KR20200100634A - 제1 및 제2 유전체 부분들을 가지는 유전체 공진기 안테나 - Google Patents

제1 및 제2 유전체 부분들을 가지는 유전체 공진기 안테나 Download PDF

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KR20200100634A
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Abstract

전자기 장치는 : 근위단 및 원위단을 가지는 제1 유전체 부분(FDP) - FDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함함 -; 및 근위단 및 원위단을 가지는 제2 유전체 부분(SDP) - SDP의 근위단은 FDP의 원위단에 근접하여 배치되고, SDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함함 -를 포함하는 유전체 구조를 포함하고, 및 FDP의 유전체 물질은, SDP의 유전체 물질의 평균 유전체 상수보다 큰 평균 유전체 상수를 가진다.

Description

제1 및 제2 유전체 부분들을 가지는 유전체 공진기 안테나
본 발명은 일반적으로 전자기 장치, 특히 유전체 공진기 안테나(dielectric resonator antenna; DRA) 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 DRA 시스템 내에 복수의 유전체 구조와 관련된 이득, 반사 손실 및 절연을 향상시키기 위해 제1 및 제2 유전체 부분들을 가지는 DRA 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 미국 출원 일련 번호 No.2018년 1월 14일에 출원된 16/246892는 2018년 2월 21일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 62/633,256의 이점을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다. 이 출원은 또한 미국의 이익을 주장한다. 2019년 1월 14일에 출원된 출원 일련 번호 16/246880은 2018년 1월 15일 출원된 미국 가출원 제 62/617,358 호의 이익을 주장하며, 이들의 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다.
현존하는 DRA 공진기 및 어레이가 의도된 목적에 적합할 수 있지만, DRA의 기술은 예를 들어, 제한된 대역폭, 제한된 효율, 제한된 이득, 제한된 방향성 또는 복잡한 제조 기술 등의 기존의 단점을 극복할 수 있는 원거리 분야에서 높은 지향성을 가지는 고이득 DRA 시스템을 구축하기 위해 개선된 DRA 구조로 발전될 것이다.
일 실시예는 근위단 및 원위단을 가지는 제1 유전체 부분(FDP) - FDP는 공기 이외의 유전체 물질을 가짐 -; 및 근위단 및 원위단을 가지는 제2 유전체 부분(SDP) - SDP의 근위단은 FDP의 원위단에 근접하게 배치됨, SDP는 공기 이외의 유전체 물질을 가짐 -;을 포함하고, FDP의 유전체 물질은 SDP의 유전체 물질의 평균 유전체 상수보다 큰 평균 유전체 상수를 가진다.
일 실시예는 전자기 장치 제조 방법을 포함하고, 방법은 기판을 제공하는 단계; 기판 상에 복수의 제1 유전체 부분(FDP)들을 배치하는 단계 - 복수의 FDP들 중 각각의 FDP는 근위단 및 원위단을 가지고 공기 이외의 유전체 물질을 포함하고, 각각의 FDP의 근위단은 기판 상에 배치됨 - ; 각각의 FDP에 근접한 제2 유전체 부분(SDP)을 배치하는 단계 - 각각의 SDP는 근위단 및 원위단을 가짐, 각각의 SDP의 근위단은 대응하는 FDP의 원위단에 근접하여 배치되고, 각각의 SDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함하고, 각각의 FDP의 유전체 물질은 대응하는 SDP의 유전체 물질의 평균 유전체 상수보다 큰 평균 유전체 상수를 가지고, 각각의 FDP 및 대응하는 SDP는 유전체 구조를 형성함 -를 포함한다.
일 실시예는 적어도 하나의 유전체 물질로 형성된 적어도 하나의 렌즈 부분을 포함하고, 적어도 하나의 렌즈 부분은 적어도 하나의 유전체 물질의 경계에 의해 윤곽이 형성된 캐비티를 가지는 전자기 유전체 렌즈들을 포함한다.
본 발명의 상기 특징들 및 장점들 및 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면과 관련하여 다음의 본 발명의 상세한 설명으로부터 쉽게 명백해진다.
유사한 구성 요소들이 첨부 도면들에서 동일하게 번호가 매겨지는 예시적인 비-제한적 도면들을 참조하면 :
도 1a는 일 실시예에 따른 전자기(EM) 장치의 유닛 셀의 회전된 투시도(perspective view)를 도시하고;
도 1b는 일 실시예에 따른, 도 1a의 유닛 셀의 측면도를 도시하고;
도 1c는 일 실시예에 따른, 도 1a에 도시된 것과 다른 유닛 셀의 회전된 투시도를 도시하고;
도 1d는 일 실시예에 따른, 도 1c의 유닛 셀의 측면도를 도시하고;
도 2는 일 실시예에 따른, 도 1b 및 1d의 것과 유사하지만 대안적인 유닛 셀의 측면도를 도시하고;
도 3은 일 실시예에 따른, 도 1b, 1d 및 2의 것과 유사하지만 대안적인 유닛 셀의 측면도를 도시하고;
도 4는 일 실시예에 따른, M=6인 도 1b의 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 5a는 일 실시예에 따른, M=2인 도 1b의 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 5b는 일 실시예에 따른, 도 5a의 MxN 어레이의 분해된 어셈블리의 측면도를 도시하고;
도 6a는 일 실시예에 따른, 도 5a의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 6b는 일 실시예에 따른, 도 6a의 MxN 어레이의 분해된 조립체의 측면도를 도시하고;
도 7a는 실시예에 따른, 도 5a 및 6a의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 7b는 일 실시예에 따른, 도 7a의 MxN 어레이의 분해된 어셈블리의 측면도를 도시하고;
도 8a는 일 실시예에 따라, 도 6a의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 8b는 일 실시예에 따른, 도 7a의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 9a는 실시예에 따른, 도 8a의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 9B는 도 9A의 상세 9B의 확대도를 도시하고;
도 10은 일 실시예에 따른, 도 9a의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 11은 일 실시예에 따른, 도 5A의 것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 12는 일 실시예에 따른, 도 11의 그것과 유사하지만 대안적인 복수의 유닛 셀의 MxN 어레이의 측면도를 도시하고;
도 13은 일 실시예에 따른, M = 2 및 N = 2인 기판상의 복수의 제1 유전체 부분의 MxN 어레이의 평면도를 도시하고;
도 14a는 일 실시예에 따른, M = 2 및 N = 2인 연결 구조를 통해 상호 연결된 복수의 제2 유전체 부분 및 복수의 마운트 부분의 MxN 어레이를 포함하는 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 14b는 일 실시예에 따른, 도 14a의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 15는 일 실시예에 따른, 도 14a 내지도 14b의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 16은 일 실시예에 따른, 도 14a 내지도 15의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른, 도 14a 내지 16의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 18은 일 실시예에 따른, 도 14a 내지도 17의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 19는 일 실시예에 따른, 도 14a 내지도 18의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 20은 일 실시예에 따른, 도 14a 내지도 19의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 21은 일 실시예에 따른, 도 14a-20의 것과 유사하지만 대안적인 모놀리식 구조의 평면도를 도시하고;
도 22는 일 실시예에 따른 수학적 모델링 성능 특성을 싱글 유닛 셀로 도시하고; 및
도 23은 일 실시예에 따른, 상기 실시예에 따른 유닛 셀의 S(1, 1) 반사 손실 성능 특성을 유사한 유닛 셀과 비교하지만, 실시예에 따른 요소가 없는 수학적 성능 특성을 도시한다.
하기의 상세한 설명은 예시의 목적으로 많은 세부 사항을 포함하지만, 당업자는 다음의 세부 사항에 대한 많은 변형 및 변경이 청구항의 범위 내에 있음이 인식될 것이다. 따라서, 다음의 예시적인 실시예는 청구된 발명에 대한 일반성을 잃지 않고 제한을 부과하지 않는다.
다양한 도면들 및 첨부된 텍스트에 의해 도시되고 설명된 바와 같은 실시예는 제1 유전체 부분 및 제1 유전체 부분에 대해 전략적으로 배치된 제2 유전체 부분을 가지는 유전체 구조 형태의 전자기 장치를 제공하여, 적어도 제1 유전체 부분이 원거리 장에서 전자기 장을 방사(예를 들어, 전자기 공진 및 방사)하기 위해 전자기적으로 여기될 때, 개선된 이득, 개선된 대역폭, 개선된 반사 손실 및/또는 개선된 절연을 제공한다. 일 실시예에서, 제1 유전체 부분만이 원거리 장에서 전자기 장을 방사하도록 전자기적으로 여기된다. 다른 실시예에서, 제1 유전체 부분 및 제2 유전체 부분은 원거리 장에서 전자기 장을 방사하도록 전자 기적으로 여기된다. 제1 유전체 부분만이 원거리 장에서 전자기 장을 방사하기 위해 전자 기적으로 여기되는 실시예에서, 제1 유전체 부분은 전자기 유전체 공진기로서 보여 질 수 있고, 제2 유전체 부분은 유전체 전자기 빔 셰이퍼로서 보일 수 있다. 제1 유전체 부분 및 제2 유전체 부분이 원거리 장에서 전자기 장을 방사하도록 전자기적으로 여기되는 실시예에서, 제1 유전체 부분과 제2 유전체 부분의 조합은 전자기 유전체 공진기로 보일 수 있고, 제2 유전체 부분은 또한 유전체 전자기 빔 셰이퍼로 보일 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 구조는 전-유전체 구조(예를 들어, 매장된 금속 또는 금속 입자가 없음)이다.
도 1a 및 도 1b는 제1 유전체 부분(2020) 및 제2 유전체 부분(2520)으로 구성된 유전체 구조(2000)를 가지는 전자기(EM) 장치(1000)를 도시한다. 제1 유전체 부분(2020)은 근위단(2040) 및 원위단(2060)을 가지며, 제1 유전체 부분(2020)은 근위단(2040)으로부터 직교하는 x, y, z 좌표 시스템의 z-축과 평행하게 배향된 원위단(2060)으로의 돌기 방향을 갖는 3 차원(3D) 형상(2080)을 가진다. 직교 x, y, z 좌표 시스템의 z-축은 x-z, y-z 및 관련 제1 유전체 부분(2020)의 중심 수직 축과 정렬되고 일치하고, x-y 평면은 다양한 도면에 도시된 바와 같이 배향되며, z-축은 EM 장치(1000)의 기판에 직교한다. 즉, z'- 축이 EM 장치(1000)의 기판에 직교하지 않는 회전적으로 변환된 직교 x ', y', z ' 좌표 시스템(rotationally translated orthogonal x', y', z' coordinate system)이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 및 모든 그러한 직교 좌표 시스템이 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 예상되고 고려된다. 제1 유전체 부분(2020)은 공기 이외의 유전체 물질, Dk 물질을 포함하지만, 일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)이 공기의 내부 영역인 경우, 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 공기, 진공 또는 다른 가스의 내부 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)은 반구형 돔 형태, 또는 수직 측벽 및 돔형 탑 또는 원위단(2060)을 가지는 가늘고 긴(elongated) 돔 형태, 또는 일반적으로 볼록한 원위단(2060) 형태의 3D 형상을 가진다. 일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)은 반구형 돔을 형성하기 위해 유전체 쉘의 층 배열을 포함할 수 있으며, 각각의 연속적으로 바깥쪽으로 배치된 층은 실질적으로 내장되고 인접한 안쪽으로 배치된 층과 직접 접촉한다. 제2 유전체 부분(2520)은 근위단(2540) 및 원위단(2560)을 가지고, 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2540)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)에 근접하여 배치되어 유전체 구조(2000)를 형성한다. 제2 유전체 부분(2520)은 공기 이외의 유전체 물질을 포함한다. 제2 유전체 부분(2520)은 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2540)에 근접한 제1 x-y 평면 단면적(2580) 및 근위단(2540)과 원위단 사이의 제2 x-y 평면 단면적(2600)을 가지는 3D 형상을 가진다. 여기서 제2 x-y 평면 단면적(2600)은 제1 x-y 평면 단면적(2580)보다 크다. 일 실시예에서, 제1 x-y 평면 단면적(2580) 및 제2 x-y 평면 단면적(2600)은 원형이지만, 일부 다른 실시예에서는 타원형이거나 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 다른 형상일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520)은 제2 x-y 평면 단면적(2600)과 원위단(2560) 사이에 배치된 제 3 x-y 평면 단면적(2640)을 가지고, 여기서 제 3 x-y 평면 단면적(2640)은 제2 x-y 평면 단면적(2600)보다 크다. 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520)의 원위단(2560)은 평면이다. 일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)의 유전체 물질은 제2 유전체 부분(2520)의 유전체 물질의 평균 유전체 상수보다 큰 평균 유전체 상수를 가진다. 일 실시예에서, 유전체 구조(2000)는 예를 들어 내장된 금속 또는 금속 입자가 없는 전-유전체 구조이다. 일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)은 싱글 유전체 물질이다.
일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)의 유전체 물질은 10보다 크거나 같은 평균 유전체 상수를 가지고, 제2 유전체 부분(2520)의 유전체 물질은 9보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가진다. 대안적으로, 제1 유전체 부분(2020)의 물질의 평균 유전체 상수는 11보다 크거나 같고, 제2 유전체 부분(2520)의 유전체의 평균 유전체 상수는 5보다 작거나 같다. 또한 대안적으로, 제1 유전체 부분(2020)의 유전체 물질은 12보다 크거나 같은 평균 유전체 상수를 가지고, 제2 유전체 부분(2520)의 유전체 물질은 3보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가진다. 또한 대안적으로, 제1 유전체 부분(2020)의 유전체 물질은 10보다 크거나 같고 20보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가지며, 그리고 제2 유전체 부분(2520)의 유전체 물질은 2보다 크거나 같고 9보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가진다. 또한 대안적으로, 제1 유전체 부분(2020)의 유전체 물질은 10보다 크거나 같고 15보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가지며, 그리고 제2 유전체 부분(2520)의 유전체 물질은 2보다 크거나 같고 5보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가진다. 또한 대안적으로, 제2 유전체 부분(2520)의 유전체 물질은 공기의 유전체 상수보다 크고 9보다 작거나 같은 평균 유전체 상수를 가진다.
일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520)은 전체 최대 높이(HS) 및 전체 최대 너비(WS)를 가지고, 여기서 HS는 WS보다 크다. 일 실시예에서 HS는 WS의 1.5배보다 크거나 같다. 대안적인 일 실시예에서, HS는 WS의 2배보다 크거나 같다.
일 실시예에서, 제1 유전체 부분(2020)은 전체 최대 높이(HF) 및 전체 최대 너비(WF)을 가지고, 여기서 HS는 HF보다 크고 WS는 WF보다 크다. 일 실시예에서, HS는 HF의 5배보다 크고, WS는 WF의 1.2배보다 크다.
일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520)은 근위단(2540)에 근접한 제1 서브 부분(2519) 및 원위단(2560)에 근접한 제2 서브 부분(2521)을 가지고, 여기서 제2 x-y 평면 단면적(2600)은 제1 서브 부분(2519) 내에 포함되고, 제 3 x-y 단면적(2640)은 제2 서브 부분(2521) 내에 포함된다. 일 실시예에서, 제1 서브 부분(2519)은 직경 W1을 갖는 원통형 3D 형상을 가지며, 제2 서브-부분(2521)은 WS의 직경이 WS의 W1보다 커지도록 더 작은 직경의 W1을 갖는 원뿔대(frustoconical) 3D 형상을 가진다. 일 실시예에서, 직경 W1은 직경 WF보다 크다.
실시예에서, 이제도 1c 및 도 1d를 참조하면, 유사한 특징이 동일하게 번호가 매겨지는 EM 장치(1000)와 유사한 EM 장치(1001)는 도 1a 및 1b의 제2 유전체 부분(2520)과 유사한 제2 유전체 부분(2550)을 가지지만, 제2 유전체 부분(2550)의 나머지 외부 몸체 부분의 유전체 상수보다 작은 유전체 상수를 갖는 물질로 제조된 제2 유전체 부분(2550) 내에 내부 영역(2700)을 갖는다. 일 실시예에서, 내부 영역(2700)은 공기이다. 일반적으로, 제2 유전체 부분(2550)의 외부 몸체 부분은 제1 유전체 상수를 가지는 유전체 물질로 제조되고, 내부 영역(2700)은 제1 유전체 상수보다 작은 제2 유전체 상수를 가지는 유전체 물질로 제조된다. EM 장치(1001)의 다른 특징은 EM 장치(1000)의 다른 특징과 유사하거나 동일하다.
이제 도 2 및 도 3을 참조하고, 여기서, 도 2는 EM 장치(1002)를 도시하고, 도 3은 EM 장치(1003)를 도시하고, 두 EM 장치(1002, 1003)는 유사한 특징들이 동일하게 번호가 매겨지는 EM 장치(1000)와 유사하다.
일 실시예에서, 도 2에 도시된 EM 장치(1002)는 도 1a 및 1b의 제2 유전체 부분(2520)과 유사한 제2 유전체 부분(2522)을 가지지만, 제2 유전체 부분(2522)의 전체 높이 HS에 걸쳐 연장되는 직경 W1을 갖는 원통 형상을 가진다. 즉, 제2 유전체 부분(2522)은 EM 장치(1000)의 제2 유전체 부분(2520)의 제1 서브 부분(2519)의 확장된 버전과 유사하다. 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2522)은 전체 최대 높이 HS 및 전체 최대 너비 W1을 가지고, 여기서 HS는 W1보다 크다. 일 실시예에서, HS는 W1의 1.5배보다 크거나 같다. 대안적으로, 일 실시예에서, HS는 W1의 2배보다 크거나 같다.
일 실시예에서, 도 3에 도시된 EM 장치(1003)는 EM 장치(1002)의 제2 유전체 부분(2522)과 유사한 최대 전체 너비(W1) 및 최대 전체 높이(HS)를 가지는 제2 유전체 부분(2523)을 가지지만, 실질적으로 수직 측벽을 가지는 하위 부분(lower portion)(2524)를 3D 형상으로 가지며, 및 절단된 타원체 형상(truncated ellipsoidal shape)을 가지는 상위 부분(upper portion)(2525)을 포함한다. 도 3을 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d 및 도 2와 비교하면, 제1 유전체 부분(2020)이 볼록한 원위단(2060)을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 제2 유전체 부분(2523)은 또한 볼록한 원위단(2560)을 가질 수 있음을 알 수 있다. 실시예에서, 제2 유전체 부분(2523)은 전체 최대 높이 HS 및 전체 최대 너비 W1을 가지며, 여기서 HS는 W1보다 크다. 일 실시예에서, HS는 W1의 1.5배보다 크거나 같다. 대안적으로, 일 실시예에서, HS는 W1의 2배보다 크거나 같다.
본 명세서에 개시된 바와 같이 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522)의 높이 대 폭 너비를 배열함으로써, 더 높은 TE(transverse electric) 모드가 지원되며, 이는 더 넓은 원거리 TE 복사 대역폭을 초래한다(yield).
일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)과 직접적으로 접촉하여 배치된다. 그러나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 λ의 5배보다 작거나 같은 거리에 배치되고, 여기서 λ는 EM 장치(1000)의 작동 중심 진동수에서의 자유 공간 파장이고, 도 1b에서 점선(2530)으로 도시되어 있다. 대안적으로, 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 λ의 3배보다 작거나 같은 거리에 배치된다. 대안적으로, 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 λ의 2배보다 작거나 같은 거리에 배치된다. 대안적으로, 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 λ보다 작거나 같은 거리에 배치된다. 대안적으로, 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 λ의 1/2배보다 작거나 같은 거리에 배치된다. 대안적으로, 일 실시예에서, 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 λ의 1/10배보다 작거나 같은 거리에 배치된다.
이제 도 4를 참조한다. 도 4는 본 명세서에 개시된 복수의 유전체 구조들(2000)을 어레이(3000)로 도시한다. 도 4는 본 명세서에 개시된 복수의 유전체 구조들(2000)을 어레이(3000)로 도시한다. 여기서 복수의 유전체 구조들(2000)의 각각의 하나의 각각의 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 연결 구조(4000)를 통해 각각의 다른 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523) 중 적어도 하나에 물리적으로 연결된다. 일 실시예에서, 각각의 연결 구조(4000)는 예를 들어 복수의 유전체 구조(2000) 중 하나의 전체 외부 크기, WS 또는 HS와 비교하여(페이지의 평면에서) 비교적 얇다. 일 실시예에서, 각각의 연결 구조(4000)는 비-기체 유전체 물질로 형성되고, 각각의 연결된 유전체 구조(2000)의 전체 높이 HS보다 작은 단면 전체 높이 HC를 가진다. 일 실시예에서, 각각의 연결 구조(4000) 및 관련 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 싱글 모놀리식 구조(5000)를 형성한다. 일 실시예에서, 각각의 연결 구조(4000)는 관련된 EM 장치(1000)가 작동하는 대응하는 작동 중심 진동수의 자유 공간 파장 λ보다 작은 단면 전체 높이 HC를 가진다. 실시예에서, 연결 구조(4000)는 대응하는 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)의 유전체와 동일한 유전체로 형성된다. 일 실시예에서, 연결 구조(4000) 및 대응하는 제2 유전체 부분(2520, 2521, 2522, 2523)은 연속적인 심리스 구조로서 전술한 싱글 모놀리식 구조(5000)를 형성한다.
전술한 도면을 전체적으로 참조하고, 특히 도 4를 참조하면, 유전체 구조(2000)의 EM 장치(1000, 1001, 1002, 1003) 또는 어레이(3000)의 실시예는 개별 구조 또는 유전체 구조 어레이(2000)가 배치되는 기판(3200)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 기판(3200)은 유전체(3140) 및 유전체(3140) 상에 배치된 금속 펜스 구조(3500)를 포함한다. 도 4의 어레이(3000)와 관련하여, 기판(3200)은 적어도 하나의 지지부(3020)를 가지며, 연결 구조(4000)는 적어도 하나의 장착부(4020)를 가진다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 장착부(4020) 각각은 적어도 하나의 지지부(3020)와 일대일 대응 관계로 배치된다.
전술한 도면들을 전체적으로 참조하고, 특히 도 4를 참조하면, EM 장치(1000, 1001, 1002, 1003) 또는 유전체 구조들(2000)의 어레이(3000)의 실시예에서, 금속 펜스 구조(3500)는 전기 전도성 베이스(3514)로 리세스(3512)를 둘러싸는 복수의 전기 전도성 전자기 반사기들(3510)을 포함하고, 복수의 반사기들(3510) 각각은 복수의 유전체 구조들(2000) 중 대응하는 것과 일대일 관계로 배치되고, 및 복수의 유전체 구조들(2000) 각각의 대응하는 하나를 실질적으로 둘러싸도록 배치된다. 일 실시예에서, 금속 펜스 구조(3500)는 단일 금속 펜스 구조이고, 복수의 전기 전도성 전자기 반사기들(3510)은 단일 금속 펜스 구조(3500)와 일체로 형성된다.
일 실시예에서, 각각의 EM 장치(1000, 1001, 1002, 1003)는 주어진 유전체 구조(2000)를 전자기적으로 여기시키기 위한 신호 피드(3120)를 포함하고, 여기서 신호 피드(3120)는 유전체(3140)를 통해 금속 펜스 구조(3500)로부터 분리되며, 일 실시예에서 공기 이외의 유전체 매개체다. 일 실시예에서, 신호 피드(3120)는 슬롯형 개구(3130)를 가지는 마이크로스트립이다(예를 들어, 도 1a 참조). 그러나, 주어진 유전체 구조(2000)의 여기는, 구리 와이어, 동축 케이블, 마이크로스트립(예를 들어, 슬롯형 개구), 스트립라인(예를 들어, 슬롯형 개구), 도파관, 표면 일체형 웨이브가이드, 기판 일체형 웨이브가이드 또는 전도성 잉크와 같은, 각각의 유전체 구조(2000)에 전자기적으로 결합된 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 신호 피드에 의해 제공될 수 있다. 전자기적으로 결합된 어구는 두 위치 사이의 물리적 접촉을 포함하지 않고 전자기 에너지를 한 위치에서 다른 위치로 의도적으로 전달하는 것을 의미하고, 본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 보다 구체적으로, 관련된 유전체 구조(2000)의 전자기 공진 모드와 일치하는 전자기 공진 주파수를 갖는 신호 원 사이의 상호 작용을 지칭하는 기술 용어이다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 유전체 구조(2000)와 상응하는 전자기 반사성 금속 펜스 구조(3500)의 조합 중 하나는 유닛 셀(1020)로 지칭된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유전체(3140) 및 금속 펜스 구조(3500)는 각각 기판(3200)의 적어도 하나의 지지부(3020)의 위치를 정의하는 관통 홀들(3030, 3530)을 각각 축상으로 정렬한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 장착부(4020) 각각은 적어도 하나의 지지부(3020) 각각과 일대일 대응하여 배치된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 장착부(4020) 각각은 적어도 하나의 지지부(3020) 중 대응하는 것에 부착되거나 그렇지 않으면 고정된다. 도 4는 M = 6 인 6 넓이(six-wide)의 복수의 유전체 구조들(2000)을 가지는 MxN 어레이(3000)를 도시한다. 일 실시예에서, N은 또한 6과 같을 수 있거나, 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 수의 유전체 구조(2000)의 수와 같을 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 바와 같이 주어진 어레이에서의 MxN 유전체 구조의 수는 단지 예시 목적이며, M 및 N에 대한 값은 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 수일 수 있음이 인식될 것이다. 이와 같이, 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위 내에 속하는 임의의 MxN 어레이가 예상된다.
이제 도 5a 내지 도 10을 참조한다. 도 5a는 도 4의 어레이(3000)와 유사하게 M = 2이고 N이 제한되지 않는 MxN 어레이(3001)를 도시한다. 유전체(3140) 및 금속 펜스 구조(3500)는 각각 기판(3200)의 각각의 지지부(3020)의 위치를 정의하는 관통 홀들(3030, 3530)을 통해 축상으로 정렬되고, 각각의 장착부(4020)는 유전체(3140) 및 금속 펜스 구조(3500)의 대응하는 관통 홀들(3030, 3530) 내에 각각 배치된다. 도 5b는 전술된 모놀리식 구조(5000)와 유사하게 기판(3200)에 대한 모놀리식 구조(5010)의 조립 전의 도 5a의 어레이(3001)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 어레이(3001)는 연결 구조(4000)를 가지는 연결된 어레이이고, 제2 유전체 부분(2520)의 상부 DK 물질은 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2040)에 도시된 바와 같이, 제1 유전체 부분(2020)의 상부 DK 물질의 모든 면을 커버하고, 제2 유전체 부분(2520)은 도 5a에서 점선(5012)으로 도시된 바와 같이, 제1 유전체 부분(2020)과 직접 밀접하게 접촉한다.
도 6a는 도 5a의 어레이(3001)와 유사하게 M = 2이고 N이 제한되지 않는 MxN 어레이(3002)를 도시하고, 여기서 유전체(3140) 및 금속 펜스 구조(3500)는 각각 기판(3200)의 적어도 하나의 지지부(3020)의 위치를 정의하는 관통 홀들(3030, 3530)을 각각 축상으로 정렬하고, 및 각각의 장착부(4020)는 금속 펜스 구조(3500)의 대응하는 관통 홀들(3530) 내에 배치되지만 관통 홀들(3030)은 유전체(3140)가 아니다. 일 실시예에서, 유전체(3140)의 관통 홀들(3030)은 접착제와 같은 본딩 물질(3012)로 채워져, 도 5a에 도시된 모놀리식 구조(5010)와 유사하게 모놀리식 구조(5020)의 마운트 부분(4020)을 기판(3200)에 고정시킨다. 도 6b는 모놀리식 구조(5020)를 기판(3200)에 조립 전의 도 6a의 어레이(3002)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 어레이(3002)는 연결 구조(4000)를 가지는 연결된 어레이이고, 제2 유전체 부분(2520)의 상부 DK 물질은 제2 유전체 부분(2020)의 상부 DK 물질의 모든 면을 덮지 않고, 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2040)에 도시되어 있다. 여기서 갭(5014)은 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2040)과 제1 유전체 부분(2020)이 배치되는 금속 펜스 구조(3500)의 전기 전도성 베이스(3514) 사이에 존재한다. 제2 유전체 부분(2520)은 도 5a에서 점선(5012)으로 도시된 바와 같이, 제1 유전체 부분(2020)과 직접 밀접하게 접촉한다.
도 7a는 MxN 어레이(3003)를 도시한다. 여기서 M = 2 및 N은 제한되지 않고, 각각 도 5a 및 6a의 어레이(3001, 3002)와 유사하지만, 일부 대안적인 특징이 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 유전체(3140)는 연결 구조(4030)의 유사하지만 대안적인 연결 구조(4030)의 장착부(4020) 영역에 관통 홀이 없고, 금속 펜스 구조(3500)는 장착부(4020)가 안착되는 오목한 지지면(3540)을 가지고, 적어도 하나의 지지부(3020)를 형성한다. 일 실시예에서, 본딩 물질(3012)은 모놀리식 구조(5010, 5020)와 유사하게 모놀리식 구조(5030)의 장착부(4020)를 리세스된 지지면(3540)에 고정시킨다. 도 7b는 모놀리식 구조(5030)를 기판(3200)에 조립 전의 도 7a의 어레이(3003)를 도시한다. 대안적으로, 기판(3200)의 각각의 지지부(3020)는 상향을 향하는 지지면(3540)을 포함하고, 연결 구조(4030)의 각각의 장착부(4020)는 대응하는 상향을 향하는 지지면(3540)과 면대면으로 결합하도록 배치된 하향을 향하는 장착면(4024)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 어레이(3003)는 연결 구조(4030)를 가지는 연결된 어레이이고, 제2 유전체 부분(2520)의 하부 Dk 물질은 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2040)에 도시된 바와 같이, 제1 유전체 부분(2020)의 상부 Dk 물질의 모든 면을 커버하지 않는다. 여기서 갭(5014)은 제2 유전체 부분(2520)의 근위단(2040)과 제1 유전체 부분(2020)이 배치되는 금속 펜스 구조(3500)의 전기 전도성 베이스(3514) 사이에 존재한다. 제2 유전체 부분(2520)은도 7a의 갭(5016)에 의해 도시된 바와 같이, 제1 유전체 부분(2020)의 원위단(2060)으로부터 거리를 두고 배치된다. 도 7a의 연결 구조(4030)와도 5a의 연결 구조(4000)를 비교할 때, 연결 구조(4000)는 단면 전체 높이 HC를 가지고, 연결 구조(4030)는 단면 전체 높이 HC1을 가지고, 여기서 HC1은 HC보다 작다. 일 실시예에서, HC1은 λ의 1 배보다 작거나 같고, 여기서 λ는 EM 장치(1000)의 작동 중심 진동수에서의 자유 공간 파장이다. 대안적으로, 일 실시예에서, HC1은 λ의 1/2배보다 작거나 같다. 대안적으로, 일 실시예에서, HC1은 λ의 1/4배보다 작거나 같다. 대안적으로, 일 실시예에서, HC1은 λ의 1/5배보다 작거나 같다. 대안적으로, 일 실시예에서, HC1은 λ의 1/10배보다 작거나 같다.
도 8a는 도 6a의 어레이(3004)와 유사하게 M = 2이고 N이 제한되지 않는 MxN 어레이(3004)를 도시한다. 그러나, 여기서 연결 구조의 높이는 HC와 대조적으로 HC1이다. 도 8 및 도 6a의 다른 유사한 특징들은 동일하게 번호가 매겨져 있다.
도 8b는 갭(5014 및 5016)을 갖는 도 7a의 어레이(3003) 및 조합 물질(3012)를 가지지만 대안적인 장착 특징을 가지는 8A의 어레이(3004)의 조합과 유사하게 M = 2 및 N이 제한되지 않는 MxN 어레이(3005)를 도시한다. 일 실시예에서, 기판(3200)의 각각의 지지부(3020)는 금속 펜스 구조(3500)에 형성된 상향을 향하는 숄더(3024)를 포함하고, 모놀리식 구조(5020)의 각각의 장착부(4020)는 상향을 향하는 숄더(3024), 개구부(opening)와 결합된 장착부(4020)의 감소된 단면 원위단(4026) 또는 금속 펜스 구조(3500)에서의 관통 홀(3534) 중 대응하는 하나 상에 배치되는 하향 대면 숄더(4024)를 포함한다. 장착부(4020)의 원위단(4026) 아래의 금속 펜스 구조(3500)에 형성된 공극(3536)은 모놀리식 구조(5020)을 기판(3200)에 고정시키기 위해 본딩 물질(3012)로 채워진다.
도 6a, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 실시예는 대응하는 장착부(4020)가 금속 펜스 구조(3500)의 관통 홀들(3030, 3530, 3534) 중 대응하는 하나 내에 부분적으로만 배치되는 배열을 포함함을 알 수 있고, 본딩 물질(3012)는 금속 펜스 구조(3500)의 나머지 관통 홀 부분 및 기판(3200)의 대응하는 관통 홀에 적어도 부분적으로 배치된다.
도 8b를 참조하면, 일 실시예는 배열을 포함함을 알 수 있다 연결 구조(4030)의 장착부(4020)는 단차 포스트 엔드(4021)를 가지는 포스트(참조 번호 4020으로 지칭됨)를 형성하고, 스텝-다운 포스트 엔드(4021)는 금속 펜스 구조(3500)의 대응하는 관통 홀(3534) 내에 부분적으로 배치된다. 일 실시예에서, 포스트(4020) 및 스텝-다운 포스트 엔드(4021)는 원통형이다.
도 9a는 도 8a의 어레이(3004)와 유사하지만 대안적인 장착 특징 및 도 9a에 도시된 도 9b 상세도 9b를 갖는 M = 2 및 N이 제한되지 않는 MxN 어레이(3006)를 도시한다. 일 실시예에서, 기판(3200)의 각각의 지지부(3020)는 금속 펜스 구조(3500)에 형성된 하향을 향하는 언더컷 숄더(3062)를 포함하고, 연결 구조(4030)의 각각의 장착부(4020)는 금속 펜스 구조(3500)의 개구부(3532)를 통해 대응하는 하향을 향하는 언더컷 숄더(3022)와 스냅-핏 결합되어 배치된 상향을 향하는 스냅-핏 숄더(4022)를 포함한다. 도 9a 및 9b는 유전체(3140)의 관통 홀(3030)을 도시하지만, 이러한 관통 홀(3030)은 연결 구조(4030)의 스냅-핏 레그(4050)의 크기에 따라 필요하지 않을 수 있음이 인식될 것이다. 일 실시예에서, 스냅-핏 레그(4050)는 개방된 중앙 영역(4042)을 포함하며, 이는 측면부(4054)가 전술된 스냅-핏 결합을 용이하게 하기 위해 안쪽으로 구부러질 수 있게 한다. 장착부(4020)의 원위단에 테이퍼 노즈(tapered nose)(4056)는 개구부(3532)로의 장착부(4020)의 진입을 용이하게 한다.
도 10은 갭(5014 및 5016)을 가지는 도 7a의 어레이(3003) 및 스냅-핏 레그(4050)를 가지는 도 9a의 어레이(3005)의 조합과 유사한 M = 2 및 N이 제한되지 않은 MxN 어레이(3007)를 도시한다. 도 10, 9A 및 7A 사이의 다른 유사한 특징들은 동일하게 번호가 매겨져 있다.
전술한 도 1 내지 도 4의 설명에 의해 도 5a 내지 도 10과 조합하여 알 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 많은 EM 장치 특징은 본 명세서에 개시된 다른 EM 장치 특징과 상호 교환 가능하고 사용 가능하다. 이와 같이, EM 장치 특징의 모든 조합이 본 명세서에서 예시되고 구체적으로 설명되는 것은 아니지만, 당업자는 다른 EM 장치 특징에 대한 하나의 EM 장치 특징의 대체가 본 명세서에 개시된 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 EM 장치 특징의 임의의 및 모든 조합이 본 명세서에 개시된 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려되고 예상된다.
이제 도 11 내지 12를 참조한다.
도 11은 MxN 어레이 3008을 도시하고, 여기서 M = 2 및 N은 제한되지 않으며, 도 5a의 어레이(3001)와 유사하지만, 도 5a에 도시된 연결 구조(4000)는 제외된다. 도 11 및 도 5a 사이의 다른 유사한 특징들은 동일하게 번호가 매겨져 있다.
도 12는 연결 구조(4000)가 없고 도 3에 도시된 것과 유사한 제2 유전체 부분(2523)을 가지는, 도 11의 어레이(3007)와 유사하게 M = 2이고 N이 제한되지 않는 MxN 어레이(3009)를 도시한다. 도 12와 11 사이의 다른 유사한 특징들은 동일하게 번호가 매겨져 있다.
전술한 도 1 내지 12의 설명 및/또는 예시에 의해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 연결 구조(4000)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있으며, 여전히 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예에 따라 수행된다. 이와 같이, 연결 구조를 포함하여 본 명세서에 개시된 임의의 실시예가 그러한 연결 구조를 제외하고 사용될 수 있고, 연결 구조가 제외된 본 명세서에 개시된 임의의 실시예는 이러한 연결 구조와 함께 사용될 수 있다.
이제 MxN 어레이(3040)의 예시적인 평면도의 실시예를 도시한 도 13을 참조한다. 여기서 M = 2 및 N = 2이지만, 본 발명은 2x2 어레이로 제한되지 않는다. 어레이(3040)는 대응하는 제2 유전체 부분(2520, 2523), 연결 구조(4000, 4030) 및/또는 모놀리식 구조(5020)를 제외하는, 각각 도 5a, 6a, 7a, 8a, 8b, 9a, 10에 도시된 전술한 어레이(3001, 3002, 3003, 3004, 3005, 3006, 3007) 중 임의의 것을 대표한다. 도시된 바와 같이, 어레이(3040)는 전기 전도성 전자기 반사기(3510) 및 전기 전도성 베이스(3514)(유전체(3140)이 시야에서 숨겨져 있음), 제1 유전체 부분(2020), 슬롯 공급 개구(3130)(전술된 피드 구조들 중 어느 것으로 대체될 수 있음) 및 지지부(3020)을 가지는 금속 펜스 구조(3500)를 가지는 기판(3200)을 포함한다. 이제 도 13과 조합하여 도 14a를 참조한다. 여기서, 도 14a는 기판(3200)에 조립하기 전의 모놀리식 구조(5010)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 모놀리식 구조(5010)는 복수의 제2 유전체 부분(2520), 복수의 장착부(4020) 및 연결 구조(4000, 4030)를 가진다. 연결 구조(4000, 4030)는 제2 유전체 부분(2520)과 장착부(4020) 사이의 공간을 완전히 채우는 것으로 도시되어 있지만, 이는 단지 설명을 위한 것이며, 연결 구조(4000, 4030)는 단일 구조(5010)을 형성하기 위해 제2 유전체 부분(2520)과 장착부(4020)를 상호 연결하는 연결 브랜치만을 필요로 한다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 도 14a에 도시된 것과 동일한 제2 유전체 부분(2520) 및 장착부(4020)를 도시하지만, 연결 구조(4000, 4030)는 복수의 상호 연결된 리브(ribs)이며, 조합은 모놀리식 구조(5010)를 형성한다. 도 14a와 적어도 도 5a 및 7a 사이의 비교는 연결 구조(4000, 4030)가 공기 또는 일부 비-기체 유전체 물질에 의해 점유될 수 있는 기판(3200)으로부터 떨어진 거리에 배치되는 것을 보여준다. 기판(3200)을 위해 이격된 거리에 배치된 모놀리식 구조(5010)의 부분들은 또한 본 명세서에서 비-부착 영역(non-attachment zone)(4222)으로 지칭된다.
이제, 유전체 구조(2000)의 어레이 레이아웃인 장착부(4020)에 대한 대안적인 배치를 도시하는 도 15 내지 도 21을 참조한다. 여기서 유전체 구조(2000)의 제2 유전체 부분(2520)만이 도 15 내지 21 및 결과적인 연결 구조(4000, 4030)에 도시되어 있다. 도 15에서, 제2 유전체 부분(2520)은 직선 레이아웃으로 배열되고, 장착부(4120)는 제2 유전체 부분(2520)(및 결과적인 유전체 구조(2000))을 완전히 둘러싸도록 배열된다. 도 16에서, 제2 유전체 부분(2520)은 직선 레이아웃으로 배열되고, 장착부(4220)은 제2 유전체 부분(2520)을 부분적으로 둘러싸도록 배열되며, 적어도 하나의 비-부착 영역(4222)이 모놀리식과 기판 사이에 존재한다. 도 17에서, 제2 유전체 부분(2520)은 비-선형 레이아웃(non-rectilinear layout)으로 배열되고, 장착부(4120)는 도 15의 것과 유사하게 제2 유전체 부분(2520)을 완전히 둘러싸도록 배열된다. 도 18에서, 제2 유전체 부분들(2520)은 비-선형 레이아웃으로 배열되고, 장착부들(4320)은 도 15 및 17의 그것과 유사하게 제2 유전체 부분들(2520)을 완전히 둘러싸도록 배열되지만, 예를 들어 어레이의 코너들과 같은 전략적 위치들에 배치된 추가의 더 두꺼운 장착부들(4322)이 추가된다. 도 19에서, 제2 유전체 부분들(2520)은 비-선형 레이아웃으로 배열되고, 장착부들(4222)은도 18에 도시된 주변 장착부들(4320)이 제외된 도 18에 도시된 추가의 더 두꺼운 장착부들(4322)을 통해 형성되어, 적어도 모놀리식과 기판 사이에 하나의 비-부착 영역(4222)이 존재한다. 도 20에서, 제2 유전체 부분(2520)은 비-선형 레이아웃으로 배열되고, 장착부(4420)는 도 18에 도시된 주변 장착부들(4320)의 일부와 함께 도 18에 도시된 추가의 두꺼운 장착부(4322)을 통해 형성되며, 하나 이상의 비-부착 영역(4222)이 모놀리식과 기판 사이에 존재하게 한다. 도 21에서, 제2 유전체 부분(2520)은 비-선형 레이아웃으로 배열되고, 장착부(4520)는 도 18에 도시된 추가 두꺼운 장착부(4322)을 통해 형성되며, 그 결과 주변 장착부들(4320)의 추가 부분이 도 18에 도시된다. 모놀리식과 기판 사이에 적어도 하나의 비-부착 영역(4222)이 존재한다. 도 15 내지 도 21의 연결 구조들(4000, 4030)은 본원의 개시 내용과 일치하는 임의의 방식으로 대응하는 장착부들(4120, 4220, 4222, 4320, 4322, 4420, 4520) 및 제2 유전체 부분들(2520)을 상호 연결하도록 형성될 수 있다.
전술한 내용으로부터, 본 발명의 실시예는 EM 장치(1000)를 포함하는 것으로 인식될 것이다. 여기서 기판(3200)의 적어도 하나의 지지부(3020)와 연결 구조(4000, 4030)의 적어도 하나의 장착부(4020, 4120, 4220, 4222, 4320, 4322, 4420, 4520)의 대응하는 하나는 서로 부착되어 어레이(3000, 3001, 3002, 3003, 3004, 3005, 3006, 3007, 3008, 3009)의 제1 유전체 부분들(2020) 각각을 제1 부착 구역(4020, 4120, 4220, 4222, 4320, 4322, 4420, 4520)을 정의하기 위해 부착된다. 기판(3200)은 서로 부착되어 제2 부착 구역(제1 유전체 부분(2020)과 기판(3200) 사이의 접촉 영역의 집합)과 싱글 모놀리식 구조(5000, 5010) 사이의 구역을 형성하고 제1 부착 구역 또는 제2 부착 구역 이외의 기판(3200)은 비-부착 구역(4222)을 형성한다. 일 실시예에서, 제1 부착 구역은 제2 부착 구역을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 대안적으로 실시예에서, 제1 부착 구역은 제2 부착 구역을 완전히 둘러싼다.
전술한 내용으로부터, 본 명세서에 개시된 내용과 일치하는 실시예를 제공하기 위해, 장착부 및 연결 구조뿐만 아니라 유전체 구조의 레이아웃을 구성하기에는 너무나 많은 변형이 존재한다는 것이 인식될 것이다. 본 명세서의 개시와 일치하는 임의의 모든 이러한 구성이 본 명세서에 개시된 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려되고 예상된다.
본 명세서에 개시되고 일반적으로 도 7a, 13 및 14a에 의해 대표되는 예시적인 실시예의 장점을 나타내는 수학적 모델링 데이터를 도시하는 도 22 내지 도 23을 참조한다. 도 22는 싱글 방사 유전체 구조(2000)에 대한 성능 특성, 보다 특히 dBi 이득 및 S(1, 1) 반사 손실을 도시한다. 도 22는 본 명세서에 개시된 실시예의 제1 유전체 부분(2020) 및 제2 유전체 부분(2520)을 모두 갖는 성능 특성, 보다 특히 단일 유닛 셀(1020)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 대역폭은 69GHz와 85GHz 사이에서 -10dBi에서 21 %이며, 이득은 21 % 대역폭에서 79GHz에서 12.3dBi의 피크로 실질적으로 일정하며, 21 % 대역폭에서 3 개의 공진 모드는 TE 모드, TE01, TE02, TE03이다. 도 22는 단일 방사 유전체 구조(2000)에 대한 성능 특성, 보다 특히 dBi 이득 및 S(1, 1) 반사 손실을 도시하고, 도 22는 본 명세서에 개시된 실시예의 제1 유전체 부분(2020) 및 제2 유전체 부분(2520)을 모두 갖는 성능 특성, 보다 특히 싱글 유닛 셀(1020)을 도시한다. 커브(2300)는 제2 유전체 부분(2520)을 가지는 S(1, 1) 특성을 도시하고, 커브(2310)는 제2 유전체 부분(2520)이 없는 S(1, 1) 특성을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 제2 유전체 부분(2520)의 사용은 69GHz 내지 85GHz의 작동 진동수 범위에서 최소 40dBi만큼 최소 반사 손실을 향상시킨다.
전술한 점을 고려하여, 본 명세서에 개시된 바와 같은 EM 장치(1000)는 상이한 중심 진동수에서 적어도 2개의 공진 모드를 갖는 작동 진동수 범위를 갖도록 작동 가능하고, 여기서 공진 모드 중 적어도 하나는 제2 유전체 부분(2520)의 존재에 의해 지지된다. 일 실시예에서, 적어도 2개의 공진 모드는 TE 모드이다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 EM 장치(1000)는 상이한 중심 진동수에서 적어도 3개의 공진 모드를 갖는 작동 진동수 범위를 갖도록 작동 가능하고, 여기서 적어도 3개의 공진 모드 중 적어도 2개는 제2 유전체 부분(2520)의 존재에 의해 지지된다. 일 실시예에서, 적어도 3개의 공진 모드는 TE 모드이다. 일 실시예에서, EM 장치(1000)는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 가지도록 작동 가능하고, 제2 유전체 부분(2520)의 제거는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 5dBi 이상, 대안적으로, 10 dBi 이상, 대안적으로 20 dBi 이상, 대안적으로 30 dBi 이상, 및 대안적으로 40 dBi 이상 증가시킨다.
전술한 모든 것을 고려하여, EM 장치 특징의 특정 조합이 본 명세서에 설명되었지만, 이들 특정 조합은 단지 설명을 위한 것이며 본 명세서에 개시된 임의의 EM 장치 특징의 임의의 조합이 본 발명의 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 임의의 및 모든 이러한 조합이 본 명세서에서 예상되고 본 명세서에 개시된 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려된다.
도 1c, 1d 및 적어도 도 4를 다시 참조하면, 일 실시예는 제2 유전체 부분(2550)을 포함하고, 대안적으로, 여기서는 적어도 하나의 유전체 물질로 형성된 적어도 하나의 렌즈 부분(본 명세서에서 참조 번호 2550으로도 지칭됨)을 가지는 전자기(EM) 유전체 렌즈들로 지칭되고, 여기서 적어도 하나의 렌즈 부분(2550)은 적어도 하나의 유전체 물질의 경계에 의해 윤곽이 형성된 캐비티(2700)를 가진다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 렌즈 부분(2550)은 복수의 층으로 된 렌즈들 부분들(점선 2552로 표시됨)으로 형성된다. 일 실시예에서, 복수의 렌즈 부분들(2550, 2552)은 어레이로 배열된다(예를 들어, 도 4의 어레이(3000) 참조). 일 실시예에서, 복수의 렌즈 부분들(2550, 2552)은 연결되고(예를 들어, 도 4의 연결 구조(4000) 참조), 복수의 렌즈 부분들(2550, 2552)의 연결은 적어도 하나의 유전체 물질에 의해 제공된다. 일 실시예에서, EM 유전체 렌즈들(2550)는 전-유전체 구조이다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 EM 장치(1000)의 구조의 전술한 설명을 고려하여, 실시예는 또한 다음을 포함하는 이러한 EM 장치(1000)를 제조하는 방법을 포함하는 것으로 인식될 것이다. : 기판을 제공하는 단계; 기판 상에 복수의 제1 유 전부(FDP)를 배치하는 단계 - 복수의 FDP의 각각의 FDP는 근위단을 가짐, 원위단은 공기 이외의 유전체 물질을 형성함, 각각의 FDP의 근위단은 기판 상에 배치됨 -; 각각의 FDP에 근접한 제2 유전체 부분(SDP)을 배치하는 단계 - 각각의 SDP는 근위단 및 원위단을 가짐, 각각의 SDP의 근위단은 대응하는 FDP의 원위단에 근접하여 배치됨, 각각의 SDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함함, 각각의 FDP의 유전체 물질은 대응하는 SDP의 유전체 물질의 평균 유전체 상수보다 큰 평균 유전체 상수를 가지며, 각각의 FDP 및 상응하는 SDP는 유전체 구조를 형성함 -. 방법의 일 실시예에서, 각각의 SDP는 비-기체 유전체 물질로 형성된 연결 구조를 통해 SDP 중 적어도 하나에 물리적으로 연결되고, 연결 구조 및 연결된 SDP는 싱글 모놀리식 구조를 형성한다. 방법의 실시예에서, SDP를 배치하는 단계는 각각의 FDP에 근접한 싱글 모놀리식 구조를 배치하는 단계를 포함한다. 방법의 실시예에서, 싱글 모놀리식 구조는 심리스 연속 구조를 갖는 싱글 유전체 물질이다. 방법의 실시예에서, 방법은 싱글 모놀리식 구조를 기판에 부착하는 단계를 더 포함한다. 방법의 일 실시예에서, 부착하는 단계는 싱글 모놀리식 구조의 포스트를 기판의지지 플랫폼에 본딩을 통해 부착하는 단계를 포함한다. 방법의 일 실시예에서, 부착하는 단계는 싱글 모놀리식 구조의 스냅-핏팅, 스냅-핏 포스트를 통해 기판의 숄더 홀에 부착하는 단계를 포함한다. 방법의 일 실시예에서, 부착하는 단계는 싱글 모놀리식 구조의 스텝-다운 포스트를 기판의 관통 홀에만 부분적으로 부착하는 단계 및 관통 홀에 본딩 물질을 적용하여 포스트를 기판에 본딩하는 단계를 포함한다. 본 방법의 실시예에서, 유전체 구조는 전-유전체 구조이다.
본 발명이 예시적인 실시예들을 참조하여 본 명세서에서 설명되었지만, 다양한 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에 의해 인식될 것이다. 청구항의 범위를 벗어나지 않으면서 그와 동등한 요소가 그 요소로 대체될 수 있다. 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면 서 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 물질을 적응시키기 위해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최선의 또는 유일한 모드로서 본 명세서에 개시된 특정 실시예 또는 실시예로 제한되지 않지만, 그러나 본 발명은 첨부된 청구 범위의 범주 내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것이다. 도면 및 설명에서, 예시적인 실시예가 개시되고, 특정 용어 및/또는 크기가 이용될 수 있지만, 이들은 달리 언급되지 않는 한, 일반적인 예시적이고/또는 설명적인 의미로만 사용되며 제한을 목적으로 하지 않으며, 따라서 청구 범위의 범위는 제한되지 않는다. 층, 필름, 영역, 기판 또는 다른 기술된 특징과 같은 요소가 다른 요소 "위에"있다고 언급될 때, 다른 요소에 바로 위에 있을 수도 있고, 중간에 있는 요소가 있을 수도 있다. 대조적으로, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "바로 위에" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 인식되어야 할 것이다. 제1, 제2 등의 용어의 사용은 임의의 순서 또는 중요도를 나타내지 않고, 오히려 제1, 제2 등의 용어는 한 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 이용된다. 용어 a, an 등의 사용은 수량의 제한을 나타내는 것이 아니라, 언급된 항목 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다. 본원에 사용된 용어 "포함하는"은 하나 이상의 추가 특징의 가능한 포함을 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서에 제공된 임의의 배경 정보는 본 명세서에 개시된 본 발명과 관련될 수 있는 것으로 출원인에 의해 믿는 정보를 나타내기 위해 제공된다. 그러한 배경 정보 중 임의의 것이 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예에 대해 종래 기술을 구성한다는 것을 반드시 인정하도록 의도되거나 해석되어서는 안된다.

Claims (70)

  1. 근위단(proximal end) 및 원위단(distal end)을 가지는 제1 유전체 부분(first dielectric portion; FDP) - 상기 FDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함함 -; 및
    근위단 및 원위단을 가지는 제2 유전체 부분(second dielectric portion; SDP) - 상기 SDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함함 -
    을 포함하는 유전체 구조(dielectric structure)를 포함하고, 및
    상기 FDP의 유전체 물질은, 상기 SDP의 상기 유전체 물질의 상기 평균 유전체 상수(average dielectric constant)보다 큰 평균 유전체 상수를 가지는, 전자기 장치(electromagnetic device).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 구는, 전-유전체 구조(all-dielectric structure)인 전자기 장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP는, 싱글 유전체 물질(single dielectric material)인 전자기 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는, 외부 바디(outer body) 및 내부 영역(inner region)를 포함하고,
    상기 외부 바디는, 제1 유전체 상수를 가지는 유전체 물질을 포함하고,
    상기 내부 영역은, 상기 제1 유전체 상수보다 작은 제2 유전체 상수를 가지는 유전체 물질을 포함하는 전자기 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부 영역은 공기를 포함하는 전자기 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는, 상기 SDP의 상기 근위단에 근접한 제1 x-y 평면 단면적 및 상기 SDP의 근위단과 상기 원위단 사이의 제2 x-y 평면 단면적을 가지는 3D 형상을 가지고, 상기 제2 x-y 평면 단면적은, 상기 제1 x-y 평면 단면적보다 큰 전자기 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 전체 최대 높이(overall maximum height) HS, 및 전체 최대 너비(overall maximum width) WS를 가지고; 및 HS는 WS보다 큰 전자기 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP와 직접 밀접하게 접촉되어 배치되는 전자기 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP의 상기 원위단으로부터 λ의 5배보다 작거나 같은 거리에 배치되고, λ는 작동하는 중심 진동수에서의 자유 공간 파장인 전자기 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP의 상기 윈위단으로부터 λ의 3배보다 작거나 같은 거리에 배치되고, λ는 작동하는 중심 진동수에서의 자유 공간 파장인 전자기 장치.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP의 상기 윈위단으로부터 λ의 2배보다 작거나 같은 거리에 배치되고, λ는 작동하는 중심 진동수에서의 자유 공간 파장인 전자기 장치.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP의 상기 윈위단으로부터 λ의 1배보다 작거나 같은 거리에 배치되고, λ는 작동하는 중심 진동수에서의 자유 공간 파장인 전자기 장치.
  13. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP의 상기 윈위단으로부터 λ의 1/2보다 작거나 같은 거리에 배치되고, λ는 작동하는 중심 진동수에서의 자유 공간 파장인 전자기 장치.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP는 상기 FDP의 상기 원위단으로부터 λ의 1/10보다 작거나 같은 거리에 배치되고, λ는 작동하는 중심 진동수에서의 자유 공간 파장인 전자기 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP의 유전체 물질은 10보다 크거나 같은 유전체 상수를 가지고; 및
    상기 SDP의 유전체 물질은 9보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지는 전자기 장치.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP의 유전체 물질은 11보다 크거나 같은 유전체 상수를 가지고; 및
    상기 SDP의 유전체 물질은 5보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지는 전자기 장치.
  17. 제1항 내지 제14항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP의 유전체 물질은 12보다 크거나 같은 유전체 상수를 가지고; 및
    상기 SDP의 유전체 물질은 3보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지는 전자기 장치.
  18. 제1항 내지 제14항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP의 유전체 물질은 10보다 크거나 같고 20보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지고; 및
    상기 SDP의 유전체 물질은 2보다 크거나 같고 9보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지는 전자기 장치.
  19. 제1항 내지 제14항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP의 유전체 물질은 10보다 크거나 같고 25보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지고; 및
    상기 SDP의 유전체 물질은 2보다 크거나 같고 5보다 작거나 같은 유전체 상수를 가지는 전자기 장치.
  20. 제7항에 있어서,
    HS는 WS의 1.5배보다 크거나 같은 전자기 장치.
  21. 제7항에 있어서,
    HS는 WS의 2배보다 크거나 같은 전자기 장치.
  22. 제7항에 있어서,
    상기 FDP는 전체 최대 높이 HF, 및 전체 최대 너비 WF를 가지고; 및
    HS는 HF보다 크고;및
    WS는 WF보다 큰 전자기 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    HS는 HF의 5배보다 크고; 및
    WS는 WF의 1.2배보다 큰 전자기 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP는 볼록한(convex) 원위단을 포함하고; 및
    상기 SDP는 평평한(planar) 원위단을 포함하는 전자기 장치.
  25. 제1항 내지 제23항 중 어느 항에 있어서,
    상기 FDP는 볼록한 원위단을 포함하고; 및
    상기 SDP는 볼록한 원위단을 포함하는 전자기 장치.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP의 상기 근위단은 전체 최대 너비 W1을 가지고, 및
    상기 SDP의 상기 원위단은 전체 최대 너비 WS를 가지고; 및
    WS는 W1보다 큰 전자기 장치.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 항에 있어서,
    어레이로 배열된 복수의 상기 유전체 구조들을 포함하고,
    상기 복수의 유전체 구조들의 각각의 SDP는 연결 구조를 통해 상기 SDP들 중 적어도 다른 하나에 물리적으로 연결되는 전자기 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    연결 구조 각각은 상기 복수의 유전체 구조들 중 하나의 전체 외부 크기에 비해 상대적으로 얇고, 연결 구조 각각은 연결된 유전체 구조 각각의 전체 높이보다 작은 단면 전체 높이를 가지며 및 비-기체 유전체 물질로 형성되고, 연결 구조 각각 및 상기 관련된 SDP는 싱글 모놀리식 구조(single monolithic structure)를 형성하는 장치
  29. 제28항에 있어서,
    연결 구조 각각은 상기 장치가 작동하는, 대응하는 작동하는 중심 진동수의 자유 공간 파장보다 작은 단면 전체 높이를 가지는 전자기 장치.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 항에 있어서,
    상기 연결 구조는 상기 SDP들의 상기 유전체 물질과 동일한 유전체 물질로 형성되는 전자기 장치.
  31. 제27항 내지 제30항 중 어느 항에 있어서,
    상기 연결 구조 및 상기 SDP들은 연속적인 심리스 구조(contiguous seamless structure)로서 싱글 모놀리식 구조를 형성하는 전자기 장치.
  32. 제27항 내지 제31항 중 어느 항에 있어서,
    유전체 구조들의 상기 어레이가 배치되는 기판을 더 포함하고, 상기 기판은 적어도 하나의 지지부(support portion)를 포함하고,
    상기 연결 구조는 적어도 하나의 장착부(mount portion)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 장착부 각각은 상기 적어도 하나의 지지부와 일대일 대응 관계로 배치되는 전자기 장치.
  33. 제27항 내지 제32항 중 어느 항에 있어서,
    상기 SDP들 각각은 그들 간에 정의된 갭을 가지는 상기 FDP들 중 대응하는 하나의 상기 원위단으로부터 이격되어 배치되는 전자기 장치.
  34. 제27항 내지 제33항 중 어느 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 적어도 하나의 지지부 각각은 하향(downward)을 향하는 언더컷 숄더(undercut shoulder)를 포함하고; 및
    상기 연결 구조의 상기 적어도 하나의 장착부 각각은 대응하는 하향을 향하는 언더컷 숄더와 스냅-핏 결합(snap-fit engagement)으로 배치된 상향을 향하는 스냅-핏 숄더(snap-fit shoulder)를 포함하는 전자기 장치.
  35. 제27항 내지 제33항 중 어느 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 적어도 하나의 지지부 각각은 상향을 향하는 지지 표면(support surface)을 포함하고; 및
    상기 연결 구조의 상기 적어도 하나의 장착부 각각은 대응하는 상향을 향하는 지지 표면과 면대면 결합(face-to-face engagement)으로 배치된 하향을 향하는 장착 표면을 포함하는 전자기 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 장착부 각각은 상기 적어도 하나의 지지부에 대응하는 전자기 장치.
  37. 제27항 내지 제33항 중 어느 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 적어도 하나의 지지부 각각과 상기 연결 구조의 상기 적어도 하나의 장착부 중 상기 대응하는 하나는 서로 부착되어 제1 부착 구역(first attachment zone)을 정의하고;
    상기 어레이 및 상기 기판의 상기 FDP들 각각은 서로 부착되어 제2 부착 구역을 정의하고; 및
    상기 싱글 모놀리식 구조와 상기 제1 부착 구역 또는 상기 제2 부착 구역 이외의 상기 기판 사이의 구역은 비-부착 구역(non-attachment zone)을 정의하는 전자기 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 제1 부착 구역은 상기 제2 부착 구역을 적어도 부분적(at least partially)으로 둘러싸는 전자기 장치.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 제1 부착 구역은 상기 제2 부착 구역을 완전히(completely) 둘러싸는 전자기 장치.
  40. 제32항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 전기 전도성 전자기 반사기를 포함하는 금속 펜스 구조(metal fence structure)를 포함하고, 상기 복수의 반사기들 각각은 상기 복수의 유전체 구조들 중 대응하는 것들과 일대일 관계로 배치되고 및 상기 복수의 유전체 구조들 중 각각의 대응하는 하나를 실질적으로 둘러싸도록 배치되는 전자기 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 금속 펜스 구조는 단일(unitary) 금속 펜스 구조이고; 및
    상기 복수의 전기 전도성 전자기 반사기들은 상기 단일 금속 펜스 구조와 일체로(integrally) 형성된 전자기 장치.
  42. 제40항 내지 제41항 중 어느 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 금속 펜스 구조는 각각 상기 기판의 상기 적어도 하나의 지지부의 위치를 정의하는 축상으로 정렬되는(axially aligned) 관통 홀들(through holes)을 포함하는 전자기 장치.
  43. 제40항 내지 제42항 중 어느 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 장착부 각각은 상기 금속 펜스 구조의 상기 관통 홀들 중 대응하는 홀 내에 부분적으로만 배치되고; 및
    본딩 물질(bonding material)은 상기 금속 펜스 구조의 상기 나머지 관통 홀 부분들 및 상기 기판의 상기 대응하는 관통 홀들에 적어도 부분적으로 배치되는 전자기 장치.
  44. 제40항 내지 제43항 중 어느 항에 있어서,
    상기 연결 구조의 상기 적어도 하나의 장착부 각각은 스텝-다운 포스트 엔드(stepped-down post end)를 가지는 포스트를 형성하고; 및
    상기 스텝-다운 포스트 엔드는 상기 금속 펜스 구조의 상기 관통 홀들 중 상기 대응하는 하나 내에 부분적으로 배치되는 전자기 장치.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 포스트 및 상기 스텝-다운 포스트 엔드 중 적어도 하나는 원통형인(cylindrical) 전자기 장치.
  46. 제1항 내지 제45항 중 어느 항에 있어서.
    상기 유전체 구조는 유전체 공진기 안테나의 적어도 일부를 형성하는 전자기 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 상이한 중심 진동수에서 적어도 2개의 공진 모드들을 포함하는 작동 진동수 범위를 가지도록 작동할 수 있고, 상기 공진 모드들 중 상기 적어도 하나는 상기 SDP의 존재에 의해 지지되는 전자기 장치.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 공진 모드들은 TE 모드들인 전자기 장치.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 상이한 중심 진동수에서 적어도 3개의 공진 모드들을 포함하는 작동 진동수 범위를 가지도록 작동할 수 있고, 상기 공진 모드들 중 상기 적어도 2개는 상기 SDP의 존재에 의해 지지되는 전자기 장치.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 공진 모드들은 TE 모드들인 전자기 장치.
  51. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 가지도록 작동 가능하고, 상기 SDP의 제거는 상기 작동 진동수 범위에서 상기 최소 반사 손실 값을 5dB 이상 증가시키는 전자기 장치.
  52. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 가지도록 작동 가능하고, 상기 SDP의 제거는 상기 작동 진동수 범위에서 상기 최소 반사 손실 값을 10dB 이상 증가시키는 전자기 장치.
  53. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 가지도록 작동 가능하고, 상기 SDP의 제거는 상기 작동 진동수 범위에서 상기 최소 반사 손실 값을 20dB 이상 증가시키는 전자기 장치.
  54. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 가지도록 작동 가능하고, 상기 SDP의 제거는 상기 작동 진동수 범위에서 상기 최소 반사 손실 값을 30dB 이상 증가시키는 전자기 장치.
  55. 제46항에 있어서,
    상기 유전체 공진기 안테나는 작동 진동수 범위에서 최소 반사 손실 값을 가지도록 작동 가능하고, 상기 SDP의 제거는 상기 작동 진동수 범위에서 상기 최소 반사 손실 값을 30dB 이상 증가시키는 전자기 장치.
  56. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 복수의 제1 유전체 부분들(first dielectric portions, FDPs)을 배치하는 단계 - 상기 복수의 FDP들 중 각각의 FDP는 근위단 및 원위단을 가지고 공기 이외의 유전체 물질을 포함하고, 각각의 FDP의 상기 근위단은 상기 기판 상에 배치됨 - ;
    각각의 FDP에 근접한 제2 유전체 부분(second dielectric portion, SDP)을 배치하는 단계 - 각각의 SDP는 근위단 및 원위단을 가짐, 각각의 SDP의 상기 근위단은 대응하는 FDP의 상기 원위단에 근접하여 배치되고, 각각의 SDP는 공기 이외의 유전체 물질을 포함하고, 각각의 FDP의 상기 유전체 물질은 대응하는 SDP의 상기 유전체 물질의 평균 유전체 상수보다 큰 상기 평균 유전체 상수를 가지고, 각각의 FDP 및 대응하는 SDP는 유전체 구조를 형성함 -
    를 포함하는 전자기 장치 제조 방법.
  57. 제56항에 있어서,
    각각의 SDP는 비-기체 유전체 물질로 형성된 연결 구조를 통해 상기 SDP들 중 적어도 다른 하나에 물리적으로 연결되고, 상기 연결 구조 및 상기 연결된 SDP들은 싱글 모놀리식 구조를 형성하는 전자기 장치 제조 방법.
  58. 제57항에 있어서,
    SDP를 상기 배치하는 단계는,
    각각의 FDP에 근접한 상기 싱글 모놀리식 구조를 배치하는 단계를 포함하는 전자기 장치 제조 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 싱글 모놀리식 구조는 심리스 및 연속적인 구조를 가지는 싱글 유전체 물질인 전자기 장치 제조 방법.
  60. 제58항 내지 제59항 중 어느 항에 있어서,
    상기 싱글 모놀리식 구조를 상기 기판에 부착하는 단계를 더 포함하는 전자기 장치 제조 방법.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 부착하는 단계는,
    본딩을 통해 상기 싱글 모놀리식 구조의 포스트들을 상기 기판의 지지 플랫폼들에 부착하는 단계를 포함하는 전자기 장치 제조 방법.
  62. 제60항에 있어서,
    상기 부착하는 단계는,
    상기 싱글 모놀리식 구조의 스냅-핏, 스냅-핏 포스트들을 통해 상기 기판의 숄더 홀들에 부착하는 단계를 포함하는 전자기 장치 제조 방법.
  63. 제60항에 있어서,
    상기 부착하는 단계는,
    상기 싱글 모놀리식 구조의 스텝-다운 포스트들을 상기 기판의 관통 홀들에만 부분적으로 부착하는 단계, 및 포스트들을 상기 기판에 접합하기 위해 상기 관통 홀들에 본딩 물질을 도포하는(applying) 단계를 포함하는 전자기 장치 제조 방법.
  64. 제56항 내지 제63항 중 어느 항에 있어서,
    상기 유전체 구조는 전-유전체 구조인 전자기 장치 제조 방법.
  65. 적어도 하나의 유전체 물질로 형성되는 적어도 하나의 렌즈 부분을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 렌즈 부분은 상기 적어도 하나의 유전체 물질의 경계(boundary)에 의해 윤곽이 형성된(outlined) 캐비티(cavity)를 가지는 전자기 유전체 렌즈들(electromagnetic dielectric lens).
  66. 제65항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 렌즈 부분은 복수의 렌즈 부분들을 포함하는 전자기 유전체 렌즈들.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈 부분들은 어레이로 배열되는 전자기 유전체 렌즈들.
  68. 제66항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈 부분들은 연결된 전자기 유전체 렌즈들.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈 부분들의 연결은 적어도 하나의 유전체 물질에 의해 제공되는 전자기 유전체 렌즈들.
  70. 제65항 내지 제69항 중 어느 항에 있어서,
    상기 전자기 유전체 렌즈들은 전-유전체 구조인 전자기 유전체 렌즈들.
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