[發明專利]電磁信號聚焦結構

有效

• 申請號: 201710558574.4
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107611620B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: D·F·羅斯勞爾;G·曼特拉瓦迪
• 申請（專利權）人: 凱薩系統股份有限公司
• 主分類號: H01Q15/14
• 分類號: H01Q15/14;H01Q15/16;H01Q19/10;H01Q19/13
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 邊海梅

本發明公開了電磁信號聚焦結構。本文討論的實施例涉及用于對電磁信號的分散進行聚焦的系統和結構。電磁信號的聚焦是通過由若干個極高頻聚焦層構造的反射鏡來實現的。每個聚焦層可以包括極高頻聚焦窗口，這些極高頻聚焦窗口共同限定背腔反射鏡的幾何形狀及其對電磁信號分散進行聚焦的能力。

技術領域

本公開涉及極高頻(“EHF”)系統及其使用方法，并且更具體地涉及對電磁信號的分散(dispersal)進行聚焦的系統和方法。

背景技術

電子設備可以“連接”在一起以使得能夠在設備之間進行數據傳送。通常，兩個設備之間的連接可以是纜線連接或無線連接。諸如通用串行總線(USB)的纜線連接通常是點對點的，并且需要在每個設備處的機械連接器以及設備之間的纜線。諸如WiFi或藍牙之類的無線連接可以以“廣播”模式操作，其中一個設備可以通過通常在700MHz-5.8GHz的范圍內的射頻(RF)鏈路同時與若干個其它設備通信。

與常規纜線連接器和無線連接器相比，非接觸連接器代表用于在設備之間傳送數據的不同類型的連接器。非接觸連接器可以用于兩個設備之間的點對點非接觸數據通信，并且不需要機械耦合來使得能夠進行數據傳送。兩個設備的非接觸連接器僅需要彼此放置得足夠靠近，以使得能夠進行非接觸數據傳送。當非接觸信號從一個設備發射并由對等方設備接收時，非接觸式數據傳送被執行。由于兩個設備之間的非接觸通信鏈路取決于非接觸信號的傳輸，因此存在潛在的影響非接觸信號的效率的緩和因素(mitigating factor)。因此，需要的是對非接觸信號的分散進行聚焦以對抗這些緩和因素的系統和結構。

發明內容

本文討論的實施例涉及用于對電磁信號的分散進行聚焦的系統和結構。電磁信號的聚焦是通過使用若干個極高頻聚焦層使背腔天線(cavity backed antenna)和幾何成形的反射器混合來實現的。每個聚焦層可以包括極高頻聚焦窗口，其與其它聚焦層共同限定背腔反射鏡的幾何形狀及背腔反射鏡對電磁信號分散進行聚焦的能力。

在一種實施例中，提供了一種系統，該系統包括多層基板，基板包括共同形成背腔反射鏡的多個EHF聚焦層，該背腔反射鏡的特征在于具有使由背腔反射鏡再輻射的電磁(EM)信號能量的相長干涉(constructive interference)增強并且使被引導從背腔反射鏡離開的EM信號的形狀變窄的空腔。該系統包括包含控制電路系統和天線的非接觸通信單元(CCU)，其中天線相對于背腔反射鏡定位，并且其中在CCU的操作期間，從天線發出或由天線接收的電磁信號圖案由背腔反射鏡成形。

在另一種實施例中，提供了用于控制與對等方通信單元的非接觸通信的模塊。該模塊可以包括非接觸通信電路系統，該非接觸通信電路系統包括硅管芯和包圍硅管芯的絕緣層，該電路系統包括第一表面、電耦合到非接觸通信電路系統的天線、以及固定到第一表面的EM聚焦結構，EM聚焦結構包括共同形成背腔反射鏡的多個EHF聚焦層，其中硅管芯用作EM聚焦結構的標稱反射接地平面。

在還有的另一種實施例中，提供了用于在對由天線發出或由天線接收的用于非接觸通信的EM信號能量進行聚焦中使用的EM反射鏡。EM反射鏡包括標稱反射接地平面、位于標稱反射接地平面頂上的第一EHF聚焦層、位于第一EHF聚焦層頂上的第二EHF聚焦層、位于第二EHF聚焦層頂上的第三EHF聚焦層，第一EHF聚焦層包括第一EHF聚焦窗口，第二EHF聚焦層包括第二EHF聚焦窗口，第三EHF聚焦層包括第三EHF聚焦窗口，并且其中第一EHF聚焦窗口、第二EHF聚焦窗口和第三EHF聚焦窗口限定背腔反射鏡，該背腔反射鏡的特征在于具有形狀為拋物面的空腔。

在還有的另一種實施例中，設備可以包括多層板，該多層板包括嵌入在該多層板內的多個EHF聚焦層，其中這多個EHF聚焦層相對于彼此布置以提供波束轉向(beamsteering)背腔反射鏡，并且設備還包括相對于波束轉向背腔反射鏡定位的換能器，其中換能器的位置和EHF聚焦層的布置使由波束轉向背腔反射鏡再輻射的電磁(EM)信號能量沿著軸轉向，該軸相對與多層板垂直的中心軸傾斜。