天線適配器的制造方法
【專利摘要】一種天線適配器，用于具有帶饋電孔的凹進(jìn)的適配器基座的天線，所述適配器設(shè)置為具有饋電孔縫的基部，所述基部的尺寸設(shè)計(jì)為容納在所述適配器基座之內(nèi)，所述饋電孔縫與所述饋電孔同軸對準(zhǔn)。所述基部設(shè)置有聯(lián)鎖腔體，所述聯(lián)鎖腔體的尺寸設(shè)計(jì)為在所述基部插入到所述適配器基座中時(shí)接納所述適配器基座的保持元件，將所述基部保持在所述適配器基座之內(nèi)。所述基部可以包括耦合腔體，其將所述饋電孔縫連接到兩個(gè)或更多個(gè)輸出端口。所述耦合腔體可以具有側(cè)壁槽。
【專利說明】天線適配器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波天線。更具體而言，本發(fā)明涉及一種能夠簡化微波天線饋電接口結(jié)構(gòu)和/或交換的天線適配器。
【背景技術(shù)】
[0002]微波天線可以根據(jù)終端用戶的需求，耦合到各自具有不同的適配器和/或接口要求的、廣泛的信號生成和/或處理設(shè)備。
[0003]微波天線可以設(shè)置有用于將收發(fā)器等等耦合到微波天線的適配器組件?；ミB例如可以是直接互連或者經(jīng)由波導(dǎo)，波導(dǎo)則耦合到想要的信號生成和/或處理設(shè)備。
[0004]微波天線可以設(shè)置有具有雙冗余收發(fā)器的互連，其中一個(gè)收發(fā)器設(shè)置為另一個(gè)的熱備份，以提高產(chǎn)生的RF系統(tǒng)的可靠性。替代地，可以同時(shí)使用耦合到單個(gè)微波天線的雙收發(fā)器，每個(gè)收發(fā)器針對具有不同極性的信號進(jìn)行操作，信號通過正交模式變換器(OMT)分配并且選路到每個(gè)收發(fā)器。
[0005]以多模式來提供微波天線，每個(gè)模式配置用于特定的互連類型和/或設(shè)置有復(fù)雜的適配器組件，可能帶來可觀的制造、供應(yīng)鏈、安裝和/或持續(xù)維修負(fù)擔(dān)。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)中的限制的天線適配器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]并入并且構(gòu)成該說明書的一部分的所附附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施方案，其中在附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的特征或者元件，并且可以不針對它們所出現(xiàn)的每個(gè)附圖進(jìn)行具體描述，并且所附附圖連同以上給出的本發(fā)明的一般描述，以及以下給出的實(shí)施方案的具體描述，用于說明本發(fā)明的原理。
[0008]圖1為對準(zhǔn)以插入平板天線的適配器基座的示例性適器的示意性的等距視圖。
[0009]圖2為適配器的示意性的等距前視圖。
[0010]圖3為圖2的適配器的示意性的等距后視圖。
[0011]圖4為另一種適配器的示意性的等距前視圖。
[0012]圖5為圖4的適配器的示意性的等距后視圖。
[0013]圖6為另一種適配器的示意性的等距前視圖。
[0014]圖7為圖6的適配器的示意性的等距后視圖。
[0015]圖8為顯示與平板天線的適配器基座和兩個(gè)收發(fā)器的相互連接的適配器的示意性的等距分解圖。
[0016]圖9為具有耦合腔體的適配器的示意性的等距分解前視圖。
[0017]圖10為圖9的適配器的示意性的等距分解后視圖。
[0018]圖11為顯示具有與耦合腔體對稱的輸出端口對準(zhǔn)的具有頂層覆蓋的層板的示意性的頂視圖。
[0019]圖12為顯示具有與耦合腔體非對稱的輸出端口對準(zhǔn)的具有頂層覆蓋的層板的示意性的頂視圖。
[0020]圖13為顯示與具有利用銷的槽側(cè)壁層的耦合腔體對稱的輸出端口對準(zhǔn)的、具有頂層覆蓋的層板的示意性的頂視圖。
[0021]圖14為具有利用銷的槽側(cè)壁層的適配器的示意性的等距分解前視圖。
[0022]圖15為圖14的適配器的示意性的等距分解后視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]由 Alexander P.Thomson、Claudio Biancotto 和 Christopher D.Hills 于 2011年11月16日提交的題目為“Flat Panel Array Antenna”的美國發(fā)明專利申請序列號13/297, 304(Alexander P.Thomson、Claudio Biancotto 和 Christopher D.Hills 與本申請共同擁有，并通過引用在本文中并入其全部內(nèi)容，該申請公開了包括設(shè)置在堆疊層中的腔體耦合器和協(xié)同波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的微波天線，實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)的反射器碟微波天線相比具有顯著降低的尺寸的微波天線。收發(fā)器和用來將其配對到這些天線的適配器可以構(gòu)成所產(chǎn)生的組件的重要部分。
[0024]發(fā)明人已經(jīng)意識到現(xiàn)有適配器可能過度復(fù)雜、過于龐大和/或需要比必要的更多的安裝步驟。
[0025]如圖1所示，適配器的示例性實(shí)施方案包括容納在具有饋電孔20的天線15的凹進(jìn)的適配器基座10內(nèi)的基部5。替代地，適配器基座10可以設(shè)置為大體齊平(flush)和/或從天線的表面15的突起。基部5可以保持在適配器基座10之上和/或之內(nèi)，例如通過將適配器基座10的保持元件25 (比如夾30)的尺寸設(shè)計(jì)成與基座5的聯(lián)鎖腔體35接合。保持元件25可以設(shè)置為與例如機(jī)械加工的、壓鑄的或注塑的平板類型天線15的輸入層的后側(cè)集成，從適配器基座底部40和/或適配器基座側(cè)壁45開始延伸。相應(yīng)的聯(lián)鎖腔體35例如設(shè)置為保持肩部50，保持肩部50設(shè)置在例如貼近基部5的對角的基部5的外圍中，將基部5接納和保持在合適的位置。
[0026]在基部5和適配器基座10之間的保持可以是永久性的或者可經(jīng)由被設(shè)置用于撬動和/或偏置保持元件25以使其與相應(yīng)的聯(lián)鎖腔體35不接合的途徑而釋放。替代地，保持元件25可以設(shè)置為基部5的特征，并且可以應(yīng)用設(shè)置在適配器基座10和/或傳統(tǒng)緊固件(比如螺絲或螺栓)上的聯(lián)鎖腔體35?？梢詰?yīng)用接頭封嚴(yán)套(未示出)，接頭封嚴(yán)套例如環(huán)繞在適配器基座10和基部5之間的、和/或基部5外圍附近的饋電孔20。
[0027]基部5具有當(dāng)基部5容納在適配器基座10內(nèi)時(shí)與饋電孔20同軸對準(zhǔn)的饋電孔縫55。饋電孔縫55可以具有與饋電孔20相同的橫截面，例如設(shè)置為大體的矩形、圓形或方形的橫截面，例如如圖2-7所示。
[0028]如圖8所顯示的，基部5可以設(shè)置有耦合器功能，例如將RF信號在到兩個(gè)收發(fā)器60的雙信號路徑之間進(jìn)行分配，而代替僅一個(gè)收發(fā)器。如圖9和圖10所示，大體矩形的耦合腔體65可以形成在基部5中，將饋電孔縫55連接到兩個(gè)或更多個(gè)輸出端口 70。饋電孔縫55和輸出端口 70設(shè)置在耦合腔體65的相對側(cè)上。耦合腔體65的尺寸例如可以相對于預(yù)期的中波段工作頻率的波長進(jìn)行設(shè)計(jì)。即是說，耦合腔體65可以設(shè)置的尺寸包括例如1.5到1.7個(gè)波長的長度、0.75到I個(gè)波長的寬度，以及大約0.2個(gè)波長的在饋電孔縫55和輸出端口 70之間的深度。[0029]輸出端口 70可以設(shè)置有大體矩形的橫截面，沿著大體平行于耦合腔體65的長度的耦合腔體65的長維度對準(zhǔn)。如圖11和圖12所示，輸出端口 70可以進(jìn)一步相對于耦合腔體65偏移地對準(zhǔn)，即使得輸出端口 70的寬度的中點(diǎn)沿著耦合腔體65的長側(cè)壁75放置，其中輸出端口寬度的大體一半向耦合腔體65開口?？梢詰?yīng)用對耦合腔體65的電氣性能的進(jìn)一步調(diào)諧，例如通過包括比如向內(nèi)突出的隔壁85的調(diào)諧特征80，其設(shè)置在例如耦合腔體的每一個(gè)寬側(cè)壁90上，正如圖9和圖10所示。調(diào)諧特征80可以在相對表面上彼此對稱設(shè)置和/或在輸出端口 70之間等距間隔設(shè)置。替代地，調(diào)諧特征80可以應(yīng)用于非對稱結(jié)構(gòu)中。
[0030]在饋電孔縫55和每個(gè)輸出端口 70之間的耦合水平可以通過例如應(yīng)用與耦合腔體65的長側(cè)壁75的中點(diǎn)對稱地對準(zhǔn)的輸出端口 70而進(jìn)行選擇，如圖11所顯示的。由此，在饋電孔縫55和每個(gè)輸出端口 70之間的耦合可以配置為大約3dB。
[0031]替代地，在輸出端口 70放置為與長側(cè)壁75的中點(diǎn)非對稱地對準(zhǔn)的情況下，例如在圖12中所顯示的，根據(jù)所應(yīng)用的非對稱偏移水平，在饋電孔縫55和每個(gè)輸出端口 70之間的耦合可以例如降低至例如6或10dB。
[0032]在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，例如在圖13-15中所示的，通過在寬和/或長側(cè)壁75中提供向適配器的外部開口的槽90，耦合腔體65可以配置有加強(qiáng)的散熱和/或熱隔離特性。槽90例如可以是正交的，形成彼此之間具有矩形槽90的側(cè)壁元件。槽90可以設(shè)置有例如適配器的中波段工作頻率的0.15到0.25個(gè)波長的邊到邊寬度。替代地，側(cè)壁元件可以設(shè)置為圓柱銷95。銷95可以設(shè)置有例如適配器的中波段工作頻率的0.5個(gè)波長以下的半徑。為了防止信號路徑的環(huán)境污染，在應(yīng)用向外部開口的槽90的情況下，可以進(jìn)一步應(yīng)用外部密封，比如聚合物封蓋等等。
[0033]在替代實(shí)施方案中，在此處以上描述的耦合器結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用于與凹進(jìn)的適配器基座配套結(jié)構(gòu)分開的適配器實(shí)施方案中?；?已顯示為具有最小厚度的元件，以突出節(jié)省空間的可能性。替代地，適配器可以包括延伸的饋電孔縫波導(dǎo)，例如將耦合腔體65的位置遠(yuǎn)離適配器基座10延伸，更靠近例如在圖8中示意性地示出的附接的收發(fā)器60的輸入端口 115。類似地，具有配置有方形或圓形橫截面的饋電孔縫55的基部5(圖4-7)可以在進(jìn)入OMT之前延伸，以在被選路到附接的收發(fā)器60之前分配不同極性的同步信號。
[0034]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，耦合腔體65的簡化的幾何結(jié)構(gòu)可以使所需要的層表面特征大大地簡化，其可以降低整體的制造復(fù)雜度。例如，通過注塑和/或壓鑄工藝，可以大量地以高精度成本高效地形成基部5。一個(gè)或多個(gè)分開的層可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)想要的基部組件。例如，如圖9和圖10所示，基部層110可以與側(cè)壁層100和頂層105分開地形成，這些層之后相互堆疊以形成在最終的基部組件內(nèi)的耦合腔體65。替代地，耦合腔體65可以形成有作為之后被頂層105封閉的腔體的凹進(jìn)部分，或者耦合腔體65可以形成為被基部層110封閉的頂層105的凹進(jìn)部分。
[0035]在利用聚合物材料的注塑被用于形成層的情況下，可以應(yīng)用傳導(dǎo)表面。
[0036]盡管耦合腔體和波導(dǎo)被描述為大體的矩形，但為了易于匹配和/或模分離，在電氣性能和制造效率之間的權(quán)衡中，拐角可以是輻射狀的和/或是圓形的，且可應(yīng)用腔體錐形物。
[0037]隨著頻率升高，波長降低。因此，當(dāng)想要的操作頻率增加時(shí)，適配器內(nèi)的物理特征(比如孔、階梯，和/或槽)變得更小并且更難制作。由于耦合腔體65的使用能夠簡化所需要的物理特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，通過該適配器還能夠產(chǎn)生更高的工作頻率，例如高至26GHz，在26GHz之上所需要的尺寸分辨率/特征精度可以使制造具有可接受的容差和抑制的成本。
[0038]從前文中，很顯然本發(fā)明給本領(lǐng)域帶來具有減小的總體尺寸的高性能的適配器，其是牢固的、輕量的并且可以以高水平的精度重復(fù)地成本高效地進(jìn)行制造。
[0039]構(gòu)件的列表
[0040]5 基部
[0041]10適配器基座
[0042]15 天線
[0043]20饋電孔
[0044]25保持元件
[0045]30 夾
[0046]35聯(lián)鎖腔體
[0047]40適配器基座底部
[0048]45適配器基座側(cè)壁
[0049]50保持肩部
[0050]55饋電孔縫
[0051]60收發(fā)器
[0052]65耦合腔體
[0053]70輸出端口
[0054]75長側(cè)壁
[0055]80調(diào)諧特征
[0056]85 隔壁
[0057]90 槽
[0058]95 銷
[0059]100側(cè)壁層
[0060]105 頂層[0061 ] 110基部層
[0062]115 輸入端口
[0063]在前文描述參考中的材料、比率、整數(shù)或部件具有已知的等同物的情況下，如果單獨(dú)設(shè)置的話，這樣的等同物被并入到本文中。
[0064]雖然本發(fā)明通過其實(shí)施方案的描述進(jìn)行顯示，以及雖然實(shí)施方案已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)細(xì)節(jié)的描述，但 申請人:的意圖不是將當(dāng)前權(quán)利要求的范圍限制或者以任何方式限定為這樣的細(xì)節(jié)。額外的優(yōu)點(diǎn)和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是相當(dāng)明顯的。因此，本發(fā)明在其擴(kuò)展的方面中并不受限于具體細(xì)節(jié)、代表性的裝置、方法，以及顯示的和描述的說明性示例。因此，裝置可以根據(jù)這樣的細(xì)節(jié)制造，而不脫離 申請人:的一般發(fā)明概念的精神或范圍。而且，應(yīng)當(dāng)理解，可以對其做出改進(jìn)和/或修改而不脫離如所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍或精神。
【權(quán)利要求】
1.一種天線適配器，用于具有帶饋電孔的凹進(jìn)的適配器基座的天線，所述適配器包括: 具有饋電孔縫的基部，所述基部的尺寸設(shè)計(jì)為容納在所述適配器基座之內(nèi)，所述饋電孔縫與所述饋電孔同軸對準(zhǔn)； 所述基部設(shè)置有聯(lián)鎖腔體，所述聯(lián)鎖腔體的尺寸設(shè)計(jì)為在所述基部插入到所述適配器基座中時(shí)接納所述適配器基座的保持元件，將所述基部保持在所述適配器基座之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線適配器，其中所述饋電孔縫的橫截面與所述饋電孔的橫截面相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線適配器，其中所述保持元件為夾，并且所述聯(lián)鎖腔體為設(shè)置在所述基部的外圍中的保持肩部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線適配器，進(jìn)一步包括將所述饋電孔縫連接至兩個(gè)輸出端口的大體矩形的耦合腔體；所述饋電孔縫和所述輸出端口設(shè)置在所述耦合腔體的相對側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線適配器，其中所述耦合腔體設(shè)置有1.5到1.7個(gè)波長的長度、0.75到I個(gè)波長的寬度，以及大約0.2個(gè)波長的在所述饋電孔縫和所述輸出端口之間的深度；所述波長為所述適配器的中波段工作頻率的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的 天線適配器，其中所述輸出端口大體為矩形，沿著大體平行于所述耦合腔體的長度的所述矩形的長維度對準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線適配器，其中所述輸出端口放置為與所述長度的中點(diǎn)對稱地對準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線適配器，其中在所述饋電孔縫和每個(gè)輸出端口之間的耦合大約為3dB。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線適配器，其中所述輸出端口放置為與所述長度的中點(diǎn)非對稱地對準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線適配器，其中在所述饋電孔縫和每個(gè)輸出端口之間的率禹合大約為6dB。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線適配器，其中在所述饋電孔縫和每個(gè)輸出端口之間的耦合大約為10dB。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線適配器，其中進(jìn)一步包括設(shè)置在所述耦合腔體的至少一個(gè)側(cè)壁上的向內(nèi)突出的隔壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線適配器，其中所述輸出端口以所述輸出端口的寬度的中點(diǎn)大體沿著所述耦合腔體的長側(cè)壁對準(zhǔn)，由此所述輸出端口的寬度的大體一半向所述耦合腔體開口。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線適配器，其中所述耦合腔體的寬側(cè)壁和長側(cè)壁中的每一個(gè)設(shè)置有向所述適配器的外部開口的槽。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的天線適配器，其中所述槽大體為0.15到0.25個(gè)波長，所述波長為所述適配器的中波段工作頻率的波長。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的天線適配器，其中所述側(cè)壁為多個(gè)圓柱銷。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的天線適配器，其中所述銷的半徑為0.05個(gè)波長或更小，所述波長為所述適配器的中波段工作頻率的波長。
18.一種天線適配器，包括: 具有饋電孔縫的基部； 大體矩形的耦合腔體，所述耦合腔體將所述饋電孔縫連接到兩個(gè)輸出端口 ； 所述饋電孔縫和所述輸出端口設(shè)置在所述耦合腔體的相對側(cè)上； 所述輸出端口大體為矩形，沿著大體平行于所述耦合腔體的長度的輸出端口的長度對準(zhǔn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的天線適配器，其中所述輸出端口以輸出端口的寬度的中點(diǎn)大體分別沿著所述耦合腔體的每一個(gè)長側(cè)壁對準(zhǔn)，由此使所述輸出端口的寬度的大體一半向所述耦合腔 體開口。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的天線適配器，其中所述耦合腔體的寬側(cè)壁和長側(cè)壁中的每一個(gè)設(shè)置有向所述適配器的外部開口的槽。
【文檔編號】H01Q1/12GK103918123SQ201280055059
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月16日
【發(fā)明者】C·希爾斯, A·湯姆森, C·比安科托, D·加德納爾 申請人:安德魯有限責(zé)任公司