[发明专利]用于增强基于SIW技术的平板缝隙阵列天线的机械可靠性的固定结构

说明书

本发明题为“用于增强基于SIW技术的平板缝隙阵列天线的机械可靠性的固定结构”。本公开涉及用于改善使用印刷电路板(PCB)技术创建的缝隙阵列天线的机械可靠性和强度的技术。在一些示例中，多层PCB可具有对长度和宽度尺寸的限制。因此，较大的缝隙阵列天线可能需要两个或更多个PCB来创建实际尺寸的天线。本公开描述了用于牢固地连接两个或更多个PCB以承受可在机械应力诸如振动下放置缝隙阵列天线的环境的技术。基于PCB的天线可限定辐射波导的壁，该辐射波导具有在PCB的层与层之间的通孔。机械紧固件可穿过现有的通孔中的一些通孔，以将PCB固定到支撑结构诸如馈电波导，以及将一个PCB固定到其他PCB。

技术领域

本公开涉及缝隙阵列天线。

背景技术

镀覆缝隙阵列天线可使用印刷电路板（PCB）技术来创建天线的特征部。例如，基片集成波导（SIW）缝隙阵列天线可以使用PCB技术来准确地放置辐射缝隙、通孔、耦合缝隙和其他特征部。通过使用PCB技术，当与机加工铝天线相比时，缝隙阵列天线可以非常准确，节省大量成本和重量。

发明内容

一般来讲，本公开涉及用于改善使用印刷电路板（PCB）技术创建的缝隙阵列天线的机械可靠性和强度的技术。在一些示例中，多层PCB可具有对长度和宽度尺寸的限制。因此，较大的缝隙阵列天线可能需要两个或更多个PCB来创建实际尺寸的天线。本公开的技术描述了用于牢固地连接两个或更多个PCB以承受可在机械应力（诸如振动、冲击和大温度转变）下放置缝隙阵列天线的环境的技术。本公开的技术还提供了用于将缝隙阵列天线的PCB部分牢固地附接到支撑结构诸如馈电波导的技术，该馈电波导可在发射电子器件和接收电子器件与缝隙阵列天线之间耦接射频（RF）辐射。

本公开的基于PCB的缝隙阵列天线可限定辐射波导的壁，该辐射波导具有在多层PCB的层与层之间的通孔。本公开的技术可包括机械紧固件，该机械紧固件穿过现有的通孔中的一些通孔，以将PCB固定到支撑结构诸如馈电波导，以及将一个PCB固定到形成缝隙波导天线的其他PCB。

在一个示例中，本公开涉及一种缝隙阵列天线设备，该设备包括：辐射缝隙平面，该辐射缝隙平面包括具有多个辐射缝隙的辐射缝隙阵列；辐射波导，该辐射波导包括：多个通孔，该多个通孔被布置成形成辐射波导；和耦合缝隙。该耦合缝隙被布置在设备的与辐射缝隙平面相对的一侧上的耦合缝隙层中，并且辐射波导被配置为在耦合缝隙与辐射缝隙阵列的辐射缝隙中的一个或多个辐射缝隙之间传导射频（RF）能量。天线还可包括：馈电波导，其中：馈电波导被配置为将RF能量传导到耦合缝隙，馈电波导被配置为向设备提供结构支撑；多个销，其中多个销中的每个销：穿过多个通孔中的一个通孔；穿过馈电波导；将馈电波导机械地固定到设备的耦合缝隙层。

在另一个示例中，本公开涉及一种天气雷达系统，该天气雷达系统包括集成雷达天线，集成雷达天线包括多层电路板，该多层电路板包括：雷达发射器电子器件，该雷达发射器电子器件与缝隙阵列波导天线进行信号通信，其中与缝隙阵列波导天线结合的雷达发射器电子器件被配置为输出雷达信号；雷达接收器电子器件，该雷达接收器电子器件与缝隙阵列波导天线进行信号通信，其中雷达接收器电子器件被配置为从缝隙阵列波导天线接收对应于所输出的雷达信号的雷达反射。天气雷达系统还可包括缝隙阵列波导天线，该缝隙阵列波导天线包括：辐射缝隙平面，该辐射缝隙平面包括具有多个辐射缝隙的辐射缝隙阵列；辐射波导，该辐射波导包括：多个通孔，该多个通孔被布置成形成辐射波导；和耦合缝隙，其中该耦合缝隙被布置在设备的与辐射缝隙平面相对的一侧上的耦合缝隙层中，其中辐射波导被配置为将射频（RF）能量从耦合缝隙传导到辐射缝隙阵列的辐射缝隙中的一个或多个辐射缝隙；支撑结构，该支撑结构被配置为向设备提供结构支撑，其中：多个销，其中该多个销中的每个销：穿过多个通孔中的一个通孔；穿过支撑结构，以及将支撑结构机械地固定到集成雷达天线。

本公开的一个或多个示例的细节在以下附图和说明书中阐述。本公开的其他特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中显而易见。

附图说明