NL2001238C2 - Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter - Google Patents
Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter Download PDFInfo
- Publication number
- NL2001238C2 NL2001238C2 NL2001238A NL2001238A NL2001238C2 NL 2001238 C2 NL2001238 C2 NL 2001238C2 NL 2001238 A NL2001238 A NL 2001238A NL 2001238 A NL2001238 A NL 2001238A NL 2001238 C2 NL2001238 C2 NL 2001238C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- substrate
- antenna
- antenna device
- conductor
- intermediate layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/065—Patch antenna array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
- H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
Abstract
Description
Antenne-inrichting en werkwijzeAntenna arrangement and method
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een antenne-inrichting omvattende ten minste één antenne-element voor het uitwisselen van elektromagnetische straling, in het 5 bijzonder radiostraling, met een omgeving, welk antenne-element een eerste geleiderelement op een eerste elektrisch isolerend substraat omvat alsmede een tweede geleiderelement op een tweede elektrisch isolerende substraat, waarbij beide genoemde geleiderelementen door een diëlektricum van elkaar zijn gescheiden. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke 10 antenne-inrichting.The present invention relates to an antenna device comprising at least one antenna element for exchanging electromagnetic radiation, in particular radio radiation, with an environment, which antenna element comprises a first conductor element on a first electrically insulating substrate and a second conductor element on a second electrically insulating substrate, wherein both said conductor elements are separated from each other by a dielectric. The invention also relates to a method for manufacturing such an antenna device.
Een antenne-inrichting van de in de aanhef beschreven soort omvat in wezen een stapeling van een aantal vlakke lagen, gewoonlijk aangeduid als microstrip patch antenne (MPA), en wordt met voordeel toegepast als vlakke antenne, in het bijzonder 15 als fase array antenne, voor luchtvaartuigen en voertuigen waarbij een profiel van de antenne bij voorkeur zo vlak mogelijk met een wand dient te liggen. Bij een fase array antenne gaat het daarbij om een antenne-inrichting met een groot aantal antenne-elementen die in een regelmatige structuur zijn gerangschikt en door middel van daarop afgestemde regelelektronica afzonderlijk of in groepen worden aangestuurd 20 om een specifieke, gewenste directionele werking van de totale antenne te bewerkstelligen. Dit is met name van belang bij mobiele toepassingen, waarbij een optimale signaaloverdracht kan worden bewerkstelligd door de antenne aldus steeds op een specifieke zender of ontvangststation gericht te houden.An antenna device of the type described in the preamble comprises essentially a stack of a number of flat layers, usually referred to as a microstrip patch antenna (MPA), and is advantageously used as a flat antenna, in particular as a phase array antenna, for aircraft and vehicles where an antenna profile should preferably be as flat as possible with a wall. In the case of a phase array antenna, this is an antenna device with a large number of antenna elements that are arranged in a regular structure and are controlled individually or in groups by means of control electronics adapted thereto for a specific, desired directional action of the total antenna. This is particularly important in the case of mobile applications, in which an optimum signal transfer can be achieved by thus always keeping the antenna directed at a specific transmitter or receiving station.
25 Door het toegenomen gebruik van mobiele telefonie, Internet en mobiel emailverkeer is er een toenemende behoefte aan een breedbandige mobiele telecommunicatieoplossing aan boord van met name vliegtuigen. Voor dergelijke communicatie zijn ffequentiebanden beschikbaar in een domein van enkele tot enkele tientallen Gigahertz, waarbij vooralsnog voldoende bandbreedte beschikbaar lijkt te zijn om te voorzien in 30 zowel huidige als toekomstige telecommunicatiebehoeften. Voor een effectieve en efficiënte signaaloverdracht heeft een antenne van de in de aanhef genoemde soort bij voorkeur tussen beide geleiderelementen een diëlektricum met een permittiviteit gelijk aan die van een vacuüm oftewel een relatieve diëlektrische constante of permittiviteit LA0B.1377NLnl.wpd -2- van althans nagenoeg gelijk aan één. In de praktijk voldoen met name veel gassen aan deze voorwaarde, maar hebben vaste stoffen gewoonlijk een permittiviteit die factoren hoger ligt.Due to the increased use of mobile telephony, Internet and mobile email traffic, there is an increasing need for a broadband mobile telecommunications solution on board aircraft, in particular. For such communication, frequency bands are available in a domain of a few to a few dozen Gigahertz, whereby sufficient bandwidth appears to be available to meet both current and future telecommunication needs. For an effective and efficient signal transfer, an antenna of the type mentioned in the preamble preferably has a dielectric between the two conductor elements with a permittivity equal to that of a vacuum or a relative dielectric constant or permittivity of at least substantially equal to one. In practice, many gases in particular meet this condition, but solids usually have a permittivity that is higher by factors.
5 Uit Europese octrooiaanvrage EP 596.618 is een dergelijke antenne-inrichting bekend, waarbij tussen het eerste en tweede substraat een luchtige schuimlaag is toegepast als diëlektricum, in het bijzonder van synthetisch schuim met een hoge diëlektrische constante. Door het relatieve grote aandeel van lucht in een dergelijke schuimlaag, benadert de relatieve diëlektrische constante daarvan die van lucht, oftewel circa één.European patent application EP 596,618 discloses such an antenna device, wherein an airy foam layer is used as a dielectric between the first and second substrate, in particular synthetic foam with a high dielectric constant. Due to the relatively large proportion of air in such a foam layer, its relative dielectric constant approximates that of air, or approximately one.
10 Hoewel daarmee op zichzelf een gewenste relatieve permittiviteit wordt bereikt, blijkt deze in de bekende antenne-inrichting allesbehalve constant. In plaats daarvan fluctueert de diëlektrische constante van het diëlektricum zowel binnen een antenne-element als tussen antenne-elementen onderling in aanzienlijke mate in deze bekende antenne-inrichting, waardoor deze minder geschikt is voor veeleisende toepassingen 15 zoals ultrahoogfrequente signaal overdracht voor telecommunicatiedoeleinden.Although a desired relative permittivity is thereby achieved per se, it appears to be anything but constant in the known antenna device. Instead, the dielectric constant of the dielectric fluctuates considerably both within an antenna element and between antenna elements in this known antenna device, making it less suitable for demanding applications such as ultra-high-frequency signal transmission for telecommunication purposes.
Met de onderhavige uitvinding wordt onder meer beoogd te voorzien in een antenne-inrichting van de in de aanhef beschreven soort met een diëlektricum dat een permittiviteit kent welke die van het vacuüm benadert en die daarenboven daarbij 20 althans nagenoeg uniform is over de gehele antenne-inrichting.The present invention has for its object, inter alia, to provide an antenna device of the type described in the preamble with a dielectric that has a permittivity that approximates that of the vacuum and that is additionally at least substantially uniform over the entire antenna device. .
Om het beoogde doel te bereiken heeft een antenne-inrichting van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat het eerste en het tweede substraat aan hun naar elkaar toegewende zijden de geleiderelementen omvatten en van 25 elkaar zijn gescheiden door een elektrisch isolerende tussenlaag en dat de tussenlaag althans ter plaatse van beide geleiderelementen een venster vrijlaat waarbinnen de geleiderelementen althans nagenoeg volledig vallen. Aldus vormt het venster in de uiteindelijke inrichting tussen beide geleiderelementen een (lucht)kamer met de gewenste lage relatieve permittiviteit om een optimale signaaluitwisseling mogelijk te 30 maken. Anders dan bij de bekende antenne-inrichting is de diëlektrische constante van het diëlektricum in de inrichting volgens de uitvinding volstrekt, althans in overwegende -3- mate, constant, zowel binnen een antenne-element op zichzelf, als tussen afzonderlijke antenne-elementen onderling. De uitvinding berust daarbij op het inzicht dat de schuimlaag van de bekende inrichting onder verlijming met een geschikte lijm tussen beide substraten wordt aangebracht en dat de toegepaste lijm daarbij in meer of mindere 5 mate poriën in de schuimlaag vult. Hierdoor zal de diëlektrische constante van dit diëlektricum onvermijdelijk worden beïnvloed door een niet in te schatten en niet te controleren mate van indringing van de lijm in de schuimlaag en daardoor zowel binnen een antenne-element als tussen antenne-elementen onderling sterk kunnen fluctueren. Doordat in de antenne-inrichting volgens de uitvinding het diëlektricum wordt gevormd 10 door een lege kamer worden dergelijke oncontroleerbare procesvariaties daarin vermeden en is een uniforme relatieve permittiviteit van het diëlektricum in de inrichting gewaarborgd.To achieve the intended object, an antenna device according to the invention of the type described in the preamble is characterized in that the first and the second substrate comprise the conductor elements on their sides facing each other and are separated from each other by an electrically insulating intermediate layer and that the intermediate layer leaves a window free at least at the location of both conductor elements, within which the conductor elements fall substantially completely. Thus, in the final device, the window forms between the two conductor elements an (air) chamber with the desired low relative permittivity to enable optimum signal exchange. Unlike the known antenna device, the dielectric constant of the dielectric in the device according to the invention is completely, at least to a large extent, constant, both within an antenna element itself and between individual antenna elements. The invention is based on the insight that the foam layer of the known device is applied between the two substrates under gluing with a suitable glue and that the glue used thereby fills pores in the foam layer to a greater or lesser extent. As a result, the dielectric constant of this dielectric will inevitably be influenced by an unimaginable and uncontrollable degree of penetration of the glue into the foam layer and can therefore fluctuate strongly both within an antenna element and between antenna elements. Because in the antenna device according to the invention the dielectric is formed by an empty chamber, such uncontrollable process variations therein are avoided and a uniform relative permittivity of the dielectric in the device is guaranteed.
Op zichzelf lenen uiteenlopende materialen zich voor de isolerende tussenlaag en de 15 substraten. Een voorkeursuitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding heeft evenwel als kenmerk dat de genoemde substraten en de tussenlaag een unitair lichaam omvatten van een dicht materiaal gekozen uit een groep omvattende kunststoffen, keramische materialen en glas. Meer in het bijzonder heeft een verdere uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding aldus als kenmerk dat 20 de tussenlaag en het eerste substraat uit een kunststof zijn gevormd, in het bijzonder uit polytetrafluoretheen (PTFE), en dat het tweede substraat een keramische laag omvat, in het bijzonder een glasvezel versterkt composiet laminaat. Daarbij wordt onder een “dicht” materiaal een materiaal verstaan met een in hoofdzaak isotrope dichtheidsverdeling, in tegenstelling tot bijvoorbeeld geschuimde materialen waarvan 25 een dichtheid in hoge mate anisotroop is. Een dergelijk dicht, isotroop materiaal staat toe dat daarin doorgangen worden gevormd met een gladde, regelmatige binnenwand die een betrouwbare metaalbedekking toelaten met een in hoge mate controleerbare impedantie. Anders dan een materiaal met een open structuur of met poriën, zoals een schuimlaag, biedt dit aldus een mogelijkheid om daarin gemetalliseerde 30 dwarsdoorgangen te vormen, ook wel aangeduid as “via's”, die kunnen worden gebruikt om geleiderelementen of andere elektronische delen op of via verschillende niveaus van -4- de antenne-inrichting aan te sluiten. Hierdoor kan een relatief hoge pakkingsdichtheid worden bereikt. PTFE en keramiek bezitten daarenboven uitermate goede diëlektrische zowel als mechanische eigenschappen voor gebruik binnen de inrichting volgens de uitvinding.A wide range of materials lend themselves to the insulating intermediate layer and the substrates. A preferred embodiment of the antenna device according to the invention, however, is characterized in that said substrates and the intermediate layer comprise a unitary body of a dense material selected from a group comprising plastics, ceramic materials and glass. More in particular, a further embodiment of the antenna device according to the invention is thus characterized in that the intermediate layer and the first substrate are formed from a plastic, in particular from polytetrafluoroethylene (PTFE), and in that the second substrate is a ceramic layer comprises, in particular, a glass-fiber reinforced composite laminate. A "dense" material is herein understood to mean a material with a substantially isotropic density distribution, in contrast to, for example, foamed materials whose density is highly anisotropic. Such a dense, isotropic material allows passages to be formed therein with a smooth, regular inner wall allowing a reliable metal coating with a highly controllable impedance. Unlike a material with an open structure or with pores, such as a foam layer, this thus offers a possibility of forming metallized crossways therein, also referred to as "via's", which can be used to attach conductor elements or other electronic parts to or via to connect different levels of the antenna device. A relatively high packing density can hereby be achieved. PTFE and ceramics also have extremely good dielectric as well as mechanical properties for use within the device according to the invention.
55
Ten behoeve van een elektrische koppeling van de geleiderelementen heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat aan een van het tweede geleiderelement afgewende zijde van het tweede substraat ten minste één eerste verbindingelektrode is voorzien. Meer in het bijzonder is 10 een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding daarbij gekenmerkt doordat de ten minste ene eerste verbindingselektrode een aardelektrode omvat. De ten minste ene verbindingselektrode c.q. aardelektrode is aldus op een afzonderlijk niveau in de inrichting aangebracht wat, behalve een hoge ontwerpvrijheid, tevens een verhoogde pakkingsdichtheid mogelijk maakt. Een verdere 15 bijzondere uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat het tweede substraat op een derde elektrisch isolerend substraat ligt dat aan een van het tweede substraat afgewende zijde ten minste één tweede verbindingselektrode omvat, en meer in het bijzonder dat de ten minste ene tweede verbindingselektrode ten minste één signaalelektrode omvat. Hierbij gelden dezelfde 20 voordelen mutatis mutandis voor de ten minste ene tweede verbindingselektrode c.q. signaalelektrode.For the purpose of an electrical coupling of the conductor elements, a further particular embodiment of the antenna device according to the invention has the feature that at least one first connection electrode is provided on a side of the second substrate remote from the second conductor element. More in particular, a further particular embodiment of the antenna device according to the invention is herein characterized in that the at least one first connecting electrode comprises an earth electrode. The at least one connecting electrode or earth electrode is thus arranged at a separate level in the device, which, in addition to a high design freedom, also allows an increased packing density. A further particular embodiment of the antenna device according to the invention is characterized in that the second substrate lies on a third electrically insulating substrate which comprises on at least one second connecting electrode on a side remote from the second substrate, and more particularly that the at least one second connection electrode comprises at least one signal electrode. The same advantages apply mutatis mutandis to the at least one second connection electrode or signal electrode.
Met het oog op een compacte integratie van de afzonderlijk geleidende delen van de inrichting in de aldus verkregen gelaagde structuur heeft een verdere 25 voorkeursuitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat ten minste een verbindingselektrode, in het bijzonder een signaalelektrode, via een doorgaande holte in ten minste één tussenliggend substraat elektrisch geleidend is verbonden met een geleiderelement van het antenne-element. Dergelijke dwarsdoorgangen, kunnen op iedere gewenste locatie in de inrichting worden 30 gerealiseerd om tussen verschillende lagen van de inrichting elektrische geleidende verbindingen te leggen. Eén en ander biedt een enorme ontwerpvrijheid wat uiteindelijk -5- uitmondt in een verhoogde pakkingsdichtheid. Dergelijke interlaterale verbindingen zijn niet alleen via het eerste en tweede substraat met daartussen de tussenlaag mogelijk, maar kunnen ook via het genoemde derde substraat of eventueel verdere substraten van de inrichting worden gelegd. Onder meer daartoe heeft een verdere bijzonder 5 uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat het derde substraat een unitair lichaam omvat van een dicht materiaal gekozen uit een groep omvattende kunststoffen, keramische materialen en glas, in het bijzonder van een kunststof zoals polytetrafluoretheen (PTFE). Het dichte, althans in hoofdzaak isotrope materiaal van het derde substraat biedt ook hier de mogelijkheid om daarin doorgangen 10 te vormen met een betrouwbare metaalbedekking en daardoor goed beheersbare impedantie. Een materiaal zoals PTFE beschikt daarnaast ook hier over uitmuntende diëlektrische en mechanische eigenschappen. Om de diëlektrische eigenschappen binnen het antenne-element daarbij zo min mogelijk te verstoren heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding daarbij als kenmerk 15 dat het derde substraat ter hoogte van het eerste en tweede geleiderelement een tweede venster vrijlaat waarbinnen beide geleiderelementen althans in projectie eveneens althans nagenoeg volledig vallen.With a view to compact integration of the separately conductive parts of the device in the layered structure thus obtained, a further preferred embodiment of the antenna device according to the invention has the feature that at least one connecting electrode, in particular a signal electrode, is connected via a through-through cavity in at least one intermediate substrate is electrically conductively connected to a conductor element of the antenna element. Such crossways can be realized at any desired location in the device to make electrically conductive connections between different layers of the device. All this offers an enormous freedom of design, which ultimately results in an increased packing density. Such interlateral connections are not only possible via the first and second substrate with the intermediate layer between them, but can also be laid via said third substrate or possibly further substrates of the device. To that end, a further particular embodiment of the antenna device according to the invention is characterized in that the third substrate comprises a unitary body of a dense material selected from a group comprising plastics, ceramic materials and glass, in particular of a plastic such as polytetrafluoroethylene (PTFE). Here too, the dense, at least substantially isotropic material of the third substrate offers the possibility of forming passages 10 therein with a reliable metal coating and thereby well-controllable impedance. In addition, a material such as PTFE also has excellent dielectric and mechanical properties. In order to disturb the dielectric properties within the antenna element as little as possible, a further special embodiment of the antenna device according to the invention has the feature that the third substrate releases a second window at the level of the first and second conductor element, within which both conductor elements at least in projection also fall substantially completely.
Dankzij zijn relatief vlakke, gelaagde opbouw is de antenne-inrichting volgens de 20 uitvinding bij uitstek geschikt voor een vlakke montage tegen een buitenwand van een object, zoals met name een vliegtuig of ander vervoermiddel. Een buitenmantel daarvan is niet zelden uit metaalplaatmateriaal gevormd en laat mede daardoor geen onderhuidse montage toe. In de praktijk is men daardoor aangewezen op een opbouwmontage. Voor een adequate isolatie en ontkoppeling van het antenne-element van een dergelijke 25 ondergrond heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm daarvan volgens de uitvinding als kenmerk dat het derde substraat rust op ten minste één verdere elektrisch isolerend substraat dat ter plaatse van het eerste en tweede geleiderelement een derde venster vrijlaat waarbinnen beide geleiderelementen althans in projectie eveneens althans nagenoeg volledig vallen.Thanks to its relatively flat, layered structure, the antenna device according to the invention is eminently suitable for flat mounting against an outer wall of an object, such as in particular an aircraft or other means of transport. An outer sheath thereof is not seldom formed from metal sheet material and, partly as a result, does not allow subcutaneous mounting. In practice, this means that a surface-mounted installation is required. For adequate insulation and disconnection of the antenna element from such a substrate, a further particular embodiment thereof according to the invention has the feature that the third substrate rests on at least one further electrically insulating substrate which at the location of the first and second conductor element leaves a third window within which both conductor elements fall, at least in projection, also at least almost completely.
30 -6-30 -6-
Ook via het ten minste ene verdere substraat zijn dwarsverbindingen mogelijk die bijdragen aan een compact bedradingsschema ter contactering van de verschillende componenten. Met het oog daarop heeft een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat ten minste één van het ten 5 minste ene verdere substraat ten minste één doorgaande dwarsholte omvat met daarin een geleiderspoor om ten minste één verbindingselektrode van het ten minste ene antenne-element te contacteren, en meer in het bijzonder dat het ten minste ene verdere substraat een unitair lichaam omvat van een dicht materiaal gekozen uit een groep omvattende kunststoffen, keramische materialen en glas, in het bijzonder van een 10 kunststof zoals polytetrafluoretheen (PTFE). Met het aantal verdere substraten groeit de ontwerpvrijheid. PTFE zorgt ook hierbij behalve voor de gewenste permittiviteit tevens voor uitmuntende mechanische eigenschappen wat resulteert in een uitermate robuust, schok- en slagbestendig geheel.Cross connections are also possible via the at least one further substrate which contribute to a compact wiring diagram for contacting the various components. In view of this, a further preferred embodiment of the antenna device according to the invention is characterized in that at least one of the at least one further substrate comprises at least one through-going cross cavity with a conductor track therein around at least one connecting electrode of the at least one contacting the antenna element, and more particularly that the at least one further substrate comprises a unitary body of a dense material selected from a group comprising plastics, ceramic materials and glass, in particular of a plastic such as polytetrafluoroethylene (PTFE) . Design freedom grows with the number of further substrates. In addition to providing the desired permittivity, PTFE also provides excellent mechanical properties, which results in an extremely robust, shock and impact-resistant assembly.
15 Om onderlinge interferentie van afzonderlijke antenne-elementen zoveel mogelijk uit te sluiten, dienen galvanische bedradingssporen op een minimale onderlinge steek te liggen, afhankelijk van voorkomende signaalniveau's en frequenties. Dit gaat uiteindelijk ten koste van een pakkingsdichtheid, waardoor de minimale afmetingen van de inrichting toenemen. Niet alleen vergt de uiteindelijke montage van de inrichting 20 daardoor meer plaats, belangrijker nog, leidt een vergroot substraatoppervlak tot een moeilijker beheersbare procescontrole en in het uiterste geval tot een verhoogde uitval tijdens fabricage. Om dit tegen te gaan heeft een verdere antenne-inrichting van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat geleiderelementen door een diëlektricum van elkaar zijn gescheiden met het kenmerk dat het eerste en tweede 25 substraat deel uitmaken van een stapeling van lagen, dat ten minste één verbindingselektrode van het ten minste ene antenne-element elektrische geleidend is gekoppeld aan een elektrische poort van een elektro-optische omvormer, en dat de elektro-optische omvormer althans ten dele is aangebracht op een laag van de stapeling van lagen. Vanuit de elektro-optische omvormer is een optische signaaloverdracht 30 mogelijk via daartoe voorziene transmissiebanen (fibers) die evenals de omvormers zelf op de substraten kunnen worden geïntegreerd. Een dergelijk optische signaaloverdracht -7- is ongevoelig voor electro-magnetische interferentie zodat geen rekening behoeft te worden gehouden met overspraak van geleidersporen onderling. Bovendien is de inrichting volgens de uitvinding aldus ook minder gevoelig voor externe interferentie.In order to exclude mutual interference of individual antenna elements as much as possible, galvanic wiring tracks must be at a minimum mutual pitch, depending on occurring signal levels and frequencies. This is ultimately at the expense of a packing density, whereby the minimum dimensions of the device increase. Not only does the final assembly of the device 20 therefore require more space, more importantly, an enlarged substrate surface leads to a more difficult process control process and in the extreme case to an increased failure during production. To counteract this, a further antenna arrangement of the type described in the preamble according to the invention is characterized in that conductor elements are separated from one another by a dielectric, characterized in that the first and second substrate form part of a stacking of layers, that at least one connecting electrode of the at least one antenna element is electrically conductively coupled to an electric gate of an electro-optical transducer, and that the electro-optic transducer is arranged at least in part on a layer of the layer stack. An optical signal transfer is possible from the electro-optic inverter via transmission paths (fibers) provided for this purpose which, like the inverters themselves, can be integrated on the substrates. Such an optical signal transmission -7- is insensitive to electromagnetic interference, so that cross-talk of conductor tracks with one another need not be taken into account. Moreover, the device according to the invention is thus also less sensitive to external interference.
5 De optische signalen worden met voordeel verwerkt door optische verwerkingsmiddelen. Hiertoe heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van het antenne-element volgens de uitvinding als kenmerk dat een optische poort van de elektro-optische omvormer is gekoppeld aan een optische poort van een optische verwerkingsinrichting, en meer in het bijzonder dat de optische verwerkingsinrichting 10 althans ten dele is aangebracht op ten minste één van de genoemde substraten.The optical signals are advantageously processed by optical processing means. To this end, a further particular embodiment of the antenna element according to the invention has the feature that an optical port of the electro-optical converter is coupled to an optical port of an optical processing device, and more particularly that the optical processing device 10 is at least partially is applied to at least one of said substrates.
De antenne-inrichting volgens de uitvinding leent zich met name als fase-array antenne die gebruikmakend van geschikte verwerkingsmiddelen een variabele richtingsgevoeligheid kan worden gegeven. Met het oog daarop heeft een verdere 15 bijzondere uitvoeringsvorm van de antenne-inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat een daarin aantal afzonderlijke antenne-elementen is voorzien met telkens een venster in de tussenlaag tussen het eerste en het tweede geleiderelement van het betreffende antenne-element, en meer in het bijzonder dat de antenne-elementen zijn gerangschikt in een matrix van n bij m elementen, waarbij n en m een geheel getal 20 groter dan één respectievelijk nul representeren. Een bijzonder compacte structuur wordt daarbij verkregen in een verdere bijzonder uitvoeringsvorm waarbij het antenne-element volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de antenne-elementen een gemeenschappelijke aardelektrode delen en ieder zijn voorzien van ten minste één individuele signaalelektrode die elektrisch geleidend met één van beide 25 geleiderelementen van het betreffende antenne-element is verbonden. Om een stralingsbeeld rondom de antenne naar wens te kunnen richten en/of vormen, heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm daarbij als kenmerk dat de antenne-elementen ieder zijn voorzien van twee afzonderlijke individuele signaalelektroden. Met behulp van beide signaalelektroden kan een polarisatie aan het stralingsbeeld worden opgelegd, 30 afgestemd op bijvoorbeeld een bepaalde, gewenste richtingsgevoeligheid van de inrichting.The antenna device according to the invention lends itself particularly as a phase-array antenna which can be given a variable directional sensitivity using suitable processing means. In view of this, a further special embodiment of the antenna device according to the invention has the feature that a number of separate antenna elements is provided therein, each with a window in the intermediate layer between the first and the second conductor element of the relevant antenna element and more particularly that the antenna elements are arranged in a matrix of n by m elements, wherein n and m represent an integer greater than one and zero, respectively. A particularly compact structure is thereby obtained in a further particular embodiment, wherein the antenna element according to the invention is characterized in that the antenna elements share a common earth electrode and are each provided with at least one individual signal electrode which is electrically conductive with one of the two conductor elements of the relevant antenna element. In order to be able to direct and / or form a radiation image around the antenna as desired, a further special embodiment has the feature that the antenna elements are each provided with two separate individual signal electrodes. With the aid of both signal electrodes, a polarization can be imposed on the radiation image, tuned to, for example, a certain, desired directional sensitivity of the device.
-8--8-
Een werkwijze voor het vervaardigen van een antenne-inrichting met ten minste één antenne-element dat een eerste en een tweede geleiderelement omvat met daartussen een diëlektricum, heeft volgens de uitvinding als kenmerk dat een eerste substraat wordt voorzien van een ten minste één eerste geleiderelement, dat een tweede substraat wordt 5 voorzien van ten minste één tweede geleiderelement, dat een tussenlaag wordt voorzien van ten minste één venster met laterale dimensies buiten die van de genoemde geleiderelementen, dat de genoemde substraten worden samengevoegd onder tussenkomst van de tussenlaag terwijl de genoemde geleiderelementen en het genoemde venster op elkaar zijn uitgericht, en dat de tussenlaag en de genoemde substraten 10 onderling duurzaam worden verbonden. Een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft daarbij als kenmerk dat een derde substraat aan weerszijden wordt voorzien van ten minste één verbindingselektrode ten behoeve van het antenne-element, dat het derde substraat wordt voorzien van een tweede venster in lijn met het venster in de tussenlaag en dat het derde substraat tezamen met de overige 15 genoemde substraten en de tussenlaag worden samengevoegd tot een onderling duurzaam verbonden geheel. Door aldus uit te gaan van een aantal afzonderlijke substraatlichamen met daarop de geleiderelementen, c.q. daarin één of meer vensters, zijn de verschillende delen voorafgaand aan hun onderlinge assemblage praktisch hanteerbaar en als half-fabrikaat te vervaardigen. Vervolgens volstaat een relatief 20 eenvoudige en goed beheersbare stapeling om de delen tot een geheel samen te voegen.A method for manufacturing an antenna device with at least one antenna element comprising a first and a second conductor element with a dielectric therebetween, has the feature according to the invention that a first substrate is provided with an at least one first conductor element, in that a second substrate is provided with at least one second conductor element, that an intermediate layer is provided with at least one window with lateral dimensions outside that of the said conductor elements, that said substrates are joined together through the intermediate layer while said conductor elements and said window are aligned with each other, and that the intermediate layer and said substrates 10 are mutually durable. A special embodiment of the method according to the invention is herein characterized in that a third substrate is provided on either side with at least one connecting electrode for the antenna element, that the third substrate is provided with a second window in line with the window in the intermediate layer and that the third substrate together with the other mentioned substrates and the intermediate layer are combined into an interconnected, permanently interconnected whole. By thus starting from a number of separate substrate bodies with the conductor elements thereon, or one or more windows therein, the different parts can be practically handled and can be manufactured as semi-finished products prior to their mutual assembly. Subsequently, a relatively simple and easily manageable stack is sufficient to merge the parts into a whole.
Een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft daarbij als kenmerk dat ten minste één verder substraat wordt voorzien van ten minste één verder venster in lijn met het venster in de tussenlaag en dat het ten minste ene verdere 25 substraat tezamen met de overige genoemde substraten en de tussenlaag worden samengevoegd tot een onderling duurzaam verbonden geheel. Aldus wordt een bevestigingsbasis geboden door tussenkomst waarvan een onderlinge bedrading van de afzonderlijke geleidende componenten mogelijk is en de inrichting als geheel op een ondergrond kan worden aangebracht.A special embodiment of the method according to the invention is herein characterized in that at least one further substrate is provided with at least one further window in line with the window in the intermediate layer and that the at least one further substrate together with the other mentioned substrates and the interlayer are merged into a mutually durably connected whole. A mounting base is thus provided through the intervention of which a mutual wiring of the individual conductive components is possible and the device as a whole can be arranged on a substrate.
30 -9-30-9
Bijzonder goede en betrouwbare resultaten zijn bereikt in een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding die is gekenmerkt doordat de genoemde substraten en tussenlaag bij verhoogde temperatuur en druk in een gemeenschappelijke procesgang op elkaar worden geperst onder tussenkomst van een geschikte verlijming.Particularly good and reliable results have been achieved in a preferred embodiment of the method according to the invention, which is characterized in that said substrates and intermediate layer are pressed together at elevated temperature and pressure in a common process run with the aid of suitable gluing.
5 Voorafgaand aan deze samenpersing worden de delen nauwkeurig ten opzichte van elkaar uitgericht, bijvoorbeeld gebruikmakend van een pasmal. Het vervolgens samenpersen en onderling hechten van de afzonderlijke delen kan aldus met voldoende precisie en met een hoge duurzaamheid worden uitgevoerd. Een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft daarbij als kenmerk dat 10 voor de genoemde substraten en tussenlaag wordt uitgegaan van een unitair lichaam van een dicht materiaal gekozen uit een groep omvattende kunststoffen, keramische materialen en glas, in het bijzonder van een kunststof zoals polytetrafluoretheen (PTFE).Prior to this compression, the parts are accurately aligned with respect to each other, for example using a fitting jig. The subsequent compression and mutual bonding of the individual parts can thus be carried out with sufficient precision and with a high durability. A special embodiment of the method according to the invention is herein characterized in that for the said substrates and intermediate layer a unitary body of a dense material is chosen, selected from a group comprising plastics, ceramic materials and glass, in particular a plastic such as polytetrafluoroethylene (PTFE).
De uitvinding zal navolgend nader worden toegelicht aan de hand van een 15 uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening. In de tekening tonen: figuur 1A-5B een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een antenne-inrichting volgens de uitvinding in opeenvolgende stadia van vervaardiging volgens een uitvoeringsvoorbeeld van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij figuur A telkens een dwarsdoorsnede en figuur B een bovenaanzicht 20 weergeeft; en figuur 6 een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een antenne-inrichting volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and an accompanying drawing. In the drawing: figures 1A-5B show a first exemplary embodiment of an antenna device according to the invention in successive stages of manufacture according to an exemplary embodiment of a method according to the invention, wherein figure A represents each a cross-section and figure B a top view; and figure 6 shows a second embodiment of an antenna device according to the invention in cross-section.
De figuren zijn overigens zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name kunnen terwille van de duidelijkheid sommige dimensies in meer of mindere mate 25 overdreven zijn weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.The figures are purely schematic and not drawn to scale. In particular, for the sake of clarity, some dimensions may be exaggerated to a greater or lesser extent. Corresponding parts are designated in the figures with the same reference numeral.
Ter vervaardiging van een uitvoeringsvoorbeeld van een antenne-inrichting volgens de uitvinding wordt in dit uitvoeringsvoorbeeld van de werkwijze volgens de uitvinding 30 uitgegaan van een eerste isolerend substraat 10, zie figuur 1, dat eenzijdig volledig is gemetalliseerd met een dunne metaallaag 11. Voor het substraat 10 is in dit voorbeeld -10- met voordeel uitgegaan van een dicht, dat wil zeggen qua dichtheidsverdeling in hoofdzaak isotroop, materiaal met de gewenste diëlektrische eigenschappen. Meer specifiek omvat het substraat 10 hierbij een circa 1 tot 2 millimeter dikke laag polytetrafluoretheen (PTFE) met daarop een circa 10-20 micrometer dikke koperlaag 11.To produce an exemplary embodiment of an antenna device according to the invention, this exemplary embodiment of the method according to the invention is based on a first insulating substrate 10, see figure 1, which is fully metallized on one side with a thin metal layer 11. For the substrate In this example, 10 is advantageously assumed to be a dense, that is to say, densely distributed, essentially isotropic material with the desired dielectric properties. More specifically, the substrate 10 herein comprises an approximately 1 to 2 millimeter thick layer of polytetrafluoroethylene (PTFE) with an approximately 10-20 micron thick copper layer 11 thereon.
5 De koperlaag is door maskeren en etsen, gebruikmakend van geschikte fotolithografische technieken, in een patroon gebracht van een aantal discrete eerste geleiderelementen 11, zoals in figuur IA en 1B is weergegeven. De geleiderelementen kunnen in beginsel iedere vormgeving hebben, doch hier is gekozen voor een circa vierkante uitvoering van circa 5-10 bij 5-10 millimeter. De geleiderelementen 11 10 corresponderen met een viertal afzonderlijke antenne-elementen die aldus in een 4x1 matrix wordt gerealiseerd zoals schematisch met stippellijnen in de aanzichtfiguren is aangegeven. Met de hier beschreven werkwijze kan echter in beginsel iedere matrix, kleiner of groter, of andere rangschikking van antenne-elementen worden gerealiseerd en ook een antenne-element als discrete component worden vervaardigd.The copper layer is patterned by a number of discrete first conductor elements 11, as shown in Figs. 1A and 1B, by masking and etching, using suitable photolithographic techniques. The conductor elements can in principle be of any design, but an approximately square version of approximately 5-10 by 5-10 millimeters has been chosen here. The conductor elements 11 correspond to four separate antenna elements which are thus realized in a 4x1 matrix, as is indicated diagrammatically by dotted lines in the view figures. With the method described here, however, in principle any matrix, smaller or larger, or other arrangement of antenna elements can be realized and also an antenna element can be manufactured as a discrete component.
1515
Op het eerste substraat wordt een tussenlaag 60 aangebracht, zie figuur 2A, waarin tevoren vensters 61 werden gevormd corresponderend met de locaties van de eerste geleiderelementen 11. De vensters 61 zijn circa vierkant, zie figuur 2B, met zijden van circa 10-15 millimeter en daarmee voldoende ruim bemeten om de geleiderelementen 20 volledig daarbinnen te ontvangen. Ook voor de tussenlaag is in dit voorbeeld gekozen voor een kunststof zoals in het bijzonder PTFE, waarbij ook is uitgegaan van een dikte van de orde van circa 1 tot 2 millimeter. De vensters kunnen daarin op uiteenlopende wijze worden aangebracht, zoals bijvoorbeeld door middel van (laser)snijden of precisie stansen.An intermediate layer 60 is applied to the first substrate, see Figure 2A, in which windows 61 were previously formed corresponding to the locations of the first conductor elements 11. The windows 61 are approximately square, see Figure 2B, with sides of approximately 10-15 millimeters and thus sufficiently spacious to receive the conductor elements 20 completely within it. In this example, too, a plastic such as in particular PTFE has been chosen for the intermediate layer, whereby a thickness of the order of approximately 1 to 2 millimeters is also assumed. The windows can be arranged therein in various ways, such as for example by means of (laser) cutting or precision punching.
2525
Op de tussenlaag 60 wordt een tweede isolerend substraat 20 aangebracht, zie figuur 3 A. Ook voor het tweede substraat is uitgegaan van een dicht, in hoofdzaak isotroop materiaal, waarbij in dit geval is gekozen voor een laag glasvezel versterkt koolstofcomposiet met een dikte van de orde van enkele tienden van een millimeter tot 30 een millimeter. Dit keramische materiaal is commercieel verkrijgbaar en beschikt over de gewenste diëlektrische eigenschappen. Ook het tweede substraat 20 is enkelzijdig -11- gemetalliseerd met een circa 10-20 micrometer dikke koperlaag waaruit een patroon is gevormd van een aantal discrete tweede geleiderelementen 21, tegenover de eerste geleiderelementen 11. Evenals voor de eerste geleiderelementen 11 is voor de tweede geleiderelementen in dit voorbeeld uitgegaan van een vierkante vormgeving, zie figuur 5 3B, zij het dat de dimensies met zijden van de orde van 3-5 millimeter een kleiner zijn gekozen dan bij de eerste geleiderelementen 11.A second insulating substrate 20 is provided on the intermediate layer 60, see figure 3 A. A dense, substantially isotropic material is also used for the second substrate, in which case a layer of glass fiber reinforced carbon composite with a thickness of 30 mm has been chosen. order of a few tenths of a millimeter to 30 a millimeter. This ceramic material is commercially available and has the desired dielectric properties. The second substrate 20 is also metallized on one side with an approximately 10-20 micron thick copper layer from which a pattern is formed of a number of discrete second conductor elements 21, opposite the first conductor elements 11. As for the first conductor elements 11, the second conductor elements is for in this example, the starting point is a square shape, see figure 5 3B, although the dimensions with sides of the order of 3-5 millimeters are chosen to be smaller than with the first conductor elements 11.
Het geheel wordt samengevoegd met een derde isolerend substraat 30, zie figuur 4A, dat aan een toegewende zijde is voorzien van een eerste verbindingselektrode 31 en aan de 10 tegenoverliggende zijde per antenne-element van ten minste één tweede verbindingelektrode 32. De eerste verbindingselektrode is in de uiteindelijke inrichting een aardelektrode en is gemeenschappelijk voor de antenne-elementen die van de inrichting deel uitmaken. De tweede verbindingselektroden 32 vormen signaalelektroden en voeren een ontvangssignaal danwel zendsignaal. Indien de 15 inrichting gelijktijdig zowel voor zenden als voor ontvangen zal worden toegepast, zijn per antenne-element ten minste twee van dergelijke signaalelektroden 32 voorzien. Het derde substraat 30 is gevormd uit een dichte kunststof zoals PTFE en heeft een relatief geringe dikte van de orde van 200-300 micrometer. Mede daardoor zijn daarin ter plaatse van de tweede verbindingselektroden 32 relatief eenvoudig verticale 20 dwarsdoorgangen realiseerbaar die worden gevuld met een geschikte metallisering om in de inrichting verticale geleidersporen te verwezenlijken.The whole is combined with a third insulating substrate 30, see figure 4A, which is provided with a first connecting electrode 31 on an applied side and on the opposite side per antenna element with at least one second connecting electrode 32. The first connecting electrode is in the final device is an earth electrode and is common to the antenna elements that form part of the device. The second connection electrodes 32 form signal electrodes and carry a reception signal or a transmission signal. If the device will be used simultaneously for both sending and receiving, at least two such signal electrodes 32 are provided per antenna element. The third substrate 30 is formed from a dense plastic such as PTFE and has a relatively small thickness of the order of 200-300 micrometers. Partly as a result thereof, vertical crossways can be realized therein relatively easily at the location of the second connecting electrodes 32, which are filled with a suitable metallization to realize vertical conductor tracks in the device.
De aardelektrode 31 laat zogenaamde dog-bone vensters 36 vrij, zie figuur 4B, ten behoeve van de gewenste elektrodynamische eigenschappen van de uiteindelijke 25 antenne-inrichting. Het aldus aangeklede derde substraat 30 wordt onder druk samengevoegd met het overige deel van de inrichting tot het in figuur 5 A aangegeven geheel. Aldus zijn de signaalelektroden 32 individueel AC verbonden met het tweede geleiderelement 21 van het bijbehorende antenne-element.The earth electrode 31 releases so-called dog-bone windows 36, see figure 4B, for the desired electrodynamic properties of the final antenna device. The thus dressed third substrate 30 is combined under pressure with the remainder of the device to form the whole shown in Figure 5A. Thus, the signal electrodes 32 are individually AC connected to the second conductor element 21 of the associated antenna element.
30 Ten behoeve van een praktische bevestigingsbasis en afwerking van het geheel wordt op het derde substraat 30 achtereenvolgens een eerste verder substraat 40 en tweede verder -12- substraat 50 aangebracht. Deze verdere substraten 40,50 zijn beide van een dichte kunststof zoals PTFE vervaardigd met een dikte van respectievelijk circa 30-35 en 10-20 millimeter. Alvorens de verdere substraten met het overige deel van de inrichting samen te voegen, worden daarin vensters 41,51 gevormd ter hoogte van de vensters 61 5 in de tussenlaag 60. Deze additionele vensters 41,51 kunnen bijvoorbeeld door (laser)snijden of precisie stansen worden aangebracht en zorgen voor een doeltreffende ontkoppeling van de antenne-elementen van een ondergrond.For the purpose of a practical fixing base and finishing of the whole, a third further substrate 40 and second further -12 substrate 50 are successively applied to the third substrate 30. These further substrates 40.50 are both made of a dense plastic such as PTFE with a thickness of approximately 30-35 and 10-20 millimeters, respectively. Before joining the further substrates with the remaining part of the device, windows 41.51 are formed therein at the level of the windows 61 in the intermediate layer 60. These additional windows 41.51 can, for example, be cut by (laser) cutting or precision punching. be applied and ensure effective disconnection of the antenna elements from a substrate.
Door de onderlinge gelaagdheid kunnen tussen de verdere substraten 40,50 10 bedradingslagen worden voorzien om de antenne-elementen te contacteren en ook kunnen daarin verdere elektronische componenten worden geïntegreerd zoals bijvoorbeeld galvanische geleidersporen, elektro-optische omvormers, optische geleidersporen, optische schakelelementen en eventuele overige verwerkingselektronica. Aldus kan de antenne-inrichting als actieve component worden uitgevoerd, waarin een 15 eventuele signaalbewerking alsmede regeling en aansturing van de antenne-elementen geheel of gedeeltelijk aan boord wordt afgehandeld. Een uitvoeringsvoorbeeld daarvan is weergegeven in figuur 6.Due to the mutual layering, between the further substrates 40.50 wiring layers can be provided to contact the antenna elements and further electronic components can be integrated therein such as, for example, galvanic conductor tracks, electro-optical converters, optical conductor tracks, optical switching elements and any other processing electronics. The antenna device can thus be embodied as an active component, in which any signal processing as well as control and control of the antenna elements is wholly or partly handled on board. An exemplary embodiment thereof is shown in Figure 6.
Het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 6 stemt grotendeels overeen met dat van figuur 5, 20 zij het dat in de inrichting van figuur 6, dankzij de gelaagdheid van de structuur, relatief eenvoudig enkele extra isolerende tussenlagen 85,86 werden toegevoegd met daartussen en daarop extra bedradingslagen 33, 83. De extra tussenlagen 85,86 omvatten een relatief dichte, isotrope kunststof zoals PTFE en staan daardoor toe dat daarin verticale galvanische doorvoeren 80,81 met een strikt gecontroleerde impedantie worden 25 voorzien om verschillende bedradingsniveau’s onderling galvanisch te verbinden.The exemplary embodiment of Fig. 6 largely corresponds to that of Fig. 5, although in the device of Fig. 6, due to the layering of the structure, some additional insulating intermediate layers 85.86 were added relatively easily with therebetween and additional wiring layers 33 83. The additional intermediate layers 85.86 comprise a relatively dense, isotropic plastic such as PTFE and thereby allow vertical galvanic passages 80.81 with a strictly controlled impedance to be provided for galvanically connecting different wiring levels.
De bedradingslaag 33 dient voor het wegvoeren van de verbindingselektroden 31 die aan aarde ligt. Daartoe is daartussen een verticale metallisatie 80 voorzien, met een gecontroleerde impedantie. Met de andere bedradingslaag 83 kan de signaalelektrode 32 30 worden gecontacteerd waarmee ontvangst- c.q. zendsignaal kan worden aangeboden.The wiring layer 33 serves for removing the connection electrodes 31 which are grounded. A vertical metallization 80 with a controlled impedance is provided for this purpose. The signal electrode 32 can be contacted with the other wiring layer 83, with which reception or transmission signal can be presented.
Ook daarbij zorgt een verticale metallisatie 81 met een gecontroleerde impedantie voor -13- een galvanische koppeling. Om kortsluiting te vermijden zijn ter plaatse van deze verticale doorvoeren 81 vensters 82 in de bedradingslaag 33 voorzien die aan aarde ligt.Here too, a vertical metallization 81 with a controlled impedance provides a galvanic coupling. In order to prevent short-circuiting, windows 82 are provided in the wiring layer 33 at the location of these vertical bushings 81 which are connected to earth.
Een probleem van relatief grote arrays is bij een inrichting conform de stand van de 5 techniek het wegwerken van de signaallijnen naar een verwerkingseenheid. Afhankelijk van de ruimte van een individuele bedrading, inclusief isolatie, kan maar een beperkt aantal antenne-elementen via een enkele bedradingslaag worden gecontacteerd. Hoe meer elementen, hoe meer substraatoppervlakte daarvoor nodig is. Bij de inrichting volgens de uitvinding kan daarvoor echter de toevlucht worden genomen tot 10 bedradingslagen op verschillende niveaus waardoor het substraatoppervlak, oftewel de zogenaamde “foot print’ van de inrichting, beperkt kan blijven. Voor een array met 1600 elementen zou in de praktijk de structuur van figuur 6 kunnen worden uitgebreid tot bijvoorbeeld de orde van tien lagen om alle bedradingssporen onder te brengen. Dit geldt indien de bedradingssporen naar een omtrek van de inrichting worden geleid met 15 de bedoeling daar aansluitingen naar een verwerkingseenheid te maken. Conform de uitvinding kan achter een koppeling naar de dataverwerkingseenheid ook direct of nagenoeg direct onder een element plaatsvinden, waardoor dit probleem althans voor een groot deel vervalt, omdat de bedradingssporen dan nauwelijks ruimte innemen. Aan een bovenzijde blijft het antenne-element vrij om aldaar zoveel mogelijk een 20 ongestoorde signaaluitwisseling met de omgeving te waarborgen. Aan de onderzijde bieden de holten 41,51 ruimte voor een dergelijke lokale contactering. Een bijkomend voordeel van een dergelijke opzet is dat daarbij in de holten 41,51 een al of niet optische aansluiting kan worden verwezenlijkt, die is ontkoppeld van een ondergrond, zoals bijvoorbeeld een vliegtuighuid, waarop de inrichting uiteindelijk wordt 25 gemonteerd.A problem with relatively large arrays is the removal of the signal lines to a processing unit in a device in accordance with the prior art. Depending on the space of an individual wiring, including insulation, only a limited number of antenna elements can be contacted via a single wiring layer. The more elements, the more substrate area is needed for this. In the device according to the invention, however, it is possible to resort to 10 wiring layers at different levels, as a result of which the substrate surface, or the so-called "foot print" of the device, can remain limited. For an array with 1600 elements, the structure of Figure 6 could in practice be extended to, for example, the order of ten layers to accommodate all wiring tracks. This applies if the wiring tracks are guided to a periphery of the device with the intention of making connections there to a processing unit. In accordance with the invention, behind a coupling to the data processing unit it can also take place directly or almost directly under an element, as a result of which this problem is at least largely eliminated, because the wiring tracks then hardly take up any space. The antenna element remains free on a top side to ensure as much as possible an undisturbed signal exchange with the environment. On the underside, the cavities 41, 51 provide space for such a local contact. An additional advantage of such an arrangement is that in the cavities 41,51 an optical connection may or may not be realized, which connection is disconnected from a base, such as for instance an aircraft skin, on which the device is ultimately mounted.
Onder meer ten behoeve van voomoemde montage, wordt het geheel afgesloten met een montageflens 70 van aluminium of een ander geschikt materiaal waarmee de inrichting te bestemder plaatse op een ondergrond (substraten) kan wordt aangebracht. Nadat de 30 afzonderlijke onderdelen op de hiervoor beschreven en door pijlen aangegeven wijze onder tussenkomst van een geschikte verlijming werden samengevoegd en nauwkeurig -14- uitgericht, wordt de daardoor verkregen stapeling bij verhoogde temperatuur en druk samengeperst waardoor een robuust duurzaam verbonden geheel wordt verkregen dat rechtstreeks kan worden toegepast.Among other things for the purpose of the aforementioned assembly, the whole is sealed with a mounting flange 70 of aluminum or another suitable material with which the device can be arranged at a destination on a substrate (substrates). After the 30 individual parts have been assembled and accurately aligned in the manner described above and indicated by arrows with the aid of suitable gluing, the stacking obtained thereby is compressed at elevated temperature and pressure, whereby a robust, permanently connected assembly is obtained which is directly can be applied.
5 Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een enkel uitvoeringsvoorbeeld nader werd toegelicht moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk.Although the invention has been further elucidated above with reference to merely a single exemplary embodiment, it will be apparent that the invention is by no means limited thereto. On the contrary, many variations and forms of appearance are still possible for the average skilled person within the scope of the invention.
Claims (25)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2001238A NL2001238C2 (en) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter |
| US12/865,601 US20110169706A1 (en) | 2008-01-30 | 2009-01-30 | Antenna device and method |
| PCT/NL2009/050048 WO2009096792A1 (en) | 2008-01-30 | 2009-01-30 | Antenna device and method |
| EP09705204A EP2245701A1 (en) | 2008-01-30 | 2009-01-30 | Antenna device and method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2001238A NL2001238C2 (en) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter |
| NL2001238 | 2008-01-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2001238C2 true NL2001238C2 (en) | 2009-08-03 |
Family
ID=39201576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2001238A NL2001238C2 (en) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2001238C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4623893A (en) * | 1983-12-06 | 1986-11-18 | State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament & Development Authority | Microstrip antenna and antenna array |
| EP0279050A1 (en) * | 1987-01-15 | 1988-08-24 | Ball Corporation | Three resonator parasitically coupled microstrip antenna array element |
| US6091373A (en) * | 1990-10-18 | 2000-07-18 | Alcatel Espace | Feed device for a radiating element operating in dual polarization |
| WO2003030301A1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-10 | Raytheon Company | Slot coupled, polarized radiator |
| US20040108957A1 (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-10 | Naoko Umehara | Pattern antenna |
| US20070126641A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Jussi Saily | Dual-polarized microstrip patch antenna structure |
-
2008
- 2008-01-30 NL NL2001238A patent/NL2001238C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4623893A (en) * | 1983-12-06 | 1986-11-18 | State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament & Development Authority | Microstrip antenna and antenna array |
| EP0279050A1 (en) * | 1987-01-15 | 1988-08-24 | Ball Corporation | Three resonator parasitically coupled microstrip antenna array element |
| US6091373A (en) * | 1990-10-18 | 2000-07-18 | Alcatel Espace | Feed device for a radiating element operating in dual polarization |
| WO2003030301A1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-10 | Raytheon Company | Slot coupled, polarized radiator |
| US20040108957A1 (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-10 | Naoko Umehara | Pattern antenna |
| US20070126641A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Jussi Saily | Dual-polarized microstrip patch antenna structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0399524B1 (en) | Structure for the realisation of circuits and components, applied to microwave frequencies | |
| US20040214543A1 (en) | Variable capacitor system, microswitch and transmitter-receiver | |
| JP6607869B2 (en) | Waveguide and transmission line provided in gap between parallel conductive surfaces | |
| CN101073131B (en) | Orientation-insensitive ultra-wideband coupling capacitor and method of making | |
| EP3545587B1 (en) | Vertical antenna patch in cavity region | |
| CN111316500B (en) | Multi-layer liquid crystal phase modulator | |
| US7728701B2 (en) | Waveguide-based MEMS tunable filters and phase shifters | |
| US10950929B2 (en) | Foam radiator | |
| EP3231268A1 (en) | Vertical radio frequency module | |
| US7262744B2 (en) | Wide-band modular MEMS phased array | |
| US6633260B2 (en) | Electromechanical switching for circuits constructed with flexible materials | |
| US11223122B2 (en) | Antenna | |
| CN209913007U (en) | Microwave transmission line based on multi-layer dielectric layer integration | |
| NL2001238C2 (en) | Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter | |
| NL2001938C2 (en) | Antenna device for use in mobile telecommunication applications, has antenna element having connecting electrode that is coupled for electrical conduction to electric port of electro-optical converter | |
| EP3259229B1 (en) | Mems chip waveguide technology with planar rf transmission line access | |
| CN116031656A (en) | Conformal multifunctional active super-surface with high angle stability | |
| US6207903B1 (en) | Via transitions for use as micromachined circuit interconnects | |
| US11658375B2 (en) | Electromagnetic band gap structure and package structure | |
| CN110911789B (en) | Substrate integrated waveguide band-pass filter | |
| US20110169706A1 (en) | Antenna device and method | |
| US20070120620A1 (en) | Tunable surface mount ceramic coupler | |
| CN113439365B (en) | Antenna | |
| CN116073109A (en) | Antenna and circulator integrated module and technological method | |
| CN115764277A (en) | Radio device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20120801 |