印刷傳輸線和介電波導(dǎo)之間的連接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從傳輸線到波導(dǎo)的過渡，更具體地涉及在基片上的印刷傳輸線與矩形波導(dǎo)之間的過渡。
【背景技術(shù)】
[0002]已知在基片上的印刷傳輸線與矩形波導(dǎo)之間有幾種類型的過渡。
[0003]第一類型依靠基于在包含基片的平面和波導(dǎo)的縱向軸線之間的垂直配置的設(shè)定。在這種情況下，支撐傳輸線的基片完全阻斷了波導(dǎo)的端部，并且在這條線與這個波導(dǎo)之間的電磁耦合隨后由下列之中任一提供:
[0004].布置在印刷電路的一個或多個接地平面中的一個或更多凹口，所述一個或更多凹口包括朝向波導(dǎo)的開窗，例如在文獻US 2011/0267153中；
[0005].例如貼片天線類型的一個或更多福射元件，所述一個或更多福射元件定向成朝向波導(dǎo)內(nèi)部輻射，如在文獻US 5793263中顯著地說明的；
[0006]?相當(dāng)于激勵探頭的元件，其定位在波導(dǎo)的入口處，例如像在文獻US 8022784中；
[0007].或者這些元件的任意可能的組合，乃至具有插入波導(dǎo)的其它元件例如空腔或“脊”，例如像在文獻US 6794950中。
[0008]這種第一類型過渡的一個問題在于在基片和波導(dǎo)之間的垂直幾何形狀以及使用的各種耦合工具導(dǎo)致關(guān)于這種結(jié)構(gòu)的組裝的容易程度的嚴(yán)重問題，特別是關(guān)于在構(gòu)成所述過渡的各個元件之間的定位的精細控制。
[0009]第二類型過渡包括以下配置，其中:
[0010].要么基片被直接施加到波導(dǎo)的一個側(cè)面上，典型地為它的下表面或上表面；
[0011].要么波導(dǎo)自身轉(zhuǎn)移到印刷電路的表面上。
[0012]在所有情況下，印刷傳輸線到波導(dǎo)的耦合是由在基片和波導(dǎo)的側(cè)面上刻在一起且彼此相對定位的圖案產(chǎn)生。這些圖案可能相當(dāng)于槽或電極，例如像在文獻US 6977560,US8368482、W02010/130293和US 7132905中。因此，所有這些解決方案需要在波導(dǎo)上直接蝕刻耦合圖案并將它們與刻在印刷電路上的圖案非常精確地對齊或隔開，所以導(dǎo)致在生產(chǎn)和組裝中的真正的困難。
[0013]第三類型過渡對應(yīng)于其中在傳輸線和波導(dǎo)之間的耦合由連接到線的端部并插入波導(dǎo)之中的探頭或天線系統(tǒng)獲得的解決方案。這個探頭或天線隨后與在波導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生的其他元件例如空腔或脊相結(jié)合。文獻US 3146410,US 6002305,US 7746191是這個的一些例子。這種類型的解決方案的主要缺點是基于在波導(dǎo)中物理地插入柱塞的需要，具有生產(chǎn)、組裝和定位的所有相關(guān)的困難。
[0014]第四類型同樣基于在其上印有傳輸線的基片的波導(dǎo)內(nèi)插入的原理?；S后要么從波導(dǎo)開口端部分地插入波導(dǎo)，要么完全插入該波導(dǎo)的平面E。在基片上的印刷圖案要么是天線類型要么是錐形類型(例如在微帶線和槽線之間的基片上產(chǎn)生的過渡)。文獻US3732508,US 4260964和US 8305280描述了這樣的過渡的例子。至于所述第三類型，此類解決方案的主要困難是將支撐印刷圖案的基片的全部或一部分插入波導(dǎo)。
[0015]最后，最終的第五類型基于與蝕刻在基片上的傳輸線的端部電接觸的窄脊或“錐形”結(jié)構(gòu)的使用，所述窄脊或“錐形”結(jié)構(gòu)通常來說在空氣波導(dǎo)內(nèi)部產(chǎn)生。文獻US 6265950和JP 2002344212說明了兩個例子。對于這種類型的脊過渡，其中波導(dǎo)和基片隨后以相同的介電材料共同生產(chǎn)的可選解決方案在文獻US 7382212中被描述。在文獻US 6265950和JP2002344212中，過渡需要所述脊和所述線的端部的精確重疊，且所述脊以延伸進入空氣波導(dǎo)的內(nèi)部容積的突出體的形式生產(chǎn)。在文獻US 7382212中，用于波導(dǎo)和基片的共同生產(chǎn)的介電材料的單一性不允許將這樣的過渡與在任意其它介電基片上生產(chǎn)的印刷電路相結(jié)合。
[0016]考慮到各種已知類型的過渡，真正有需要簡化過渡的生產(chǎn)并促進其表面轉(zhuǎn)移到任意類型的印刷電路上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明滿足了上述需要并提供了在介電基片上的印刷傳輸線和矩形波導(dǎo)之間的過渡裝置，所述矩形波導(dǎo)包括形成該波導(dǎo)的入口的前表面、平行于該前表面并形成該波導(dǎo)的出口的后背面、下表面、平行于該下表面的上表面，所述上、下表面在所述前、后表面之間延伸，所述波導(dǎo)是一塊介電材料，其除了前表面和后表面之外的表面完全金屬化，所述過渡裝置包括:
[0018]在加寬的同時在波導(dǎo)的容積中形成在波導(dǎo)的入口和后表面之間的三維空腔，所述入口進一步形成該空腔的入口，該空腔在波導(dǎo)的下表面的入口高度處，并且距空腔入口一段距離在大于入口高度的出口高度處結(jié)束；
[0019]沿波導(dǎo)的前表面從傳輸線延伸到三維空腔的入口的電連接。
[0020]本發(fā)明由單獨采取的下列特征有利地完成，或者以下列特征的可能的技術(shù)上的組合中的任意一種有利地完成:
[0021]-空腔呈現(xiàn)出入口寬度和大于該入口寬度的出口寬度，使得空腔的加寬導(dǎo)致高度/寬度對沿波導(dǎo)增加；
[0022]-介電基片包括前表面和平行于該前表面的后表面，所述前表面包括形成接地平面的導(dǎo)電沉積物，傳輸線印在所述后表面上，波導(dǎo)布置在接地平面上，介電基片包括配置用于給空腔的入口帶來電連接的凹口，波導(dǎo)在其下表面上包括在電連接高度處的未金屬化的局部區(qū)域，用以防止在電連接和波導(dǎo)的下表面之間的任何電接觸；
[0023]-介電基片包括前表面和平行于該前表面的后表面，所述前表面包括形成接地平面的導(dǎo)電沉積物，傳輸線印在所述后表面上，波導(dǎo)布置在所述后表面上，波導(dǎo)的下表面經(jīng)由多個橫貫介電基片的金屬化的通孔連接到接地平面，波導(dǎo)的下表面包括在電連接高度處的未金屬化的局部區(qū)域，用以防止在電連接和波導(dǎo)的下表面之間的任何電接觸；
[0024]-介電基片包括其上印有傳輸線的前表面和形成與波導(dǎo)的下表面相接觸的接地平面的導(dǎo)電沉積物，接地平面和傳輸線共面，電連接連接到傳輸線的端部，波導(dǎo)的下表面包括在電連接高度處的未金屬化的局部區(qū)域，用以防止在電連接和波導(dǎo)的下表面之間的任何電接觸；
[0025]-其上布置有波導(dǎo)的金屬支撐件，波導(dǎo)的下表面連接到所述金屬支撐件，其上還布置有介電基片的金屬支撐件，導(dǎo)電元件連接至波導(dǎo)的入口 ；
[0026]-三維空腔包括在波導(dǎo)入口處的U形入口輪廓；
[°027]-三維空腔包括具有斜直線邊緣、凹的邊緣、凸的邊緣和波形邊緣的入口輪廓；
[0028]-三維空腔呈現(xiàn)直線的、凹的、凸的、波形的加寬輪廓，所述加寬輪廓其特征在于空腔在入口寬度和出口寬度之間的寬度的變化；
[0029]-三維空腔包括直線的、凹的、凸的、波形的側(cè)面輪廓，所述側(cè)面輪廓其特征在于空腔在入口高度和出口高度之間的高度的變化。
[0030]與已知的過渡裝置相比較，本發(fā)明的過渡裝置便于該裝置的生產(chǎn)以及其到任意類型的印刷電路上的表面的轉(zhuǎn)移。
[0031]特別地，通過在兩個元件之間的簡單的直接電連接，傳輸線和波導(dǎo)之間的耦合使得這個解決方案特別強健，且對技術(shù)和裝配分散不是非常敏感。
[0032]由本發(fā)明所述的裝置提供的其他優(yōu)點如下:
[0033]-在波導(dǎo)容積中切出的三維空腔的生產(chǎn)的簡易性，通過介電原材料的機械加工或模塑以及隨后該結(jié)構(gòu)的整體外部金屬化來完成，除了在波導(dǎo)的端部的兩個橫向部分的高度處和布置在波導(dǎo)的下表面中的未金屬化的局部區(qū)域的高度處；以及
[0034]-這樣的過渡結(jié)構(gòu)的設(shè)計中的自由的多個參數(shù)，特別是在空腔的三維表