[发明专利]薄型相控阵列

说明书

一种薄型阵列(LPA)，包括具有至少一个法拉第壁的天线元件阵列层和耦接到所述天线元件阵列层的波束形成器电路层。波束形成器电路层具有至少一个法拉第壁。法拉第壁在与天线元件阵列层和波束形成器电路层中的至少一个相关联的多个接地平面之间延伸。

政府权利

不适用。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月10日提交的题为“薄型相控阵列(LOW PROFILE PHASEDARRAY)”的美国临时专利申请62/584,300的优先权，并要求2017年11月10日提交的题为“增材制造技术(AMT)薄型辐射器(ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY(AMT)LOW PROFILERADIATOR)”的美国临时专利申请的优先权62/584,264的优先权，在此通过引入将两者以其全部内容纳入本文中。

背景技术

如本领域中已知的，雷达可包括相控阵列以发送和接收信号。常规的印刷电路板(PCB)方法可能无法提供有效的途径来提供薄型(low profile)阵列。现有的工艺具有特征尺寸和基板厚度限制，这可能会阻碍符合所需的厚度。当前的阵列设计采用标准的PCB工艺，该工艺依赖多个工艺步骤、昂贵的材料和较慢的生产周期周转时间。多个工艺步骤会提高成本，并降低周转时间。当组件从一个工艺转移到下一工艺(例如，层压、通过回填进行导电)时，对整个组件增加了人工成本。增加的人工成本会增加生产周期时间，这导致延长了任何故障排除阶段的长构建时间。

发明内容

在各实施例中，薄型阵列(LPA)包括利用增材制造技术(AMT)的相控阵列。LPA实施例可包括非常适合天基雷达的相控阵列功能。LPA实施例可被配置为可折叠的，以允许显著降低发射和制造成本。AMT技术可被用于提供小特征和薄基板。

根据本文描述的概念的一个方面，薄型阵列(LPA)包括可使用根据本发明的示例实施例的增材制造技术形成的辐射器、波束形成器、电路层和/或微带层。在各实施例中，辐射器具有使用增材制造技术(AMT)而提供的约0.020英寸(20mil)的厚度，并且因此可被称为AMT辐射器。波束形成器可包括法拉第壁，并且可很容易地与辐射器集成。

所公开的LPA实施例提供了一种相控阵列，其被配置为用于天基雷达和使用法拉第壁并具有较小特征尺寸和薄基板材料、多个层之间的SNAP-RF连接、印刷的垂直发射连接和/或经铣削的铜导体的相关应用。例如，采用本发明的铣削和印刷AMT技术，整个阵列高度可被限制在41mil(1100微米)。印刷的导电法拉第壁约束了电场，并且可在如铣削等其他特征的同一制造步骤中生产。这显著节省人工成本，从而降低了组件的总成本。该设计还利用AMT能力以在机器限制范围内印刷几乎任何形状和尺寸的导电元件。这些被用作调谐元件，以实现薄型阵列的所需性能。可使用定制的打印连接器接口，使得可使用标准BMB连接器来测试该器件。

本申请的一个方面针对一种薄型阵列(LPA)，其包括具有至少一个法拉第壁的天线元件阵列层和耦接到所述天线元件阵列层的波束形成器电路层。波束形成器电路层具有至少一个法拉第壁。法拉第壁在与天线元件阵列层和波束形成器电路层中的至少一个相关联的多个接地平面之间延伸。