KR20200128212A - 아이리스 매칭된 pcb 대 도파관 천이 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 전자기 장치와 관련된 실시예를 개시한다. 일 양태에서, 본 장치는 전자기 신호를 전파하도록 구성되는 회로 기판을 포함한다. 장치는 또한 전자기 신호를 전파하도록 구성되는 도파관을 포함한다. 장치는 회로 기판과 도파관 사이에서 신호를 커플링하도록 구성되는 커플링 포트를 추가로 포함하고, 여기서 커플링 포트는 포트의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 갖는다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 2월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/014,508호에 대한 우선권을 주장하는데, 이 출원은 그 전문이 참조에 의해 이로써 본 명세서에 통합된다.
본 명세서에서 달리 지시하지 않는 한, 이 섹션에 설명된 자료는 본 출원의 청구범위에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함되는 것에 의해 종래 기술로 인정되는 것도 아니다.
무선 신호들을 방출하고 돌아오는 반사 신호들을 검출함으로써 환경적 특징부들에 대한 거리들을 능동적으로 추정하기 위해 레이더(Radio detection and ranging, RADAR) 시스템들이 사용될 수 있다. 무선 반사성 특징부들까지의 거리들은 송신과 수신 사이의 시간 지연에 따라 결정될 수 있다. 레이더 시스템은 시간에 따라 주파수가 변하는 신호, 예컨대 시변 주파수 램프를 갖는 신호를 방출하고, 다음에 이러한 방출된 신호와 반사된 신호 사이의 주파수 차이를 범위 추정치와 관련시킬 수 있다. 어떤 시스템은 수신된 반사 신호들의 도플러 주파수 시프트에 기초하여 반사 물체들의 상대적인 운동을 또한 추정할 수 있다. 지향성 안테나들은 각각의 범위 추정치를 베어링(bearing)과 연관시키는 신호들의 송신 및/또는 수신을 위해 사용될 수 있다. 더 일반적으로, 지향성 안테나들은 방사된 에너지를 주어진 관심 시야에 집중시키는데 또한 이용될 수 있다. 측정된 거리들과 지향성 정보의 조합은 주변 환경 특징부들이 맵핑되는 것을 허용한다. 따라서, 레이더 센서는 센서 정보에 의해 표시된 장애물들을 회피하기 위해 예를 들어 자율 주행 차량 제어 시스템(autonomous vehicle control system)에 의해 이용될 수 있다.
일부 예시적인 자동차 레이더 시스템들은 밀리미터(mm)파 전자기 파장(예를 들어, 77GHz에 대해 3.9 mm)에 대응하는 77GHz(Giga-Hertz)의 전자기파 주파수에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 레이더 시스템들은, 레이더 시스템이 자율 주행 차량 주위의 환경과 같은 환경을 높은 정확도로 측정할 수 있도록 하기 위해서 방사 에너지를 타이트(tight)한 빔들에 집중시킬 수 있는 안테나들을 사용할 수 있다. 이러한 안테나들은 콤팩트하고(전형적으로 장방형 폼 팩터를 가지는데, 예를 들어 높이는 1.3 인치이고, 너비는 2.5 인치임), 효율적이고(즉, 안테나에서 열로 손실되거나 송신기 전자 장치로 되돌려 반사되는 77GHz 에너지가 거의 없어야 함), 제조 비용이 저렴할 수 있다.
본 출원은 전자기 장치와 관련된 실시예를 개시한다. 일 양태에서, 본 장치는 전자기 신호를 전파하도록 구성되는 회로 기판을 포함한다. 장치는 또한 전자기 신호를 전파하도록 구성되는 도파관을 포함한다. 장치는 회로 기판과 도파관 사이에서 신호를 커플링하도록 구성되는 커플링 포트를 추가로 포함하고, 여기서 커플링 포트는 포트의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 갖는다.
또 다른 양태에서, 본 출원은 방법을 설명한다. 방법은 회로 기판에 의해 전자기 에너지를 전도하는 단계를 수반한다. 방법은 회로 기판의 방사 컴포넌트에 의해 전자기 에너지의 적어도 일부분을 방사하는 단계를 추가로 포함한다. 그리고, 방법은 커플링 포트에 의해 방사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 도파관에 커플링하는 단계를 또한 포함하고, 여기서 커플링 포트는 도파관과 회로 기판 사이의 통로이고, 커플링 포트는 포트의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 갖는다.
또 다른 양태에서, 본 출원은 또 다른 방법을 설명한다. 방법은 도파관에 의해 전자기 에너지를 전도하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 커플링 포트에 의해 도파관으로부터의 방사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 수신된 전자기 에너지로서 커플링하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 커플링 포트는 도파관과 회로 기판 사이의 통로이고 커플링 포트는 포트의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 가진다. 이 방법은 커플링 포트로부터의 수신된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 회로 기판의 커플링 컴포넌트에 의해 회로 기판에 커플링하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 전자기 에너지를 전도하는 수단을 포함하는 시스템이 제공된다. 시스템은 방사 수단에 의해 전자기 에너지의 적어도 일부분을 방사하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 그리고, 시스템은 또한 방사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 커플링 수단에 의해 가이드 수단에 커플링하기 위한 수단을 포함하는데, 여기서 커플링 수단은 가이드 수단과 전자기 에너지를 전도하기 위한 수단 사이의 통로이고, 커플링 수단은 커플링 수단의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 갖는다.
또 다른 양태에서, 가이드 수단에 의해 전자기 에너지를 전도하는 수단을 포함하는 시스템이 제공된다. 시스템은 또한 커플링 수단에 의해 가이드 수단으로부터의 방사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 수신된 전자기 에너지로서 커플링하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 여기서 커플링 수단은 가이드 수단과 전자기 에너지를 전도하기 위한 수단 사이의 통로이고, 커플링 수단은 커플링 수단의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 갖는다. 방법은 커플링 수단으로부터의 수신된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 커플링 수단에 의해 전자기 에너지를 전도하기 위한 수단에 커플링하기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다.
전술한 요약은 단지 예시적인 것이며 어떤 식으로든 제한하려는 것은 아니다. 전술한 예시적인 양태들, 실시예들, 및 특징들에 더하여, 추가적인 양태들, 실시예들, 및 특징들이 도면들 및 다음의 상세한 설명을 참조하는 것에 의해 명백해질 것이다.
도 1a는 전자기 에너지를 가이드에 커플링하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 1b는 가이드로부터의 전자기 에너지를 커플링하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 제1 층을 도시한다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 제2 층을 도시한다.
도 2c는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 조립된 뷰를 도시한다.
도 2d는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 조립된 뷰를 도시한다.
도 2e는 예시적인 실시예에 따라 조립된 예시적 안테나의 내부에 형성된 개념적 도파관 채널들을 도시한다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 파 분할 채널들의 네트워크를 도시한다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른 도 3a의 파 분할 채널들의 네트워크의 대체 뷰를 도시한다.
도 4a는 예시적 아이리스 매칭된 PCB 대 도파관 천이를 도시한다.
도 4b는 예시적 실시예에 따른 2개의 PCB 장착 커플링 구조의 평면도를 도시한다.
도 4c는 예시적인 실시예에 따른 PCB 장착 커플링 구조들의 예시적인 배열을 도시한다.
도 1b는 가이드로부터의 전자기 에너지를 커플링하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 제1 층을 도시한다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 제2 층을 도시한다.
도 2c는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 조립된 뷰를 도시한다.
도 2d는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 조립된 뷰를 도시한다.
도 2e는 예시적인 실시예에 따라 조립된 예시적 안테나의 내부에 형성된 개념적 도파관 채널들을 도시한다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 파 분할 채널들의 네트워크를 도시한다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른 도 3a의 파 분할 채널들의 네트워크의 대체 뷰를 도시한다.
도 4a는 예시적 아이리스 매칭된 PCB 대 도파관 천이를 도시한다.
도 4b는 예시적 실시예에 따른 2개의 PCB 장착 커플링 구조의 평면도를 도시한다.
도 4c는 예시적인 실시예에 따른 PCB 장착 커플링 구조들의 예시적인 배열을 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부분을 형성하는 첨부 도면에 대한 참조가 이뤄진다. 도면에서, 유사한 기호들은 문맥이 달리 지시하지 않는 한 통상적으로 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 상세한 설명, 도면 및 청구 범위에 설명된 도해 실시예는 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에 제시된 청구 대상의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 활용될 수 있고 다른 변경이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 일반적으로 기술되고 도면에 도해된 바와 같은 본 개시의 양태들은 그 모든 것이 본 명세서에서 명시적으로 상정되는 매우 다양한 다른 구성으로 배열, 대체, 조합, 분리 및 설계될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다.
다음의 상세한 설명은 예를 들어 자율 주행 차량의 레이더 시스템용 안테나를 포함하는 장치, 및 그런 안테나를 작동시키는 방법을 개시한다. 일부 예에서, 안테나는 DOEWG(dual open-ended waveguide) 안테나일 수 있다. DOEWG라는 용어는 수평 도파관 채널의 짧은 섹션에 2개의 부분으로 분리되는 수직 채널을 더한 것을 가리킬 수 있는데, 여기서 수직 채널의 2개의 부분 각각은 안테나에 진입하는 전자기파의 적어도 일부분을 방사하도록 구성되는 출력 포트를 포함한다.
예시적인 DOEWG 안테나는, 예를 들어, 컴퓨터 수치 제어(CNC)로 기계 가공되고, 적절하게 정렬되고, 함께 조인될 수 있는 2개의 금속 층(예를 들어, 알루미늄 판들)을 포함할 수 있다. 제1 금속 층은 입력 도파관 채널의 제1 절반을 포함할 수 있고, 여기서 제1 도파관 채널의 제1 절반은 제1 도파관 채널로 전자기파(예컨대, 77㎓ 밀리미터파)를 수신하도록 구성될 수 있는 입력 포트를 포함한다. 제1 금속 층은 또한 복수의 파 분할 채널의 제1 절반을 포함할 수 있다. 복수의 파 분할 채널은 입력 도파관 채널로부터 분기하고 또한 입력 도파관 채널로부터 전자기파를 수신하도록 구성될 수 있는 채널들의 네트워크를 포함하고, 전자기파를 복수의 전자기파 부분으로 분할하고(즉, 전력 분할기), 전자기파의 제각기 부분을 복수의 파 방사 채널의 제각기 파 방사 채널들로 전파할 수 있다. DOEWG는 또한 일부 전자기 방사선을 흡수하고 전자기 방사선을 도파관에 주입하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 인쇄 회로 기판(PCB) 백플레인을 포함할 수 있다.
또한, 제1 금속 층은 복수의 파 방사 채널의 제1 절반을 포함할 수 있고, 여기서 제각기 파 방사 채널들은 파 분할 채널들로부터 전자기파의 제각기 부분들을 수신하도록 구성될 수 있고, 제각기 파 방사 채널들의 제1 절반들은 전자기파의 서브 부분들을 또 다른 금속 층에 전파시키도록 구성된 적어도 하나의 파 지향 부재를 포함한다.
또한, 제2 금속 층은 입력 도파관 채널, 복수의 파 분할 채널, 및 복수의 파 방사 채널의 제2 절반을 포함할 수 있다. 제각기 파 방사 채널들의 제2 절반들은 적어도 하나의 파 지향 부재와 부분적으로 정렬되고 또한 제2 금속 층의 외부로 적어도 하나의 파 지향 부재로부터 전파되는 전자기파의 서브 부분들을 방사하도록 구성되는 적어도 한 쌍의 출력 포트를 포함할 수 있다. 더 특정하게는, 주어진 파 지향 부재와 대응하는 출력 포트들의 쌍의 조합은 전술한 바와 같이 DOEWG의 형태를 취할 수 있고(본 명세서에서는 DOEWG로서 지칭될 수 있다).
이 특정 예에서 안테나는 다중 파 분할 채널 및 다중 파 방사 채널을 포함하지만, 다른 예에서 안테나는 입력 포트에 의해 수신된 모든 전자기파를 하나 이상의 파 방사 채널에 전파하도록 구성되는 단일 채널만을 포함할 수 있다. 예를 들어, 모든 전자기파는 단일 DOEWG에 의해 제2 금속 층 외부로 방사될 수 있다. 다른 예도 또한 가능하다.
또한, 이 특정 실시예에서뿐만 아니라 본 명세서에 설명된 다른 실시예에서, 안테나 장치는 적어도 2개의 금속 층으로 구성될 수 있지만, 또 다른 예에서, 전술한 채널들 중 하나 이상은 단일 금속 층으로 형성되거나, 또는 안테나를 구성하는 3개 이상의 금속 층으로 형성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서의 예들 내에서, DOEWG 안테나의 한 층으로부터 또 다른 층으로 전파되는 전자기파(또는 그의 부분들/서브 부분들)의 개념은 파 지향 부재들과 같이 안테나의 특정 컴포넌트들의 기능을 예시하기 위한 목적으로 설명된다. 실제로, 전자기파는 안테나를 통한 이들의 전파의 특정 포인트 동안 채널의 임의의 특정 "절반"에 국한되지 않을 수 있다. 오히려, 이들 특정 포인트에서, 전자기파는 주어진 채널을 형성하기 위해 절반들이 조합될 때 주어진 채널의 양쪽 절반을 통해 자유롭게 전파될 수 있다.
본 명세서에 논의된 일부 실시예에서, 2개의 금속 층은 접착제, 유전체, 또는 다른 재료의 사용 없이 그리고 2개의 금속 층을 조인시키는데 사용될 수 있는 납땜, 확산 본딩 등과 같은 방법 없이 직접 조인될 수 있다. 예를 들어, 2개의 금속 층은 층들을 커플링하는 임의의 추가 수단 없이 2개의 층이 물리적으로 접촉하게 함으로써 조인될 수 있다.
일부 예에서, 본 개시는 일부 전자기 방사를 흡수하도록 구성된 인쇄 회로 기판(PCB) 백플레인을 포함한다. 앞서 논의된 방사 도파관들은 방사 도파관 입력에서 전자기 신호를 수신하고, 방사 도파관의 길이를 따라 전자기 신호를 전파시키고, 및 전자기 신호의 적어도 일부분을 커플링된 전자기 신호를 방사하도록 구성되는 적어도 하나의 방사 소자에 커플링하도록 구성될 수 있다. 그러나, 전자기 신호의 일부분은 방사되지 않을 수 있고 반사되거나 또는 도파관 내에 포함될 수 있다. 이 전자기 에너지는 레이더 시스템에 원하지 않는 영향을 산출할 수 있다. 따라서, 방사되지 않은 전자기 에너지의 효과를 줄이기 위해, 비 방사된 전자기 에너지를 부하(load)에 흡수하는 것이 바람직할 수 있다. 도파관들 각각은 도파관에 존재하는 비 방사된 전자기 에너지를 흡수하도록 구성되는 커플링 포트(또는 종단/감쇄 포트)에 커플링될 수 있다.
일 예에서, 빔 형성 네트워크 출력들 각각은 대응하는 도파관 분로(waveguide shunt), 즉 제각기 빔 형성 네트워크 출력으로부터 도파관의 대향 단부 상에 위치된 도파관의 단부를 가질 수 있다. 분로들 중에서, 하나는 빔 형성 네트워크 입력에 커플링될 수 있다. 나머지 분로들 각각은 제각기 커플링 포트에 커플링될 수 있다. 일부 예에서, 각각의 분로는, 피드를 가진 분로를 포함하여, 커플링 포트에 커플링될 수 있다. 커플링 포트는 도파관의 주 길이에 수직으로 정렬될 수 있다. 추가적으로, 커플링 포트는 도파관을 감쇄 컴포넌트에 임피던스 매칭시키는 기하 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커플링 포트는 회로 기판 층을 도파관 층에 커플링하는 도파관 블록의 구멍일 수 있다.
일 예에서, 커플링 포트는 빔 형성 네트워크의 도파관을 커플링 포트를 통해 PCB 상에 위치한 감쇄 컴포넌트에 커플링할 수 있다. 또 다른 예에서, 커플링 포트는 PCB 상의 피드를 커플링 포트를 통해 빔 형성 네트워크의 도파관에 커플링시킬 수 있다.
감쇄 컴포넌트는 PCB 상의 금속성 트레이스들을 포함할 수 있다. 금속성 트레이스들은 도파관 외부의 비 방사된 전자기 에너지를 PCB 내로 커플링하는 기능을 할 수 있다. 일단 비 방사된 전자기 에너지가 트레이스들에 커플링되면, 비 방사된 전자기 에너지를 흡수하기 위해 다양하고 상이한 수단이 사용될 수 있다. 일 예에서, 트레이스들은 비 방사된 전자기 에너지를 소산시킬 수 있는 다른 컴포넌트에 커플링될 수 있다. 일 예에서, 트레이스들은 비 방사된 전자기 에너지에 커플링될 때 트레이스들의 표면상에 존재하는 전류를 흡수하는 전기적 손실성 재료로 코팅될 수 있다. 또 다른 예에서, PCB는 비 방사된 전자기 에너지를 흡수하도록 구성되는 마이크로스트립 라인을 가질 수 있다. 마이크로스트립 라인은 니켈 크롬과 같은 전자기적 손실성 재료로 만들어진 라인에 기초하여 비 방사된 전자기 에너지를 흡수할 수 있다. 또 다른 예에서, PCB는 전자기적 손실성 재료로 구축될 수 있다.
일 예에서, 커플링 포트의 적어도 일부분은 비 방사된 전자기 에너지를 흡수하도록 구성되는 컴포넌트에 전자기 에너지를 커플링하도록 기능할 수 있다. 상이한 예에서, 각각의 커플링 포트는 비 방사된 전자기 에너지를 둘 이상의 커플링 포트로부터 에너지를 흡수하도록 구성되는 감쇄 컴포넌트로 라우팅하도록 기능할 수 있다.
안테나 장치는 도파관 피드로서 기능하도록 구성되는 커플링 포트를 포함할 수 있다. 도파관 피드는 전자기파가 안테나 장치로 진입하는 것을 가능하게 하는 금속성 구조의 커플링 포트일 수 있다. 전자기파가 안테나 장치에 진입할 때, 전자기파는 전술한 바와 같이 분할되고 방사될 수 있다.
또 다른 예에서, 커플링 포트는 양방향 포트로서 기능할 수 있다. 이것은 도파관에 피드 신호를 제공하고 도파관으로부터 비 방사된 전자기 에너지를 제거하는 두 가지를 할 수 있다.
안테나 장치의 각각의 커플링 포트는 연관된 포트 임피던스를 가질 수 있다. 포트 임피던스는 포트가 안테나 장치에 커플링하거나 커플링 해제할 수 있는 전자기 에너지의 백분율에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 포트 임피던스를 최적화하여 에너지가 효율적으로 안테나 장치에 들어가거나 빠져나갈 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 포트 임피던스를 최적화할 수 있는 몇 가지 방법이 있을 수 있다. 일부 예에서, 포트 기하구조는 포트 임피던스를 조정하기 위해 변경될 수 있다. 예를 들어, 커플링 포트는 전술한 스플릿 블록 구축 장치의 하부 블록에 위치될 수 있다. 커플링 포트는 도파관과 회로 기판 사이의 하부 블록에 위치될 수 있다. 바라는 포트 임피던스를 달성하기 위해, 포트는 하부 블록의 상부 측면과 하부 측면 모두에서 기계 가공될 수 있다. 더 좁은 도파관 부분은 도파관 인덕턴스를 증가시킬 수 있는 한편 더 넓은 도파관 부분은 도파관 커패시턴스를 증가시킬 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1a는 전자기 에너지를 가이드에 커플링하는 예시적인 방법(100)의 흐름도이다. 그리고, 도 1b는 가이드로부터의 전자기 에너지를 커플링하기 위한 예시적인 방법(110)의 흐름도이다. 여기에 설명되지 않은 다른 작동 방법도 또한 가능하다는 것을 이해해야 한다.
또한, 그러한 안테나의 주어진 적용은 전술한 2개의 금속 층의 다양한 기계 가공된 부분들을 위한 및/또는 여기서 설명되는 안테나의 다른 기계 가공된(또는 기계 가공되지 않은) 부분들/컴포넌트들을 위한 적합한 치수들(예를 들어, 채널 크기, 금속 층 두께 등)을 결정할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 일부 예시적인 레이더 시스템은 밀리미터 전자기 파장에 대응하는 77GHz의 전자기파 주파수에서 작동하도록 구성될 수 있다. 이 주파수에서, 방법(100) 및 방법(110)에 의해 제조된 장치의 채널, 포트 등은 77GHz 주파수에 알맞은 주어진 치수의 것일 수 있다. 다른 예시적 안테나 및 안테나 적용도 또한 가능하다.
블록들이 순차적 순서로 예시되어 있지만, 이들 블록은 또한 본 명세서에서 설명된 것과 다른 순서로 및/또는 병렬로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 더 적은 블록들로 조합되고, 추가 블록들로 분할되고, 및/또는 바라는 구현에 기초하여 제거될 수 있다.
또한, 도 1a의 방법(100) 및 도 1b의 방법(110)은 도 2a-2f, 3a, 3b 및 4a-4c와 연계하여 설명된 디바이스들에 의해 구현될 수 있다.
블록(102)에서, 방법(100)은 회로 기판에 의해 전자기 에너지(예컨대, 77㎓ 밀리미터 전자기파)를 전도하는 단계를 포함한다. 다양한 예에서, 전자기 에너지는 다양한 실시예들에 의존하여 몇몇 상이한 모드들 중 적어도 하나에서 전파될 수 있다. 일 예에서, 전자기 에너지는 회로 기판상의 디퍼렌셜(differential) 라인 쌍을 따라 전파될 수 있다. 또 다른 예에서, 전자기 에너지는 회로 기판상의 단일 라인을 따라 전파될 수 있다. 전자기 에너지는 안테나 및/또는 레이더 유닛에 의한 송신을 위한 신호일 수 있다. 다양한 예에서, 상이한 유형의 시그널링이 전자기 에너지를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 실제로, 방법(100)은 레이더 신호들의 송신 동안에 수행되는 방법일 수 있다.
블록(104)에서, 방법(100)은 회로 기판의 방사 컴포넌트에 의해 전자기 에너지의 적어도 일부분을 방사하는 단계를 포함한다. 회로 기판은 전자기 에너지를 방사하는 적어도 하나의 컴포넌트를 가질 수 있다. 일부 예에서, 이 방사 컴포넌트는 회로 기판 탑재 패치 안테나와 기능적으로 유사할 수 있다. 회로 기판으로부터 전자기 에너지를 방사시키기 위해 다양한 다른 유형의 컴포넌트들이 또한 사용될 수 있다. 다양한 안테나, 패치, 슬롯, 또는 다른 방사 컴포넌트가 본 개시의 맥락에서 또한 사용될 수 있다. 방사 컴포넌트는 또한 커플링 포트로부터 전자기 에너지를 수신할 수 있는 컴포넌트(즉, 컴포넌트가 양방향 방식으로 기능할 수 있음)로서 기능할 수 있다.
방사 컴포넌트는 회로 기판상에서 전파되는 전자기 에너지의 적어도 일부분을 방사된 전자기 에너지(즉, 회로 기판의 트레이스 상에 또는 회로 기판 내에 포함되지 않는 전자기 에너지)로 변환하도록 구성된다.
블록(106)에서, 방법(100)은 방사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 커플링 포트에 의해 도파관에 커플링하는 단계를 포함한다. 커플링 포트는 도파관과 회로 기판 사이의 통로일 수 있다. 통로는 회로 기판으로부터의 전자기 에너지가 도파관으로 들어오는 것을 허용한다. 커플링 포트는 바라는 포트 임피던스에 기초한 치수를 가질 수 있다. 포트의 임피던스는 부분적으로 도파관에 커플링되는 회로 기판으로부터의 전자기 에너지의 백분율에 기여할 수 있다. 포트 임피던스가 포트가 안테나 장치에 커플링하거나 커플링 해제할 수 있는 전자기 에너지의 백분율에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 포트 임피던스를 최적화하여 에너지가 효율적으로 안테나 장치에 들어가거나 빠져나갈 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 포트 임피던스의 최적화는 포트 치수를 조정하여 제어될 수 있다.
일부 예에서, 회로 기판은 본 시스템의 안테나(즉, 레이더) 유닛을 형성하는 블록에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 다음 도면들과 관하여 논의되는 바와 같이, 시스템은 블록으로 구축될 수 있다. 도파관 및 연관된 빔 형성 네트워크는 블록의 평면상에 생성될 수 있다. 다양한 예에서, 회로 기판은 하부 블록의 하부에 장착될 수 있고 커플링 포트는 하부 블록의 하부를 관통할 수 있다. 또 다른 예에서, 회로 기판은 블록의 측면에 장착될 수 있다. 이 예에서, 커플링 포트는 상부 블록 및 하부 블록 중 하나 또는 둘 모두의 측면을 관통할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 블록(112)에서, 방법(110)은 도파관에 의해 전자기 에너지를 전도하는 단계를 포함한다. 도파관 내의 전자기 에너지는 도파관의 적어도 하나의 안테나에 의해 시스템 외부로부터 수신될 수 있다. 실제로, 방법(110)은 레이더 신호의 수신 동안 수행되는 방법일 수 있다. 도파관에 커플링된 안테나(들)는 반사된 전자기 에너지를 수신하고 도파관을 따라 전자기 에너지를 전파할 수 있다.
블록(114)에서, 방법(110)은 커플링 포트에 의해 도파관으로부터의 방사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 수신된 전자기 에너지로서 커플링하는 단계를 포함한다. 이전에 논의된 바와 같이, 커플링 포트는 도파관과 회로 기판 사이의 통로일 수 있다. 방법(110)의 일부로서, 통로는 도파관으로부터의 전자기 에너지가 도파관을 떠나 회로 기판의 컴포넌트에 커플링되도록 허용한다.
방법(110)의 커플링 포트는 방법(100)의 커플링 포트와 유사한 방식으로 기능하지만 반대 방향으로 동작할 수 있다(예를 들어, 방법(100)은 전자기 에너지가 회로 기판으로부터 가이드에 진입하도록 야기하는 반면, 방법(110)은 전자기 에너지가 가이드를 떠나 회로 기판으로 가도록 야기한다). 방법(100)과 유사하게, 방법(110)의 커플링 포트는 포트의 바라는 임피던스에 기초한 치수를 가질 수 있다. 포트의 임피던스는 부분적으로 도파관에 커플링되는 회로 기판으로부터의 전자기 에너지의 백분율에 기여할 수 있다. 포트 임피던스가 포트가 안테나 장치에 커플링하거나 커플링 해제할 수 있는 전자기 에너지의 백분율에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 포트 임피던스를 최적화하여 에너지가 효율적으로 안테나 장치에 들어가거나 빠져나갈 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 포트 임피던스의 최적화는 포트 치수를 조정하여 제어될 수 있다.
블록(116)에서, 방법(110)은 커플링 포트로부터의 수신된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 회로 기판의 커플링 컴포넌트에 의해 회로 기판에 커플링하는 단계를 포함한다. 회로 기판은 전자기 에너지를 수용하는 적어도 하나의 컴포넌트를 가질 수 있다. 일부 예에서, 이 수용 컴포넌트는 회로 기판 탑재 패치 안테나와 기능적으로 유사할 수 있다. 회로 기판으로부터 전자기 에너지를 방사시키기 위해 다양한 다른 유형의 컴포넌트들이 또한 사용될 수 있다. 다양한 안테나, 패치, 슬롯, 또는 다른 방사 컴포넌트가 본 개시의 맥락에서 또한 사용될 수 있다. 수신 컴포넌트는 또한 전자기 에너지를 커플링 포트에 방사할 수 있는 컴포넌트로서 기능할 수 있다(즉, 컴포넌트가 양방향 방식으로 기능할 수 있다).
수신 컴포넌트는 커플링 포트로부터의 전자기 에너지의 적어도 일부분을 회로 기판에 변환하도록(즉, 전자기 에너지가 트레이스를 따라 또는 회로 기판 내에서 전파되도록 야기하게) 구성된다.
도 2a 내지 도 2f의 컴포넌트의 배열은 본 개시가 사용될 수 있는 예시적인 시스템 및 구성으로서 도시된다. 도파관 및 안테나의 다른 형상, 정렬, 위치, 스타일, 및 다른 구성이 본 명세서에 개시된 PCB 천이 커플링 포트와 함께 사용될 수 있다.
도 2a는 복수의 도파관 채널(202)의 제1 절반을 포함하는 예시적인 제1 금속 층(200)을 도시한다. 이들 도파관 채널(202)은 다중의 세장형(elongated) 세그먼트(204)를 포함할 수 있다. 각각의 세장형 세그먼트(204)의 제1 단부(206)에는 각각이 다른 파 지향 부재와 유사하거나 상이한 크기를 갖는 복수의 동일 직선상의 파 지향 부재(208)가 있을 수 있다. 상기 설명에 따라, 세장형 세그먼트들(204)의 제1 단부들(206)은 본 명세서에서 파 방사 채널들의 제1 절반으로 지칭될 수 있다.
제1 단부(206)에 대향하는 채널들(202)의 제2 단부(210)에서, 세장형 세그먼트들(204) 중 하나는 관통 구멍(212)(즉, 커플링 포트)을 포함할 수 있다. 주어진 양의 전력이 대응하는 양의 전자기파(즉, 에너지)를 장치에 피드하기 위해 사용될 수 있고, 관통 구멍(212)은 이들 파가 장치 내로 피드되는 위치일 수 있다. 상기 설명에 따라, 입력 포트를 포함하는 도파관 채널들(202)의 단일 채널/세그먼트는 본 명세서에서 입력 도파관 채널로 지칭될 수 있다. 또한, 채널들(202)의 제2 단부(210)는, 본 명세서 전반에 걸쳐 논의되는 바와 같이, 감쇄 컴포넌트(여기서는 도시되지 않음)에 커플링될 수 있다.
장치에 진입할 때, 전자기파는 일반적으로 도시된 바와 같이 전력 분할기(214)의 어레이(즉, "빔 형성 네트워크")를 향해 +x 방향으로 진행할 수 있다. 어레이(214)는 전자기파를 분할하고 파의 제각기 부분을 각각의 세장형 세그먼트(204)의 제각기 제1 단부들(206)로 전파시키는 기능을 할 수 있다. 보다 구체적으로, 파는 파 지향 부재들(208)을 향해 어레이(214)를 떠난 후에 +x 방향으로 계속 전파될 수 있다. 전슐한 설명에 따라, 도파관 채널들의 어레이(214) 섹션은 본 명세서에서 파 분할 채널들로 지칭될 수 있다.
전자기파의 부분들이 도파관 채널들(202)의 각각의 세장형 세그먼트(204)의 제1 단부(206)에서 파 지향 부재들(208)에 도달함에 따라, 파 지향 부재들(208)은 전자기 에너지의 제각기 서브 부분들을 통해 도파관 채널들의 제2 절반(즉, 도시된 바와 같이 +z 방향으로)으로 전파할 수 있다. 예를 들어, 전자기 에너지는 먼저 제1 금속 층(200) 내로 리세스되거나 또는 그 내로 더 깊이 기계 가공된(즉, 포켓) 파 지향 부재에 도달할 수 있다. 해당 리세스된 부재는 리세스된 부재가 아니라 오히려 돌출된 부재일 수 있는 제1 단부(206)를 따라 후속 부재들 각각이 전자기 에너지를 전파하는 것보다 작은 부분의 전자기 에너지를 전파하도록 구성될 수 있다.
또한, 각각의 후속 부재는 그 이전에 오는 부재가 그런 것보다 제1 단부(206)에서 해당 특정 세장형 세그먼트(204)를 따라 진행하는 전자기파의 보다 큰 부분을 전파하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 제1 단부(206)의 원단에 있는 부재는 전자기파의 최고 비율을 전파하도록 구성될 수 있다. 각각의 파 지향 부재(208)는 다양한 치수를 갖는 다양한 형상을 취할 수 있다. 다른 예에서, 둘 이상의 부재가 리세스될 수 있거나 또는 어떤 부재도 리세스되지 않는다. 또 다른 예가 또한 가능하다. 또한, 변화하는 양의 세장형 세그먼트가 가능하다.
제2 금속 층은 하나 이상의 도파관 채널의 제2 절반을 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 도파관 채널의 제2 절반의 제각기 부분들은 하나 이상의 도파관 채널의 제1 절반의 세장형 세그먼트와 실질적으로 정렬된 세장형 세그먼트, 및 세장형 세그먼트의 단부에서 적어도 하나의 파 지향 부재와 부분적으로 정렬되고 또한 제2 금속 층의 외부로 적어도 하나의 파 지향 부재로부터 전파되는 전자기파를 방사하도록 구성된 적어도 하나의 쌍의 관통 구멍을 포함한다.
예들에서, 제2 절반의 세장형 세그먼트는, 두 개의 세그먼트가 임계 거리 내에 있을 때 또는 세그먼트들의 중심들이 임계 거리 내에 있을 때 제1 절반의 세장형 세그먼트와 실질적으로 정렬된 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 세그먼트의 중심들이 서로 약 ±0.051mm 이내에 있으면, 세그먼트는 실질적으로 정렬된 것으로 간주될 수 있다.
또 다른 예에서, 2개의 절반이 조합되는 경우(즉, 2개의 금속 층이 함께 조인되는 경우), 세그먼트들의 에지들은, 세그먼트의 제1 절반의 에지와 세그먼트의 제2 절반의 대응 에지가 서로 약 ±0.051mm 내에 있다면 실질적으로 정렬된 것으로 간주될 수 있다.
또 다른 예에서, 2개의 금속 층을 조인할 때, 이들의 측면들이 서로 동일한 평면에 있지 않도록 하나의 층이 다른 층에 대하여 각을 이룰 수 있다. 이러한 다른 예들에서, 2개의 금속 층, 및 그에 따른 세그먼트들의 2개의 절반은 각도 오프셋이 약 0.5도 미만일 때 실질적으로 정렬된 것으로 간주될 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 한 쌍의 관통 구멍은 하나 이상의 도파관 채널의 제2 절반의 세장형 세그먼트에 수직일 수 있다. 또한, 적어도 한 쌍의 관통 구멍의 제각기 쌍은 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있다. 이와 같이, 주어진 한 쌍의 관통 구멍은 제1 부분에서 만나서 단일 채널을 형성할 수 있다. 해당 단일 채널은 대응하는 파 지향 부재에 의해 전파된 전자기파의 적어도 일부분을 수신하고 전자기파의 적어도 일부분을 제2 부분에 전파하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 부분은 더블릿(doublet)으로 구성되는 2개의 출력 포트를 포함할 수 있고, 한 쌍의 관통 구멍의 제1 부분으로부터 전자기파의 적어도 일부분을 수신하고 해당 전자기파의 적어도 일부분을 2개의 출력 포트 외부로 전파하도록 구성될 수 있다.
도 2b는 전술한 제2 금속 층(220)을 예시한다. 제2 금속 층(220)은 도 2a에 도시된 제1 금속 층(200)의 복수의 도파관 채널(202)의 제2 절반(즉, 입력 도파관 채널, 파 분할 채널들, 및 파 방사 채널 채널들의 제2 절반)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 도파관 채널들(202)의 제2 절반은 채널들의 2개 절반의 적합한 정렬을 용이하게 하기 위해 채널들의 제1 절반의 일반적인 형태를 취할 수 있다. 제2 절반(222)의 세장형 세그먼트들은 전력 분할기들(224)의 어레이의 제2 절반들을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 전자기파는 어레이(224)를 통해 진행할 수 있는데, 여기서 이들은 부분들로 분할되고, 이 부분들은 이후 세장형 세그먼트들(222)의 제2 절반들의 제각기 단부(226)로 진행한다(즉, 도시된 바와 같이 +x 방향으로).
또한, 주어진 세장형 세그먼트의 단부(226)는 제1 금속 층(200)의 파 지향 부재들(208)과 적어도 부분적으로 정렬될 수 있는 다중 쌍의 관통 구멍(228)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 관통 구멍들의 각각의 쌍은 반사 소자라고도 지칭되는 대응하는 파 지향 부재와 적어도 부분적으로 정렬될 수 있어서, 전자기파의 주어진 서브 부분이 전술한 대로 제1 금속 층(200)으로부터 제2 금속 층(220)으로 전파될 때, 그러한 서브 부분들이 이후, 도시된 바와 같이, 관통 구멍들의 쌍(즉, 출력 포트들의 쌍)을 벗어나서 -z 방향으로 방사되도록 한다. 다시, 주어진 파 지향 부재 및 출력 포트들의 대응 쌍의 조합은 전술한 바와 같이 DOEWG를 형성할 수 있다.
또한, 모든 DOEWG의 조합은 본 명세서에서 DOEWG 어레이로 지칭될 수 있다. 안테나 이론에서, 안테나가 더 큰 방사 개구(즉, 안테나의 얼마나 큰 표면적이 방사하는가, 여기서 표면 영역이 DOEWG 어레이를 포함함)를 가질 때, 해당 안테나는 더 높은 이득(dB) 및 더 좁은 빔 폭을 가질 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예에서, 더 높은 이득의 안테나는 채널당 더 많은 DOEWG들을 가지며 더 많은 채널들(즉, 세장형 세그먼트들)을 포함할 수 있다. 도 2a 및 2b에 예시된 예시적인 안테나는 자율 주행 차량 목적에 적합할 수 있지만(예를 들어, 세그먼트 당 5개의 DOEWG를 갖는 여섯 개의 세장형 세그먼트), 다른 실시예가 마찬가지로 가능할 수 있고, 이러한 다른 실시예는 자동차 레이더를 포함하되 이에 국한되지는 않는 다양한 애플리케이션을 위해 설계되고/기계 가공될 수 있다.
예를 들어, 이러한 다른 실시예에서, 안테나는 최소 하나의 DOEWG를 포함할 수 있다. 이러한 배열로, 출력 포트들은 모든 방향으로 에너지를 방사할 수 있다(즉, 낮은 이득, 넓은 빔 폭). 일반적으로, 세그먼트들/DOEWG들의 상한은 제1 및 제2 금속 층들에 사용되는 금속의 유형에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 높은 저항을 갖는 금속은 전자기파가 도파관 채널을 따라 진행함에 따라 해당 파를 감쇄시킬 수 있다. 이와 같이, 더 크고 높은 저항의 안테나(예를 들어, 더 많은 채널, 더 많은 세그먼트, 더 많은 DOEWG 등)가 설계될 때, 입력 포트를 통해 안테나로 주입되는 에너지는 많지 않은 에너지가 안테나를 벗어나 방사되는 정도까지 감쇄될 수 있다. 그러므로, 더 큰 안테나를 설계하기 위해, 제1 및 제2 금속 층들에 대해보다 작은 저항의 (및 더 전도성의) 금속들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 실시예에서, 제1 및 제2 금속 층들 중 적어도 하나는 알루미늄일 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 제1 및 제2 금속 층들 중 적어도 하나는 구리, 은, 또는 또 다른 전도성 재료일 수 있다. 또한, 알루미늄 금속 층들은 구리, 은, 또는 다른 저 저항/고 전도성 재료로 도금되어 안테나 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 예도 또한 가능하다.
안테나는 하나 이상의 도파관 채널의 제1 절반을 하나 이상의 도파관 채널의 제2 절반과 정렬하여 하나 이상의 도파관 채널을 형성하도록 하기 위해 제1 금속 층을 제2 금속 층에 조인하도록 구성되는 적어도 하나의 파스너(fastener)를 포함할 수 있다(즉, 복수의 파 분할 채널의 제1 절반을 복수의 파 분할 채널의 제2 절반과 정렬시키고, 복수의 파 방사 채널의 제1 절반을 복수의 파 방사 채널의 제2 절반과 정렬시킨다). 일부 실시예에서 이것을 용이하게 하기 위해, 제1 금속 층, 제1 복수의 관통 구멍(도 2a에 미 도시)이 적어도 하나의 파스너를 수용하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 금속 층에서, 제2 복수의 관통 구멍(도 2b에 미 도시)은 제1 복수의 관통 구멍과 실질적으로 정렬될 수 있고 제2 금속 층을 제1 금속 층과 조인하기 위한 적어도 하나의 파스너를 수용하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 적어도 하나의 파스너는 정렬된 제1 및 제2 복수의 관통 구멍에 제공될 수 있고 두 개의 금속 층이 함께 조인되는 방식으로 고정될 수 있다.
일부 예에서, 적어도 하나의 파스너는 다중 파스너일 수 있다. 나사 및 정렬 핀과 같은 기계적 파스너(및 파스닝(fastening)을 용이하게 하기 위해 사용되는 기술)는 두 개의 금속 층을 함께 조인하는데 사용될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 2개의 금속 층은 그 사이에 접착제 층을 갖지 않고 서로 직접 조인될 수 있다. 또한, 2개의 금속 층은 접착, 확산 본딩, 납땜, 경납땜 등과 상이한 방법을 사용하여 함께 조인될 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 그러한 방법은 공지되거나 아직 알려지지 않은 금속 층들을 조인시키는 임의의 방법에 부가하여 또는 대안으로서 사용될 수 있는 것이 가능하다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 블라인드 구멍이 제1 금속 층 및/또는 제2 금속 층의 복수의 관통 구멍에 부가하여 또는 대안으로 제1 금속 층 및/또는 제2 금속 층에 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 하나 이상의 블라인드 구멍은 파스닝(예를 들어, 하우징 나사 또는 정렬 핀)을 위해 사용될 수 있거나 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
도 2c는 예시적인 안테나(240)의 조립도를 도시한다. 예시적인 안테나(240)는 제1 금속 층(200) 및 제2 금속 층(220)을 포함할 수 있다. 제2 금속 층(220)은 정렬 핀, 나사 등을 수용하도록 구성되는 복수의 구멍(242)(관통 구멍 및/또는 블라인드 구멍)을 포함할 수 있다. 제1 금속 층(200)은 제2 금속 층(220)의 구멍들(242)과 정렬되는 복수의 구멍(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 도 2c는 주어진 폭(246) 및 주어진 길이(248)의 DOEWG 어레이(244)를 도시하는데, 이것들은 안테나(240)의 DOEWG 및 채널의 수에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 예시적 실시예에서, DOEWG 어레이는 약 11.43mm의 폭 및 약 28.24mm의 길이를 가질 수 있다. 또한, 이러한 예시적인 실시예에서, 이들 치수는 예시적인 안테나(240)의 다른 치수에 부가하여 또는 대안적으로, 약 0.51 mm보다 작지 않은 오차로 기계 가공될 수 있지만, 다른 실시예에서는 더 크거나 더 작은 오차가 요구될 수 있다. DOEWG 어레이의 다른 치수도 또한 가능하다. 또한, 일부 예에서, 다른 형상의 출력들이 방사 소자들에 대해 사용될 수 있다. 도 2c에서 타원형으로 도시되었지만, 방사 소자들은 임의의 형상을 취할 수 있고, 본 개시에서는 그 형상이 그렇게 중요하지 않다. 일부 예에서, 방사 소자는 정사각형, 원형, 선형, z형 등일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 및 제2 금속 층들(200, 220)은 알루미늄 판(예를 들어, 약 6.35 mm 원재료(stock))으로부터 기계 가공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 금속 층(200)은 적어도 3mm 두께(예를 들어, 약 5.84mm 내지 6.86mm)일 수 있다. 또한, 제2 금속 층(220)은 6.35mm의 원재료로부터 약 3.886mm의 두께로 기계 가공될 수 있다. 다른 두께도 또한 가능하다.
일부 실시예에서, 2개의 금속 층(200, 220)의 조인은 에어 갭 또는 2개의 층의 메이팅 면들 사이의 다른 불연속성을 초래할 수 있다. 이러한 실시예에서, 이러한 갭 또는 연속성은 안테나 장치의 길이의 중심에 근접할 수 있거나(대개 가능한 한 근접할 수 있고), 약 0.05 mm 이하의 크기를 가질 수 있다.
도 2d는 예시적인 안테나(240)의 또 다른 조립된 뷰를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 금속 층(200)은 정렬 핀, 나사 등을 수용하도록 구성된 복수의 구멍(250)(관통 구멍 및/또는 블라인드 구멍)을 포함할 수 있다. 복수의 구멍(250) 중 하나 이상은 제2 금속 층(220)의 구멍들(242)과 정렬될 수 있다. 또한, 도 2d는 안테나(240)가 전자기파를 하나 이상의 도파관 채널(202)로 수신케 할 수 있는 입력 커플링 포트(212)를 도시한다. 또한, 도 2d는 다중 커플링 포트(252)를 특징으로 한다. 커플링 포트들(252)은 제1 금속 층(200) 내의 도파관들로부터 제각기 커플링 포트로부터의 전자기 에너지를 커플링하는 PCB(도 2d에 도시되지 않음) 상의 컴포넌트들에 커플링될 수 있다. 커플링 포트들(212, 252)은 도 4a의 커플링 포트(404)의 형태를 취할 수 있다.
도 2e는 조립된 예시적인 안테나 내부에 형성된 개념적 도파관 채널(260)을 도시한다. 특히, 도파관 채널들(260)은 도 2a 및 2b의 도파관 채널들(202)의 형태를 취한다. 예를 들어, 채널들(260)은 입력 도파관 채널(264)에 대한 입력 포트(262)를 포함한다. 채널들(260)은 또한 파 분할 채널들(266) 및 복수의 방사 더블릿(268)(즉, DOEWG 어레이)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 전자기파가 입력 커플링 포트(262)에서 채널들(260)로 진입할 때, 전자기파는 입력 도파관 채널(264)을 통해 +x 방향으로 진행하고 파 분할 채널들(266)에 의해(예를 들어, 전력 분할기에 의해) 부분들로 분할될 수 있다. 전자기파의 그런 부분들은 이후 +x 방향으로 제각기 방사 더블릿(268)으로 진행할 수 있고, 여기서 이들 부분들의 서브 부분들은 예를 들어 쌍(270)과 같은 출력 포트들의 쌍들을 통해 각각의 DOEWG 외부로 방사된다.
특정 파 방사 채널에서, 전자기파의 일부분은 앞서 논의된 바와 같이 리세스된 파 지향 부재(272)(즉, 역 단차 또는 "웰(well)")에 의해 제1 DOEWG를 통해 먼저 전파될 수 있다. 이 리세스된 파 지향 부재(272)는 특정 파 방사 채널의 DOEWG들의 모든 부재들의 에너지 중 가장 작은 부분을 방사하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 각각의 후속 DOEWG가 그 이전의 DOEWG보다 잔여 에너지의 더 많은 부분을 방사할 수 있도록 후속하는 파 지향 부재(274)가 형성될 수 있다(예를 들어, 리세스되기 보다는 돌출할 수 있음). 달리 말하면, 각각의 파 지향 부재(272, 274)는 일반적으로 수평(+x 방향) 채널(즉, 파 방사 채널, 또는 앞서 언급한 대로 "세장형 세그먼트"의 "제1 단부")에 "단차 컷(step cut)"으로서 형성될 수 있고, 방사되는 에너지의 양 대 안테나를 따라 더 나아가도록 전송되는 에너지의 양을 튜닝하기 위해 안테나에 의해 사용된다.
일부 실시예에서, 주어진 DOEWG는 임계 레벨의 에너지보다 더 많이 방사할 수 없으며 임계 레벨의 에너지보다 더 적게 방사할 수 없다. 이러한 임계값들은 DOEWG 컴포넌트(예를 들어, 파 지향 부재, 수평 채널, 수직 채널, 두 개의 출력 포트 사이의 브리지 등)의 치수에 기초하여 달라질 수 있으며, 또는 안테나와 연관된 다른 요인들에 기초하여 달라질 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 및 제2 금속 층들은 예를 들어 도파관 채널들(260)의 다양한 측면들이 에지(276, 278 및 280)와 같은 둥근 에지를 갖도록 기계 가공될 수 있다.
도 2e에 추가로 도시된 것은 커플링 포트들(282) 및 PCB 기반 커플링 컴포넌트들(284) 양자이다. PCB 기반 커플링 컴포넌트들(284)은 커플링 포트들(282)에 커플링될 수 있다. 그리고 커플링 포트들(282)은 파 분할 채널들(266)의 세장형 세그먼트들(222)에 커플링될 수 있다. PCB 기반 커플링 컴포넌트들(284) 및 커플링 포트들(282)의 설계는 도 4a 및 4b를 참조하여 더 논의된다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 안테나의 파 분할 채널들(300)의 네트워크를 도시한다. 도 3b는 예시적인 실시예에 따른, 파 분할 채널들의 네트워크(300)의 대안 뷰를 도시한다.
일부 실시예에서, 파 분할 채널들(300)의 네트워크(예를 들어, 전술한 바와 같은 빔 형성 네트워크)는 도 3a에 도시된 바와 같이 전력 분할기들의 트리의 형태를 취할 수 있다. 에너지는 입력 도파관 채널을 통해 안테나에 진입할 수 있고, 전력 분할기(302)와 같은 각각의 전력 분할기에서 에너지의 더 작은 부분들로 분할(즉, 스플릿(split))되고, 후속 전력 분할기들을 통과하며 여러 번 분할되어 제각기 에너지 양이 파 방사 채널의 각각에 피드되도록 한다(도시된 바와 같이 에너지 A-F). 주어진 전력 분할기에서 분할되는 에너지 양은 전력 분할 비(즉, 분할 후에 얼마나 많은 에너지가 하나의 채널(304)에 들어가는가 대 얼마나 많은 에너지가 다른 채널(306)에 들어가는가)에 의해 제어될 수 있다. 주어진 전력 분할 비는 대응하는 전력 분할기의 치수에 따라 조정될 수 있다.
예들에서, 2개의 채널(304, 306) 사이에서 에너지를 분할하는 기술은 도 3a의 하부에 도시된 것과 같은 채널 구조(예를 들어, "4 포트 브랜치라인 커플러(branchline coupler)를 사용하는 것일 수 있다. 이러한 기술 및 구조 설계는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 채널의 단부에서 감쇄 컴포넌트(310) 및 커플링 포트들(308)을 포함할 수 있고, 여기서 커플링 포트들(308) 각각은 채널을 통해 후방으로 되돌아오는 에너지를 감쇄 컴포넌트들(310) 중 하나에 커플링하도록 구성된다. 감쇄 컴포넌트들(310)은 되돌아온 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다. 감쇄 컴포넌트들(310) 및 커플링 포트들(308)의 설계는 도 4b와 관련하여 추가로 논의된다.
도 4a는 커플링 포트(404), 감쇄 컴포넌트들(410), 및 커플링 컴포넌트(408)를 포함하는 예시적인 도파관(402) 종단을 도시한다. 감쇄 컴포넌트들(410)은 PCB(406) 상에 장착될 수 있다(예를 들어, 감쇄 컴포넌트들(410)은 PCB 상의 금속성 트레이스들일 수 있다). PCB는 도 2d에 도시된 안테나와 같은 것의 하부 표면에 장착될 수 있다. 또한, 도 4a는 커플링 포트(404)의 하나의 예시적인 사용을 도시한다. 커플링 포트(404)는 현재 개시된 안테나 장치 이외의 경우에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 커플링 포트(404)는 전자기 신호가 도파관 내로 및/또는 도파관 외부로 커플링되고 있는 임의의 경우에 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 커플링 포트(404)는 또한 도파관 빔 형성 네트워크의 사용 없이 PCB로부터 안테나와 같은 방사 구조로 신호를 효율적으로 커플링하는데 사용될 수 있다.
도 4a는 감쇄 컴포넌트들(410)에 연결된 디퍼렌셜 쌍으로서의 커플링 컴포넌트(408)로 도시되어 있지만, 다른 예에서는 커플링 컴포넌트(408)는 (도 4b와 관련하여 논의된 바와 같이) 단일 패치와 같은 상이한 형상일 수 있다. 또한, 커플링 컴포넌트(408)는 안테나 유닛에 의한 전송을 위해 전자기 신호를 피드할 수 있고 도파관으로부터 감쇄 컴포넌트로 전자기 신호를 커플링하는 것 양자를 할 수 있는 양방향 컴포넌트일 수 있다.
도 4a의 도파관(402)은 도 2a의 세장형 세그먼트들(204)과 같은 도파관 세장형 세그먼트들의 일부분일 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4a의 도파관(402)은 피드(feed)를 포함하지 않는 세장형 세그먼트들 중 하나일 수 있다. 앞서 논의한 바와 같이, 안테나의 동작 동안, 방사 컴포넌트들에 의해 방사되지 않은 일부 전자기 에너지는 반사되어 도파관으로 되돌아갈 수 있다. 반사된 전자기 에너지를 제거하기 위해, 도파관(402)은 커플링 포트(404)에 커플링될 수 있다. 커플링 포트(404)는 도파관(402)의 평면 외부로 수직으로 정렬될 수 있다. 커플링 포트(404)는 커플링 컴포넌트(408)에 의해 PCB(406) 상에 위치된 감쇄 컴포넌트(여기서는 라인들(410)로 도시됨)에 반사된 전자기 에너지를 커플링하도록 구성될 수 있다.
도 4a에 도시된 것과 같은 일부 예에서, 각각의 커플링 포트(404)는 도파관의 임피던스와 정합(또는 거의 정합)하는 방식으로 형상이 만들어질 수 있다. 임피던스 정합에 의해, 도파관(402)으로부터 커플링 포트(404)로 커플링되는 반사된 전자기 에너지의 양이 최대화될 수 있다. 예를 들어, 커플링 포트(404)는 정확한 임피던스 정합을 달성하기 위해 상이한 치수를 갖는 부분들을 가질 수 있다. 또한, 안테나 유닛이 다중 커플링 포트를 갖는 경우에, 각각의 커플링 포트는 각각의 제각기 커플링 포트에 대해 원하는 임피던스 정합에 기초한 자체 치수를 가질 수 있다.
커플링 포트(404)는 커플링 포트(404)의 나머지보다 더 좁은 치수를 갖는 네크(neck)(418)를 갖는 것으로 도시된다. 이 예에서, 네크(418)를 좁힘으로써 커플링 포트(404)의 인덕턴스가 증가된다. 인덕턴스의 증가는 커플링 컴포넌트(408)의 임피던스를 도파관(402)의 임피던스와 정합시키기 위해(또는 보다 근사적으로 정합시키기 위해) 사용될 수 있다. 임피던스가 정합되면, 도파관(402)과 커플링 컴포넌트(408) 사이의 전자기 에너지의 전력 전달이 최대화될 수 있다. 커플링 포트(404)의 폭이 넓어지는 것은 커플링 포트(404)의 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. 특정 실시예에 의존하여, 커플링 포트(404)의 치수는 도파관(402)과 커플링 컴포넌트(408) 사이의 임피던스 정합을 위해 설계될 수 있다.
추가적으로, 커플링 포트(404) 및 커플링 컴포넌트(408)는 도파관의 하부에 커플링되는 것으로 도시되어 있다. 다른 예에서, 커플링 포트(404), PCB(406), 및 커플링 컴포넌트(408)의 정렬은 상이한 정렬을 가질 수 있다. 예를 들어, 커플링은 또한 도파관의 측면 또는 단부(즉, 도파관 층의 평면의 방향에 직각으로 커플링)에 대한 것일 수 있다.
커플링 포트(404)를 생성하기 위해, 커플링 포트(404)는 커플링 포트(404)의 상부 측면과 커플링 포트(404)의 하부 측면 모두로부터 기계 가공될 수 있다. 양 측면으로부터 기계 가공될 수 있는 치수를 갖는 연결 포트(404)를 설계하는 것에 의해, 임피던스 매칭 기능을 수행하면서 상대적으로 제조하기에 간단한 커플링 포트(404)가 생성될 수 있다. 더 복잡한 버전의 커플링 포트도 설계될 수 있지만, 커플링 포트의 상부 측면과 하부 측면에서 기계 가공될 수 있는 포트를 갖는 것은 기계 가공의 복잡성을 줄일 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 커플링 컴포넌트(408)는 커플링 포트(404)를 통해 반사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 도파관으로부터 감쇄 컴포넌트(410)로 커플링하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 커플링 컴포넌트(408)가 반사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 커플링할 때, 커플링 컴포넌트(408)는 본질적으로 수신 안테나로서 작용할 수 있다. 커플링 컴포넌트(408)는 도파관으로부터의 반사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 수신하고 이것을 커플링 포트를 통해 커플링시킨다.
다른 예에서, 커플링 포트(404)는 전자기 에너지를 도파관에 주입하도록 기능할 수 있다. 이 예에서, 컴포넌트(408)는 PCB(406)상의 피드 트레이스(feed trace)들(미 도시)로부터 커플링 포트(404)를 통해 도파관(402)에 전자기 에너지의 적어도 일부분을 커플링시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 커플링 컴포넌트(408)가 전자기 에너지의 적어도 일부분을 커플링할 때, 커플링 컴포넌트(408)는 본질적으로 송신 안테나로서 작용할 수 있다. 커플링 컴포넌트(408)는 피드 트레이스들로부터의 전자기 에너지의 적어도 일부분을 송신하고 이것을 커플링 포트를 통해 커플링시킨다.
다양한 상이한 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 커플링 컴포넌트(408)는 도 4a에 도시된 바와 같이 금속성 루프 형상 구조체일 수 있다. 커플링 컴포넌트(408)는 안테나와 유사하게 기능할 수 있는데, 즉 커플링 컴포넌트(408)는 전자기 에너지(즉, 파)를 송신 또는 수신할 수 있다. 기능적으로, 일 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 도파관으로부터의 안내된 파를 도파관 외부의 안내된 파로 변환하도록(예를 들어, 파를 감쇄 컴포넌트에 커플링함) 구성된 컴포넌트일 수 있다. 또 다른 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 도파관 외부로부터의 안내된 파를 도파관에서의 안내된 파로 변환하도록 구성되는 컴포넌트일 수 있다.
다양한 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 다양한 방식으로 그리고 다양한 재료로 만들어질 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 커플링 컴포넌트는 회로 기판(406) 상의 금속성 트레이스(또는 패치)일 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 커플링 컴포넌트는 PCB에 부착된 개별 컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 커플링 컴포넌트는 코팅되거나, 도금되거나, 또는 다른 경우에는 금속으로 덮인 세라믹으로 형성될 수 있다. 커플링 컴포넌트(408)는 또한 스탬핑된 금속, 구부러진 금속, 또는 다른 또 다른 금속 구조체로부터 형성될 수 있다. 일부 추가 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 그 자체가, PCB(406)에 표면 실장될 수 있는 제2 회로 기판 상의 금속성 스트립 또는 컴포넌트일 수 있다.
그러므로, 도파관에서의 파로부터 도파관이 아닌 곳에서의 파로의 변환을 야기하게 기능할 수 있고 또한 커플링 컴포넌트(408)(또는 커플링 컴포넌트(412))를 대신할 수 있는 다수의 구조체가 존재한다.
일부 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 (i) 도파관 외부로부터의 신호를 도파관으로 커플링하고 및 (ii) 도파관 내부로부터 신호를 도파관의 외부로 커플링하는 두 가지 기능을 하는 양방향 커플러일 수 있다.
일부 추가 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 디퍼렌셜 모드 신호를 도파관 외부로부터 도파관에 커플링시키도록 구성될 수 있다. 일부 추가 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 도파관 내부로부터의 신호를 디퍼렌셜 모드 신호로서 도파관 외부로 커플링시키도록 구성될 수 있다.
일부 추가 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 도파관 외부로부터의 단일 모드 신호를 도파관에 커플링시키도록 구성될 수 있다. 몇몇 추가 예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 도파관의 내부로부터의 신호를 단일 모드 신호로서 도파관 외부로 커플링시키도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 커플링 컴포넌트(408)는 커플링 컴포넌트(408)가 그의 입력과 출력 사이에서 커플링하는 전자기 에너지의 백분율을 최적화하는 임피던스를 갖도록 설계될 수 있다.
도 4b는 회로 기판(406)상의 2가지 상이한 유형의 커플링 컴포넌트(408, 412)의 평면도를 도시한다. 앞서 논의한 바와 같이, 커플링 컴포넌트들(408)은 디퍼렌셜 쌍이다. 커플링 컴포넌트(412)는 PCB(406) 상의 패치이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 커플링 컴포넌트들(408)은 디퍼렌셜 쌍 라인들(416A)에 커플링된다. 디퍼렌셜 쌍 라인들(416A)은 커플링 컴포넌트들(408)로부터의 반사된 전자기 에너지를 소산시키고, 커플링 컴포넌트들(408)에 전자기 에너지를 피드하고, 또는 커플링 컴포넌트들(408)이 양방향 모드로 동작될 때 전자기 에너지를 피드 및 소산하는 것 양자를 하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 단일 라인(416B)은 커플링 컴포넌트(412)로부터의 반사된 전자기 에너지를 소산시키고, 전자기 에너지를 커플링 컴포넌트(412)에 피드하고, 또는 커플링 컴포넌트(412)가 양 방향 모드로 동작될 때 전자기 에너지를 피드하고 소산시키는 것 모두를 하도록 구성될 수 있다.
도 4b에는 추가로 접지 지점들(414)이 도시되어 있다. 접지 지점들(414)은 PCB(406)에 전기적 접지를 도입하기 위해 사용될 수 있는 지점들이다. 접지 지점들(414)은 도 2d에 도시된 도파관 블록의 하부와 같은 도파관 블록과 전기적 접촉을 형성할 수 있다.
감쇄 컴포넌트(410)는 도파관 블록 구조체의 외부에 또는 외부 표면 상에 배치된 회로 기판(406) 상에 배치된다. 감쇄 컴포넌트(410)는 커플링 컴포넌트(408)로부터의 반사된 전자기 에너지의 적어도 일부분을 수신할 수 있다. 일부 예에서, 감쇄 컴포넌트(410)의 표면은 반사된 전자기 에너지의 일부분을 흡수하는 것을 포함하도록 구성될 수 있다. 일부 추가적인 예에서, 감쇄 컴포넌트는 회로 기판 상의 적어도 하나의 마이크로스트립 라인을 포함할 수 있다. 또한, 감쇄 컴포넌트는 회로 기판 상에 인쇄된 전도성 잉크를 포함할 수 있다.
도파관 채널들, 도파관 채널들의 부분들, 도파관 채널들의 측면들, 파 지향 부재들 등의 다른 형상 및 치수도 가능하다는 것을 이해해야 한다. 일부 실시예에서, 공지된 또는 공지되지 않은 다른 방법이 동일하거나 보다 큰 편리성으로 도파관 채널들을 제조하도록 구현될 수 있지만, 도파관 채널들의 장방형 형상은 제조하기에 매우 편리할 수 있다.
본 명세서에 설명된 구성은 단지 예시 목적을 위한 것임을 이해해야 한다. 이와 같이, 본 기술분야의 통상의 기술자는 다른 구성 및 다른 요소(예를 들어, 머신, 장치, 인터페이스, 기능, 순서, 및 기능의 그룹화 등)가 대신 사용될 수 있고 일부 요소는 원하는 결과에 따라 모두 함께 생략될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 설명된 요소들의 대다수는 임의의 적절한 조합 및 위치에서 이산 또는 분산 컴포넌트들로서 또는 다른 컴포넌트들과 연계하여 구현될 수 있는 기능 개체들이다.
다양한 양태들 및 실시예들이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태들 및 실시예들이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태 및 실시예는 예시 목적을 위한 것이고 제한하려고 의도된 것이 아니며, 그 범위는 이하의 청구 범위에 의해서 지시된다.
Claims (20)
- 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 단계;
하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 단계;
상기 도파관 채널을 갖는 도파관을 형성하기 위해 상기 도파관 채널의 제1 부분과 상기 도파관 채널의 제2 부분을 함께 커플링하는 단계; 및
커플링 포트의 도파관 부분이 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖도록 상기 하부 블록에 커플링 포트를 형성하는 단계 - 상기 커플링 포트는 회로 기판과 상기 도파관 사이의 전자기 에너지를 커플링하여 상기 도파관이 상기 도파관 채널을 통해 상기 전자기 에너지를 전파하도록 구성됨 -
를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 회로 기판을 상기 하부 블록에 결합하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 커플링 포트의 도파관 부분이 상기 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖도록 상기 하부 블록에 상기 커플링 포트를 형성하는 단계는
상기 도파관과 상기 회로 기판 사이에 양방향 포트로서 동작하도록 상기 커플링 포트를 형성하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 상부 블록 내로 복수의 방사 소자를 형성하여 상기 복수의 방사 소자가 상기 도파관으로부터 전자기 에너지를 방사하고 전자기 에너지를 상기 도파관 내로 결합시키도록 구성되게끔 하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 하부 블록에 커플링 포트를 형성하는 단계는:
상기 하부 블록의 상부 측면으로부터 상기 커플링 포트의 하나 이상의 치수를 형성하는 단계; 및
상기 하부 블록의 하부 측면으로부터 상기 커플링 포트의 하나 이상의 치수를 형성하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 하부 블록에 제2 커플링 포트를 형성하여 상기 제2 커플링 포트의 도파관 부분이 제2 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖게끔 하고,
상기 제2 커플링 포트는 상기 회로 기판과 상기 도파관 사이의 전자기 에너지를 커플링하여 상기 도파관이 상기 전자기 에너지를 전파하도록 구성되는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 단계는, 상기 상부 블록에 상기 도파관 채널의 상부 절반을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 단계는, 상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 절반을 형성하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 단계는, 상기 상부 블록에 상기 도파관 채널의 상부 부분을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 단계는, 상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 하부 부분을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 상부 부분의 깊이 치수는 상기 하부 부분의 깊이 치수와는 상이한, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 단계 및 상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 단계는
CNC 기계 도구를 사용하여 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 형성하는 단계를 포함하는, 방법. - 시스템으로서,
상부 블록;
하부 블록;
기계 도구; 및
컴퓨팅 디바이스
를 포함하고,
상기 컴퓨팅 디바이스는
상기 기계 도구를 이용하여, 상기 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하고;
상기 기계 도구를 이용하여, 상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하고;
상기 도파관 채널을 갖는 도파관을 형성하기 위해 상기 도파관 채널의 제1 부분과 상기 도파관 채널의 제2 부분이 함께 커플링하게끔 하고;
상기 기계 도구를 이용하여, 커플링 포트의 도파관 부분이 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖도록 상기 하부 블록에 커플링 포트를 형성하도록 구성되는 - 상기 커플링 포트는 회로 기판과 상기 도파관 사이의 전자기 에너지를 커플링하여 상기 도파관이 상기 전자기 에너지를 전파하도록 구성됨 -
시스템. - 제10항에 있어서,
상기 기계 도구를 이용하여 상기 하부 블록에 커플링 포트를 형성하는 것은,
상기 도파관과 상기 회로 기판 사이에 양방향 포트로서 동작하도록 상기 커플링 포트를 형성하는 것을 포함하는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 컴퓨팅 디바이스는,
상기 기계 도구를 이용하여, 상기 상부 블록 내로 복수의 방사 소자를 형성하여 상기 복수의 방사 소자가 상기 도파관으로부터 전자기 에너지를 방사하고 전자기 에너지를 상기 도파관 내로 결합시키도록 구성되게끔 하도록
더 구성되는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 기계 도구를 이용하여, 상기 하부 블록에 커플링 포트를 형성하는 것은:
상기 하부 블록의 상부 측면으로부터 상기 커플링 포트의 하나 이상의 치수를 형성하는 것; 및
상기 하부 블록의 하부 측면으로부터 상기 커플링 포트의 하나 이상의 치수를 형성하는 것
을 포함하는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 컴퓨팅 디바이스는,
상기 기계 도구를 이용하여, 상기 하부 블록에 제2 커플링 포트를 형성하여 상기 제2 커플링 포트의 도파관 부분이 제2 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖게끔 하도록 더 구성되고,
상기 제2 커플링 포트는 상기 회로 기판과 상기 도파관 사이의 전자기 에너지를 커플링하여 상기 도파관이 상기 전자기 에너지를 전파하도록 구성되는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 것은, 상기 상부 블록에 상기 도파관 채널의 상부 절반을 형성하는 것을 포함하고,
상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 것은, 상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 절반을 형성하는 것을 포함하는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 것은, 상기 상부 블록에 상기 도파관 채널의 상부 부분을 형성하는 것을 포함하고,
상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 것은, 상기 하부 블록에 상기 도파관 채널의 하부 부분을 형성하는 것을 포함하고,
상기 상부 부분의 깊이 치수는 상기 하부 부분의 깊이 치수와는 상이한, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 기계 도구는 CNC 기계 도구인, 시스템. - 명령어가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 제조 물품으로서, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 동작들을 수행하게 하고,
상기 동작들은,
기계 도구를 이용하여, 상부 블록에 도파관 채널의 제1 부분을 형성하는 단계;
상기 기계 도구를 이용하여, 하부 블록에 상기 도파관 채널의 제2 부분을 형성하는 단계;
상기 도파관 채널을 갖는 도파관을 형성하기 위해 상기 도파관 채널의 제1 부분과 상기 도파관 채널의 제2 부분이 함께 커플링하게끔 하는 단계; 및
상기 기계 도구를 이용하여, 커플링 포트의 도파관 부분이 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖도록 상기 하부 블록에 커플링 포트를 형성하는 단계 - 상기 커플링 포트는 회로 기판과 상기 도파관 사이의 전자기 에너지를 커플링하여 상기 도파관이 상기 전자기 에너지를 전파하도록 구성됨 -
를 포함하는, 제조 물품. - 제18항에 있어서,
상기 커플링 포트의 도파관 부분이 상기 원하는 임피던스에 기초하여 치수들을 갖도록 상기 하부 블록에 상기 커플링 포트를 형성하는 단계는
상기 도파관과 상기 회로 기판 사이에 양방향 포트로서 동작하도록 상기 커플링 포트를 형성하는 단계
를 포함하는, 제조 물품. - 제18항에 있어서,
상기 동작들은
상기 기계 도구를 이용하여, 상기 상부 블록 내로 복수의 방사 소자를 형성하여 상기 복수의 방사 소자가 상기 도파관으로부터 전자기 에너지를 방사하고 전자기 에너지를 상기 도파관 내로 결합시키도록 구성되게끔 하는 단계
를 더 포함하는 제조 물품.
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