[发明专利]晶片级射频(RF)传输及辐射装置

说明书

技术领域

本发明布置涉及晶片级RF装置，且更特定地说，涉及用于微波及毫米波通信的辐射装置。

背景技术

许多通信系统以高频带而操作。例如，以高达300GHz的频率而操作的通信系统为人所知。辐射装置(即，天线)是用于接收及传输电磁辐射的许多此类通信系统中的必要元件。然而，为人所知的是，用于高频(例如10GHz到300GHz)的现有天线会遭受某些限制。例如，针对此类频率所设计的常规天线常常是基于薄膜技术。此类设计趋向于具有相对低的功率处置能力。此外，具有对收发器电路的相对不良阻抗匹配的薄膜设计可需要可为装置优化所需要的额外匹配网络。

可通过利用顺序生成过程来形成三维微结构。例如，美国专利第7,012,489号及第7,898,356号描述用于制造同轴波导微结构的方法。这些过程提供对传统薄膜技术的替代，但是也带来关于其针对各种RF装置的有利实施的有效利用的新设计挑战。

发明内容

本发明涉及一种用于构造射频天线的方法。所述方法包含在电介质衬底的表面上沉积多个层，所述多个层包含导电材料、电介质材料及牺牲材料中的每一者的至少一个层。控制导电材料的至少一个层的沉积以形成：传输线，其包含护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体；至少第一天线辐射元件，其在所述护罩外部且具有延伸第一预定长度的伸长形态，且电连接到所述中心导体。所述导电材料的所述沉积进一步包含在所述第一天线辐射元件的近场内形成电耦合到所述护罩且在平行于所述伸长长度的方向上延伸的接地平面部件。随后溶解所述牺牲材料的一或多个层以形成安置于所述护罩内的通道，所述通道包含所述中心导体与所述护罩的一或多个壁中的每一者之间的第一余隙空间，借此所述中心导体驻留于所述通道中而与所述壁隔开。此步骤还包含在所述电介质衬底的所述表面与所述第一天线辐射元件之间形成第二余隙空间。

本发明还涉及一种射频天线组合件。所述天线组合件包含电介质衬底及安置于所述电介质衬底上的多个导电材料层。所述多个层是布置成堆叠以形成传输线，所述传输线包含护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体。所述层还形成在所述护罩外部且具有延伸第一预定长度的伸长形态的至少第一天线辐射元件。所述第一天线辐射元件电连接到所述中心导体。接地平面部件电耦合到所述护罩且在平行于所述第一天线辐射元件的所述伸长长度的方向上延伸。

牺牲材料安置于所述电介质衬底的表面与所述第一天线辐射元件之间。第一多个突片以间隔从所述衬底及所述接地平面中的至少一者延伸到所述天线辐射元件。所述突片经配置以在缺少所述牺牲材料的情况下将所述天线辐射元件悬置于所述电介质衬底的所述表面上方。

本发明还涉及一种用于构造偶极射频天线的方法。所述方法包含在电介质衬底的表面上沉积多个层，所述多个层包含导电材料、电介质材料及牺牲材料中的每一者的至少一个层。控制导电材料的所述至少一个层的沉积以形成传输线、天线辐射元件及相关天线馈电线。所述传输线包含由一或多个壁形成的护罩及同轴地安置于所述护罩内的中心导体。所述传输线沿着所述电介质衬底的表面延伸。馈电端口设置于所述传输线上且包括形成于所述传输线的与所述衬底相对的第一壁上的开口。天线馈电部分电连接到所述中心导体且在远离所述表面的方向上延伸穿过所述馈电端口。第一天线辐射元件与所述天线馈电部分成整体式且在所述护罩外部。所述第一天线辐射元件具有横向于所述传输线的轴延伸第一预定长度的伸长形态，且电连接到所述天线馈电部分。所述方法还包含溶解所述牺牲材料的至少一个层以形成安置于所述至少一个护罩内的通道，所述通道包含所述中心导体与所述护罩的一或多个所述壁中的每一者之间的第一余隙空间，借此所述中心导体驻留于所述通道中而与所述壁隔开。所述溶解步骤还在所述电介质衬底的所述表面与所述第一天线辐射元件之间形成第二余隙空间。

附图说明

将参考下列图式描述实施例，其中在全部的诸图中类似数字表示类似物品，且其中：

图1是有用于理解本发明的天线系统的透视图。

图2是图1中的天线系统沿着线2-2取得的横截面图。

图3是图1中的天线系统沿着线3-3取得的横截面图。

图4是有用于理解本发明的第二天线系统的透视图。

图5是第二天线系统的经放大以展示细节的部分的透视图。

图6是图4中的天线系统沿着线6-6取得的横截面图。

图7是并有图4所展示的天线系统的某些特征的第三天线系统的透视图。

图8是用于图7的天线系统中的分割器/组合器的横截面图。