[发明专利]单层PCB上的宽带波导发射设计

说明书

本申请公开了涉及电磁装置的实施例。在一个方面，本装置包括：电路板，被配置为传播电磁信号；波导，被配置为传播电磁信号；以及耦合端口，被配置为在电路板和波导之间耦合电磁信号。该装置还包括设置在电路板上的辐射结构。该辐射结构包括：电场耦合部件，其被配置为在电路板和耦合端口之间耦合电场；以及磁场耦合部件，其被配置为在电路板和耦合端口之间耦合磁场。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月24日提交的美国专利申请No.15/603,978的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本申请涉及电磁装置及其方法。

背景技术

除非本文另外指出，否则本节中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且由于包含在本节中而不能被承认是现有技术。

无线电检测和测距(RADAR)系统可以用于通过发射无线电信号并检测返回的反射信号来主动估计距环境特征的距离。可以根据发送和接收之间的时间延迟来确定到无线电反射特征的距离。雷达系统可以发射频率随时间变化的信号，诸如具有随时间变化的频率斜坡的信号，然后将发射的信号和反射的信号之间的频率差与范围估计相关联。一些系统还可以基于所接收的反射信号中的多普勒频移来估计反射目标的相对运动。定向天线可以用于信号的发送和/或接收，以将每个范围估计与方位相关联。更一般地，定向天线还可以用于将辐射能量聚焦在给定的感兴趣视场上。将测得的距离和定向信息结合起来，可以绘制周围的环境特征。因此，雷达传感器可以例如由自动驾驶车辆控制系统使用，以避免由传感器信息指示的障碍物。

某些示例车辆雷达系统可以被配置为以77吉赫兹(GHz)的电磁波频率工作，该频率对应于毫米(mm)的电磁波长(例如，对于77GHz为3.9mm)。这些雷达系统可以使用可以将辐射的能量聚焦成紧密束的天线，以使雷达系统能够高精度地测量环境，诸如自动驾驶车辆周围的环境。生产这样的天线可以是紧凑的(通常具有矩形形状因数；例如，1.3英寸高乘以2.5英寸宽)、高效率的(例如，在天线中因热而损失的77GHz能量很小，或者反射回发送器电子器件中)并且价格便宜的。

发明内容

本申请公开了涉及电磁装置的实施例。一方面，本装置包括被配置为传播电磁信号的电路板。该装置还包括被配置为传播电磁信号的波导 (waveguide)。该装置还包括被配置为在电路板和波导之间耦合电磁信号的耦合端口。电路板靠近耦合端口。另外，该装置包括设置在电路板上的辐射结构。辐射结构包括电场耦合部件和磁场耦合部件。电场耦合部件被配置为在电路板与耦合端口之间耦合电场，并且磁场耦合部件被配置为在电路板与耦合端口之间耦合磁场。

在另一方面，本申请描述了一种方法。该方法涉及通过电路板传导电磁能。电路板靠近波导的耦合端口。该方法还包括通过设置在电路板上的辐射结构辐射至少一部分电磁能作为辐射电磁能。辐射结构包括电场耦合部件和磁场耦合部件。该方法还包括经由耦合端口将至少一部分辐射电磁能耦合到波导中。经由耦合端口将辐射的电磁能的一部分耦合到波导中包括：通过电场耦合部件将电场从电路板耦合到耦合端口；以及通过磁场耦合部件将磁场从电路板耦合到耦合端口。

在另一方面，本申请描述了另一种方法。该方法可以包括通过波导传播电磁能。该方法还包括将至少一部分电磁能从波导接收到电磁波耦合端口中。另外，该方法包括将至少一部分所接收的电磁能从耦合端口耦合到电路板。将所接收的电磁能的一部分从耦合端口耦合到电路板包括：通过布置在电路板上的电场耦合部件将电场从耦合端口耦合到电路板；以及通过设置在电路板上的磁场耦合部件将磁场从耦合部分耦合到电路板。

在另一方面，提供了一种系统，该系统包括用于通过波导传播电磁能的装置。该系统还包括用于从波导接收至少一部分电磁能作为所接收的电磁能的装置。另外，该系统包括用于将从用于接收的装置接收的至少一部分电磁能耦合到电路板的装置。将从用于接收的装置接收的至少一部分电磁能耦合到电路板包括：用于耦合电场的装置和用于耦合磁场的装置。