[發明專利]聚合物基諧振器天線

有效

• 申請號: 201280047692.4
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN103843198A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: A·拉什黛安;D·克萊邁施恩;M·塔菲阿里戈達爾茲;S·C·阿亨巴赫;M·W·博納
• 申請（專利權）人: 薩斯喀徹溫大學;卡爾斯魯厄技術研究所
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q13/18;G03F7/26;G03F7/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

相關申請的交叉參考

本申請要求2011年7月29日提交的美國臨時申請No.61/513,354的權益。美國臨時申請No.61/513,354的整體作為參考包含在這里。

技術領域

本文描述的實施例涉及射頻（RF）天線及其制造方法。具體地，描述的實施例涉及介質諧振器天線。

背景技術

當前的集成電路天線通?；诒〗饘傥А百N片”結構，其占用大的側面積。微帶天線由布置在接地基板上的并且通常通過同軸探針或孔饋電的金屬帶或貼片組成。

最近，為了在微波和毫米波頻段的小型化無線和傳感器應用，介質諧振器天線（DRA）已經吸引了越來越多的關注。DRA是具有橫向尺寸的三維結構，可以比傳統的平面貼片天線小幾倍，并且在輻射效率和帶寬方面其可以提供優越性能。

從軍事到醫學用途，從低頻到非常高的頻段，并且從片上到大陣列應用，在各種各樣的無線應用的設計中，DRA正變得越來越重要。相對于其它低增益或小的金屬結構的天線，DRA提供更高的輻射效率（由于沒有表面波和導體損耗）、較大的阻抗帶寬和緊湊尺寸。DRA還提供了設計靈活性和通用性?？梢岳酶鞣N幾何形狀或諧振模式實現不同的輻射圖案，可以通過不同的介電常數提供寬帶或小型天線，并且可以使用各種各樣的饋電結構實現DRA的激勵。

盡管DRA的電磁性能優良，微帶天線仍廣泛用于低增益微波和毫米波應用。廣泛使用的微帶天線可能主要基于用于制造這些天線的現代印刷電路技術的相對低的制造成本考慮。通過比較，陶瓷基DRA可能涉及更復雜和昂貴的制造工藝，部分原因是其三維結構，部分原因是陶瓷材料加工的難度。

這些制造困難限制了DRA的廣泛使用，尤其是對于大批量商業應用。

另外，雖然微帶貼片天線可以很容易地由光刻工藝制造成在各種復雜形狀，但是DRA主要限于簡單的結構（如矩形和圓形/圓柱形狀）。

事實上，已知的DRA的制造特別具有挑戰性，因為它們傳統上使用高相對介電常數的陶瓷制造，這些陶瓷是天然硬且非常難加工。批量加工制造會很困難，因為陶瓷材料的硬度要求金剛石切割工具，由于陶瓷材料的研磨性質，切割工具可能磨損相對較快。另外，陶瓷通常是在900-2000℃范圍內的高溫下燒結，制造過程更復雜并且可能限制DRA其它元件的可獲得材料的范圍。由于獨立元件放置以及與基板接合的要求，陣列結構會更加難以制造。因此，它們不能容易地用已知的自動化生產工藝制造。

另外的問題出現在毫米波頻率，其中DRA的尺寸減小到毫米或亞毫米范圍內，并且相應減小制造公差。這些制造困難迄今為止限制了DRA的廣泛使用，尤其是用于大批量商業應用。

發明內容

在第一主要方面，提供一種介質諧振器天線，包括：基板，其具有至少第一平坦表面；饋線，其形成在基板的第一平坦表面上；聚合物基諧振器，其包括布置在基板的第一坦平表面上且至少部分在饋線上的至少第一本體部分，其中第一本體部分至少部分限定在基本平行于第一平坦表面的平面上延伸的腔，其中腔暴露饋線的第一饋線部分；傳導饋電結構（conductive?feed?structure），其布置在腔內，該饋電結構電耦合到第一饋線部分并遠離饋線延伸通過腔。

在一些實施例中，該饋電結構遠離饋線延伸通過腔的量在腔高度的10%-100%之間。

在一些實施例中，第一本體部分介質材料構成，該介質材料在制造之后保留。

在一些實施例中，聚合物基諧振器本體包括緊鄰第一本體部分提供的第二本體部分。

在一些實施例中，第二本體部分緊鄰第一本體部分的外壁，并且饋電結構合適地接合在第一本體部分和第二本體部分之間。

在一些實施例中，第二本體部分提供在腔內，并且饋電結構合適地接合在第二本體部分的外壁和第一本體部分的內壁之間。

在一些實施例中，第二本體部分由與第一本體部分不同的材料構成。

在一些實施例中，第一本體部分具有小于10的相對介電常數。

在一些實施例中，聚合物基諧振器本體由純聚合物光致抗蝕劑材料構成。

在一些實施例中，聚合物基諧振器本體由復合聚合物基光致抗蝕劑材料構成。

在一些實施例中，介質諧振器天線可以進一步包括錐形饋線部分，該錐形饋線部分具有帶有第一寬度的第一側和帶有第二寬度的第二側，其中第二寬度比第一寬度寬，其中傳導饋電結構經由第二側的錐形饋線部分電耦合到饋線，并且其中饋線經由第一側的錐形饋線部分電耦合到傳導饋電結構。