantageous details of the invention are contained in claims 2 to 5th Sie ist nachstehend anhand eines in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispieles erläutert. It is explained below with reference to an as shown in FIGS. 1 to 4 embodiment. Es zeigen: Show it:

Fig. 1a in Seitenansicht eine Ausführungsform einer aus Sender/Empfänger und Antenne bestehenden Anordnung, Fig. 1a in a side view an embodiment of a group consisting of the transmitter / receiver and antenna arrangement,

Fig. 1b einen vergrößerten Ausschnitt aus der Anordnung gemäß Fig. 1a, FIG. 1b shows an enlarged detail from the arrangement of FIG. 1a,

Fig. 2a einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer aus Sender/Empfänger und Antenne bestehenden Anordnung, Fig. 2a shows a detail of a side view of another embodiment of a group consisting of the transmitter / receiver and antenna arrangement,

Fig. 2b schematisch eine Seitenansicht der gesamten Anordnung gemäß Fig. 2a, Fig. 2b schematically shows a side view of the entire arrangement of FIG. 2a,

Fig. 3a bis 3c mehrere Stufen eines Ausführungsbeispiels einer Verbindung zwischen dem Sender/Empfänger und der Antenne und Fig. 3a to 3c, a plurality of steps of an embodiment of a connection between the transmitter / receiver and the antenna and

Fig. 4a bis 4d mehrere Stufen eines anderen Ausführungsbeispiels. FIGS. 4a to 4d several steps of another embodiment.

In Fig. 1a ist eine Anordnung 1 aus einem Sender und/ oder Empfänger sowie einer Antenne zu erkennen. In Fig. 1a an arrangement 1 of a transmitter and / or receiver and an antenna can be detected. Sie ist in einem Gehäuse 3 angeordnet. It is arranged in a housing. 3 Die Antennenseite ist mit einer Schutzabdeckung 4 , einem sogenannten Radom, bedeckt. The antenna side is provided with a protecting cover 4, a so-called radome covered.

Wie aus der Ausschnittvergrößerung in Fig. 1b zu erkennen ist, sind die den Sender/Empfänger bildenden elektronischen Einrichtungen, beispielsweise in Form von integrierten Schaltungen 5 , sogenannten Chips, auf der Oberseite des Substrats 2 , welches mit einer oder mehreren zusätzlichen Schichten 6 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff versehen ist, angeordnet und in dem Modulgehäuse 7 hermetisch dicht gekapselt. As shown in the enlarged detail in Fig. 1b it can be seen that the transmitter / receiver forming electronic devices, for example in the form of integrated circuits 5, so-called chip on top of the substrate 2, which is a one or more additional layers 6 made are electrically insulating material is provided, arranged and hermetically encapsulated in the module case. 7 Auf der Unterseite des Substrats 2 ist die Antenne 9 in Form von planaren Streifenleitungselementen 8 angeordnet. On the underside of the substrate 2, the antenna 9 is arranged in the form of planar stripline elements. 8 Die Verbindung zwischen Sender und Antenne ist in dem Substrat 2 integriert. The connection between the transmitter and the antenna is integrated in the substrate. 2 Bei der in Fig. 1b gezeigten Anordnung ragt die Antenne über das Modulgehäuse 7 hinaus. In the embodiment shown in Fig. 1b, the antenna arrangement over the module housing 7 protrudes.

Fig. 2a zeigt eine Anordnung, welche im Prinzip in gleicher Weise wie die Anordnung gemäß Fig. 1b aufgebaut ist und aus dem auf dem Substrat 2 angeordneten Sender und/oder Empfänger und der aus planaren Streifenleitungselementen 8 bestehenden Antenne besteht. Fig. 2a shows an arrangement which is constructed in principle in the same way as the arrangement according to FIG. 1b and from which arranged on the substrate 2 transmitter and / or receiver and the group consisting of planar stripline elements 8 antenna consists. Diese Anordnung ist mittels der Platte 10 mit dem Gehäuse 3 verbunden. This arrangement is connected by means of the plate 10 with the housing. 3 Der Unterschied dieser Anordnung gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1b besteht darin, daß die Antenne vollständig in dem Modulgehäuse 7 angeordnet ist. The difference of this arrangement over the arrangement shown in Fig. 1b is that the antenna is completely located in the module housing 7.

Fig 2 b verdeutlicht, wie die Platte 10 mit dem Sender und/oder Empfänger sowie der Antenne in dem Gehäuse 3 angeordnet ist. Figure 2 b shows how the plate 10 with the transmitter and / or receiver and the antenna is disposed in the housing. 3 Als Radom ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Kunststofflinse 16 vorgesehen, wodurch eine Bündelung der Antennenstrahlung erzielt wird. As a radome, a plastic lens whereby a bundling of the antenna radiation is achieved in this embodiment 16 is provided.

Anhand der Fig. 3a bis 3c ist verdeutlicht, wie die Verbindung zwischen dem Sender/Empfänger und der Antenne verwirklicht sein kann. Referring to Figs. 3a to 3c is illustrated as the connection between the transmitter / receiver and the antenna can be realized. Fig. 3a zeigt die obere Fläche des Substrats 2 aus elektrisch isolierendem Werkstoff, auf welcher eine flächenhafte elektrisch leitende Schicht 11 und ein elektrisch leitender Streifenleiter 12 angeordnet sind. Fig. 3a shows the upper surface of the substrate 2 made of electrically insulating material on which a planar electrically conductive layer 11 and an electrically conductive strip conductor 12 are arranged. Fig. 3b zeigt das gleiche Substrat 2 , auf deren unterer Fläche die flächenhafte Schicht 13 und der Streifenleiter 14 angeordnet sind. FIG. 3b shows the same substrate 2 on which the lower surface of the planar layer 13 and the stripline 14 are arranged. Wenn nun - wie aus Fig. 3c zu erkennen ist - die Durchkontaktierungen 15 hergestellt sind, dann ist die Verbindung zwischen Sender und Antenne hergestellt. If now - as can be seen from Figure 3c -., The vias 15 are made, then the connection between the transmitter and the antenna is established. Die Kopplung erfolgt in diesem Fall durch eine galvanisch leitende Verbindung. The coupling is performed in this case by an electrically conductive connection.

Die Fig. 4a bis 4d verdeutlichen eine andere Ausführungsform der Verbindung. FIGS. 4a-4d illustrate another embodiment of the compound. Wie aus Fig. 4d zu erkennen ist, enthält das Substrat 2 eine zusätzliche dielektrische Schicht 17 , zwischen der und dem Substrat 2 eine Schicht 18 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff angeordnet ist. Is. 4d can be seen from Figure, the substrate 2 comprises an additional dielectric layer 17, between which and the substrate 2, a layer 18 is arranged from an electrically conductive material.

Wie in Fig. 4a verdeutlicht, ist auf der Oberfläche der Platte 17 der Streifenleiter 19 angeordnet. As illustrated in Fig. 4a, 17 of the strip conductor 19 is disposed on the surface of the plate. Fig. 4b zeigt, daß auf der Oberfläche des Substrats 2 der Streifenleiter 20 angeordnet ist. FIG. 4b shows that is disposed on the surface of the substrate 2 of the strip conductor 20.

Die Verbindung zwischen dem Sender und der Antenne wird nun durch den Schlitz 21 in der Schicht 18 hergestellt. The connection between the transmitter and the antenna is now produced through the slit 21 in the layer eighteenth In diesem Fall erfolgt die Kopplung elektromagnetisch. In this case, the coupling is electromagnetically.

Claims (5)

  1. 1. Verbindung zwischen einem aus integrierten Schaltungen aufgebauten Sender und/oder Empfänger für Frequenzen zwischen 10 und 100 GHz und einer planaren Antenne, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1. Connection between a constructed from integrated circuits, transmitter and / or receiver for frequencies between 10 and 100 GHz and a planar antenna, characterized by the following features:
    • a) die integrierten Schaltungen ( 5 ) sind auf einer Seite eines Substrates ( 2 ) in einem hermetisch dicht verschlossenen Gehäuse ( 7 ) untergebracht, a) the integrated circuits (5) are (on one side of a substrate 2) (in a hermetically sealed housing 7) is accommodated,
    • b) auf der anderen Seite des Substrates ( 2 ) ist die planare Antenne ( 9 ) aus planaren Streifenleitungselementen ( 8 ) angeordnet, b) (on the other side of the substrate 2) is disposed, the planar antenna (9) of planar stripline elements (8),
    • c) die Verbindung zwischen den integrierten Schaltungen ( 5 ) und den Streifenleitungselementen ( 8 ) ist in dem Substrat ( 2 ) integriert. c) the connection between the integrated circuits (5) and the stripline elements (8) is integrated in the substrate (2).
  2. 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus auf beiden Seiten des Substrats ( 2 ) angeordneten flächenhaften und streifenförmigen Leitern ( 11 , 12 , 13 , 14 ) besteht, welche mittels Durchkontaktierungen ( 15 ) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. 2. A compound according to claim 1, characterized in that it comprises on both sides of the substrate (2) arranged planar and the strip-shaped conductors (11, 12, 13, 14) which are connected by means of vias (15) electrically conductive with each other.
  3. 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus auf den Außenflächen des Substrats ( 2 ) und einer Isolierschicht ( 17 ) angeordneten Streifenleitern ( 19 , 20 ) und einem in einer leitenden Schicht ( 18 ) zwischen den Platten angeordneten Koppelschlitz ( 21 ) besteht. 3. A compound according to claim 1, characterized in that it consists on the outer surfaces of the substrate (2) and an insulating layer (17) arranged strip conductors (19, 20) and a in a conductive layer (18) between the plates arranged coupling slot (21 ) consists.
  4. 4. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ( 7 ) mit einem Schutzgas, wie Stickstoff, gefüllt ist. 4. A compound according to claims 1 to 3, characterized in that the housing (7) is filled with a protective gas, such as nitrogen.
  5. 5. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Substratwerkstoff ein Hartsubstrat, wie Quarzglas oder Aluminiumoxydkeramik verwendet ist. 5. A compound according to claims 1 to 4, characterized in that the substrate material is a hard substrate such as quartz glass or aluminum oxide ceramic is used.
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