專利名稱：一種天線及一種制造天線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加載了電介質(zhì)的具有固體材料電絕緣核心的用于工作在
200MHz以上頻率的天線，還涉及一種制造該天線的方法。
背景技術(shù)：
為螺旋狀天線加載電介質(zhì)負(fù)載來在超高頻(UHF)頻段工作已經(jīng)為人們 所知，尤其用于移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)、衛(wèi)星電話及手持或移動(dòng)定位單元之中的緊 湊型天線。典型地，這樣的天線包括一個(gè)圓柱形的相對(duì)介電常數(shù)至少為5的 陶瓷核心，該核心的外表面承載了一個(gè)形為螺旋導(dǎo)電軌跡(conductive tracks) 的天線元件結(jié)構(gòu)。在一個(gè)所謂"背射"天線的情況下， 一個(gè)軸向饋電線(feeder) 被包容在穿過該核心并在該核心的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)截面外表面部分之間的腔中， 所述饋電線的多個(gè)導(dǎo)子(conductors)通過所述核心的遠(yuǎn)端截面外表面部分上 的導(dǎo)電表面連接元件來連接到所述螺旋導(dǎo)軌。上述的天線披露在已經(jīng)公開的 英國(guó)專利申請(qǐng)Nos. GB2292638, GB2309592, GB2399948, GB2441566, GB2445478,國(guó)際申請(qǐng)No.WO2006/136809和已經(jīng)公開的美國(guó)申請(qǐng) No.US2008-0174512Al中。這些公開的文件所披露的天線具有一個(gè)、兩個(gè)、 三個(gè)或四個(gè)螺旋天線元件對(duì)或螺旋天線單元組。WO2006/136809, GB2441566,GB2445478和US2008-0174512A1均披露了這樣的天線，該天線 具有一個(gè)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)中包括一個(gè)固定在該核心的遠(yuǎn)端 外表面部分的印刷電路層壓板(printed circuit laminate board),該網(wǎng)絡(luò)形成了 所述饋電線和所述螺旋元件之間的連接的一部分。在各種情況下，所述饋電 線為同軸傳輸線，其外部罩(shield)導(dǎo)子所具有的連接突出部(tabs)平行 于軸延伸并穿過層壓板中的孔，內(nèi)部導(dǎo)子與此類似地延伸穿過一個(gè)各自的孔。 在此天線的組裝過程中，首先，將同軸饋電線的遠(yuǎn)端部分插入到層壓板中的 孔內(nèi)，從而形成一個(gè)整體的饋電線結(jié)構(gòu)，將附著了所述層壓板的所述饋電線 從核心里的通道的遠(yuǎn)端插入所述通道，使得該饋電線在通道的近側(cè)露出且層
6壓板靠近核心的遠(yuǎn)端外表面部分。接著，將一個(gè)涂覆了焊料的(solder-coated) 墊圈(washer)或金屬箍放置在饋電線的近側(cè)部分周圍，從而在饋電線的外 導(dǎo)子與核心的近側(cè)外表面部分上的導(dǎo)電涂層之間形成一個(gè)環(huán)狀橋(annular bridge)。這樣的裝配接著通過一個(gè)烤爐，于是此前在層壓板的近側(cè)和遠(yuǎn)端表 面上預(yù)定位置所涂的焊料糊以及上述的墊圈或金屬箍上的焊料都會(huì)熔化，從 而形成饋電線與匹配網(wǎng)絡(luò)之間的連接(a)、匹配網(wǎng)絡(luò)與核心遠(yuǎn)端外表面部分 上的表面連接元件之間的連接(b)、饋電線與核心近側(cè)外表面部分上的導(dǎo)電層 之間的連接(c)。核心的饋電線結(jié)構(gòu)的組裝和保護(hù)因此是一個(gè)包括三個(gè)步驟的 過程，即插入并放置墊圈或金屬箍，以及加熱。本發(fā)明的一個(gè)目的就是提 供一種更為簡(jiǎn)單的組裝方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種加載了電介質(zhì)的用于工作在 200MHz以上頻段的天線，包括 一個(gè)固體材料的電絕緣核心，所述核心的 相對(duì)介電常數(shù)大于5，且其外表面包括相對(duì)定向的截面延伸端面部分以及一 個(gè)在所述截面延伸表面部分之間延伸的側(cè)表面部分，所述核心外表面定義了 一個(gè)內(nèi)部體積，該內(nèi)部體積的主要部分由所述核心的固體材料占據(jù)； 一個(gè)三 維天線元件結(jié)構(gòu)，包括至少一對(duì)伸長(zhǎng)導(dǎo)電天線元件，所述至少一對(duì)伸長(zhǎng)導(dǎo)電 天線元件置于所述核心的側(cè)表面上或鄰近于所述核心的側(cè)表面，并且從一個(gè) 截面延伸表面部分向另一截面延伸表面部分延伸，以及所述核心的所述一個(gè) 截面延伸表面部分上的導(dǎo)電表面連接元件，所述連接元件連接到所述伸長(zhǎng)天 線元件； 一個(gè)匹配部分，包括一個(gè)固定于該核心的所述一個(gè)截面延伸表面部 分的截面延伸層壓板，以及，所述板上的饋連接和天線元件連接；其中，所 述層壓板被從所述核心的所述一個(gè)截面延伸表面部分隔開，且所述板上的所 述天線元件連接通過一個(gè)球柵陣列連接到該表面連接元件。
術(shù)語"球柵陣列"(一般縮寫為"BGA")表示焊料元件典型地如附著在 基底表面上的焊球或"突起(bump)"的一個(gè)面陣列，這種情形中所述基底 優(yōu)選地為層壓板，所述基底包括形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一部分的多個(gè)導(dǎo)子。所述焊 料元件以一個(gè)預(yù)定的圖案排列，這樣，它們的位置就能匹配于和它們相連的 基底的各導(dǎo)電部分的位置，也匹配于所述基底將要連接到的各個(gè)導(dǎo)子的位置。球柵陣列過去被用于將具有大量外部連接的集成電路連接到一個(gè)底層
(underlying)印刷電路板。所述焊料元件通常為球形，它們可以是具有耐熔 融(flux-containing)的外部粘性涂層的簡(jiǎn)單的焊料球，于是可以在組裝和加 熱之前粘接到基底。這些球還可以包括隔熱核心，在焊料熔化之后作為間隔 裝置(spacer)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)連接在饋電線的導(dǎo)子 之間的分路電容，以及一個(gè)連接在饋電線的一個(gè)導(dǎo)子與一個(gè)或多個(gè)天線元件 之間的串聯(lián)電感。該電容可以采用層壓板的一個(gè)近側(cè)表面上的集總電容器的 形式，并作為用于設(shè)置層壓板與所述核心的相應(yīng)表面部分之間間隔的間隔裝 置，或者，所述電容可以實(shí)現(xiàn)為層壓板自己的多個(gè)平行導(dǎo)電層。所述電感典 型地包括一個(gè)形成所述層壓板一部分的一個(gè)導(dǎo)電軌跡。
優(yōu)選的層壓板在球柵陣列各元件的位置處具有一個(gè)焊料涂層以阻隔孔徑 (aperture),于是，當(dāng)天線的元件在組裝過程中被加熱時(shí)，球柵陣列流動(dòng)的 焊料就會(huì)被限制在需要的區(qū)域內(nèi)。
典型地，天線的核心由陶瓷材料制成，導(dǎo)電表面連接元件包括粘在陶瓷 材料表面上的金屬層部分。在記入于(in registry with)層壓板上的核心表面 不需要焊料阻隔掩模(solderresistmask)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是這樣的一個(gè)背射天線，其具有一個(gè)包容在穿過該 核心的通道中的饋電線。在本例中，球柵陣列被有利地用于將匹配網(wǎng)絡(luò)連接 到饋電線及核心表面上的導(dǎo)電表面連接元件。饋電線可以采用包容在穿過核 心并延伸在核心兩端面之間的通道中的同軸傳輸線段的形式。該傳輸線段優(yōu) 選地具有一個(gè)位置基本與所述核心的遠(yuǎn)端表面平齊的遠(yuǎn)側(cè)末端，且該層壓板 優(yōu)選地具有位置基本居中的饋連接(feed connection),該饋連接被球柵陣列 中的相應(yīng)元件分別連接到該傳輸線段的內(nèi)、外導(dǎo)子。球柵陣列的其它元件被 用于將匹配網(wǎng)絡(luò)的天線元件連接到核心的端面上的表面連接元件，陣列中的 這些元件處于與陣列中將饋連接與傳輸線段相連的那些元件的相對(duì)側(cè)。層壓 板可以作為一個(gè)隔膜，來提供饋電線和核心在正交于板的方向也即饋電線縱 向上的差別的(differential)溫度依賴性膨脹。
有利地，固定了層壓板的核心端面上的表面連接元件處于同一平面，并 且該傳輸線段的外導(dǎo)子具有至少一個(gè)截面取向的導(dǎo)電突出部，該導(dǎo)電突出部
8具有一個(gè)與表面連接元件的向著遠(yuǎn)端的表面基本共面的向著遠(yuǎn)端的表面。在
傳輸線的另一端，饋電線具有至少一個(gè)截面向外的近側(cè)導(dǎo)電葉(leaf),用于 將傳輸線段的一個(gè)導(dǎo)子連接到核心的另一端面上的導(dǎo)電層。這樣的導(dǎo)電層形 成了一個(gè)鏈接導(dǎo)子的一部分，該鏈接導(dǎo)子將位于相對(duì)末端的伸長(zhǎng)天線單元鏈 接到那些連接于該匹配網(wǎng)絡(luò)的末端。盡管層壓板自己可以提供饋電線和核心 的縱向的差別的溫度依賴性膨脹，這種差別膨脹還可以另外由饋電線上的一 個(gè)或多個(gè)近側(cè)導(dǎo)電葉的縱向也即在饋電線縱向上的柔性來提供。依賴于天線 的預(yù)期應(yīng)用，傳輸線段與核心的另一端面上的導(dǎo)電層之間的互聯(lián)可以采用凸 緣(flange)或者一至多個(gè)導(dǎo)電突起部的形式。
因此，應(yīng)當(dāng)理解，在優(yōu)選的天線中，球柵陣列用于將基底連接到兩個(gè)均 縱向即正交于基板的方向延伸的不同部件，這兩個(gè)部件以其到基底的距離互 連，并具有不同的熱特性即熱膨脹系數(shù)。如此，消除了在焊接點(diǎn)上的機(jī)械疲 勞。
優(yōu)選的天線具有一個(gè)對(duì)稱的中心軸，該核心優(yōu)選地為圓柱形且天線元件 組成了導(dǎo)電螺旋，該導(dǎo)電螺旋形成為核心的圓柱形側(cè)面上的導(dǎo)電軌跡。尤其 當(dāng)天線具有兩對(duì)或者更多對(duì)螺旋狀天線元件時(shí)，核心的固定有層壓板的端面 上的每個(gè)導(dǎo)電表面連接元件對(duì)應(yīng)于天線處一個(gè)顯著的角度范圍，至少45度， 典型為60度。匹配部分的天線元件連接具有一個(gè)類似的角度范圍，每個(gè)在那 里注冊(cè)了的這樣的天線元件連接和表面連接元件通過球柵陣列上的多個(gè)相互 分離的元件互連。這樣，相互分離的連接可以如上地在匹配部分與天線元件 之間生效。
如果將天線元件連接與層壓板上的饋連接側(cè)向地分隔開，層壓板以隔膜 方式體現(xiàn)的提供饋電線和核心在縱向上的差別膨脹的能力可以得到輔助。
實(shí)際上，優(yōu)選的球柵陣列提供三組焊料元件基本軸向取位并將饋電線 和層壓板互連的第一組，一個(gè)相對(duì)于第一組側(cè)向取位并位于其一側(cè)的第二組， 將一組天線元件連接到層壓板， 一個(gè)焊料元件的第三組，將另一組天線元件 連接到層壓板，該第三組也相對(duì)于第一組焊料元件側(cè)向取位，相對(duì)于第二組 處于對(duì)側(cè)。
優(yōu)選地，層壓板與核心上承載了該層壓板的表面之間的間隔由多個(gè)間隔 裝置來定義，這些間隔裝置優(yōu)選地粘接到層壓板的表面上。至少一個(gè)所述間其形成匹配部分的網(wǎng)絡(luò)的一部分。
在本發(fā)明之前，球柵陣列被用作高互連密度系統(tǒng)。但是，關(guān)于由這里所
披露的球柵陣列構(gòu)成的地形(topographical)互連的數(shù)量， 一般地在至少10 平方毫米的面積上互連個(gè)數(shù)的最大值為8，優(yōu)選地為4。因此地形互連密度典 型地小于0.8個(gè)每平方毫米，并且，在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施例中，該密度值 小于0.4個(gè)每平方毫米。術(shù)語"地形互連"意為一個(gè)相對(duì)電路節(jié)點(diǎn)處的天線 的部件之間的互連。如上所述，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)這樣 的互連由多個(gè)球柵陣列構(gòu)成，從而在使各電互連在空間上相互分離。舉例而 言，層壓板上的天線單元連接與核心的所述一個(gè)端面上的導(dǎo)電表面連接之間 的每個(gè)互連可以由一組空間上相互分離的球柵陣列構(gòu)成，該組典型地在天線 的中心軸處對(duì)應(yīng)一個(gè)至少45度的角。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于制造加載了電介質(zhì)的用于在 200MHz以上頻率工作的天線的方法，所述天線包括一個(gè)固體材料的電絕緣 核心，所述核心具有一個(gè)穿過該核心并定義了一個(gè)饋軸的通道，該天線還包 括一個(gè)天線元件結(jié)構(gòu)，該天線元件結(jié)構(gòu)位于所述核心上且具有導(dǎo)電表面連接 元件，所述導(dǎo)電表面連接元件形成為位于所述核心的一個(gè)外表面部分上并靠 近所述通道的一個(gè)末端的導(dǎo)電層部分，該天線還包括一個(gè)包容在所述通道中 的伸長(zhǎng)饋電線，以及包括一個(gè)層壓板的匹配部分，其中，所述方法包括以下
'(i)將所述饋電線插入所述通道；
(ii) 將該匹配部分提供為所述層壓板與一個(gè)球柵陣列的組合；
(iii) 對(duì)所述層壓板進(jìn)行安置，使得其以預(yù)定的方向置于所述核心的所述 外表面部分上且其間具有預(yù)定的間隔，將所述球柵陣列安置在該層壓板與所 述外表面部分之間；以及
(iv) 在所述層壓板、核心的導(dǎo)電層部分及饋電線之間形成電連接，所述 形成步驟包括加熱步驟(iii)中得到的組件至一個(gè)足以熔化該球柵陣列中的元 件的溫度。
優(yōu)選地，所述球柵陣列初始地預(yù)先附著于所述層壓板的一個(gè)連接面，而 非預(yù)先附著于該天線核心，步驟(iii)包括將連接面上帶有球柵陣列的所述層壓 板以需要的方向并置于所述核心的外表面部分之上。此步驟可以由機(jī)器來完
10成。
該球柵陣列可以這樣安置，以使得在步驟(iii)的結(jié)尾，球柵陣列具有銜接 (engaging)所述饋電線的元件以及銜接所述核心上的導(dǎo)電層部分的元件， 該加熱步驟也即步驟(iv)包括在該層壓板與饋電線之間，以及在該層壓板與 該導(dǎo)電層部分之間形成電連接。同樣，這一可能包括將天線送入烤爐的加熱 步驟，可以完全由機(jī)器完成。
優(yōu)選地，該制造過程始于將饋電線從另一端插入(上文中稱為通道的"近 側(cè)"末端)。這個(gè)步驟有可能由將該層壓板與該核心并置的那臺(tái)機(jī)器來自動(dòng)完 成，所述核心在步驟(i)和(iii)間反轉(zhuǎn)。
步驟(iv)中對(duì)該組件的加熱還可能另外地使一個(gè)焊接電連接形成于該饋 電線與該核心上的導(dǎo)電層部分靠近該通道的另一 (近側(cè))端。


以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說明，其中-
圖1為從側(cè)上方觀察的一個(gè)四葉(quadrifilar)螺旋天線的透視圖2為從側(cè)下方觀察圖1中的天線的透視圖3為該天線的分解透視圖，示出了一個(gè)電鍍(plated)天線核心， 一個(gè)
同軸饋電線和一個(gè)匹配部分；
圖4為移除了匹配部分之后的天線的上(遠(yuǎn)端)部的透視圖，示出了饋
電線的遠(yuǎn)端部分，以及核心的遠(yuǎn)端外表面部分上的導(dǎo)子； 圖5為該匹配部分和球柵陣列的下面的視圖； 圖6為該天線的饋電線、匹配網(wǎng)絡(luò)及天線單元結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖7為對(duì)應(yīng)于圖5所示視圖的匹配部分的下面的視圖，其中饋電線的遠(yuǎn)
端及天線核心的遠(yuǎn)端外表面的導(dǎo)電圖案被虛擬地重疊顯示；
圖8根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換方式的天線的分解透視圖；并且 圖9為從側(cè)下方觀察的作為替換方式的天線的透視圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖1至圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)天線具有一個(gè)天線元件結(jié)構(gòu)，該天 線元件結(jié)構(gòu)具有4個(gè)向軸的方向(axially)同延(coextensive)的螺旋槽IOA,IOB,IOC,IOD，它們以鍍的方式或其它金屬處理方式布于圓柱形陶瓷核 心12的圓柱形外表面上。
該核心具有一個(gè)形為腔12B的軸向通道，其從一個(gè)遠(yuǎn)端端面12D至一個(gè) 近側(cè)端面12P延伸穿過核心12。這兩個(gè)面都是在截面面上垂直于該核心的中 心軸延伸的平面。它們的朝向相對(duì)，在本發(fā)明的本實(shí)施例中， 一個(gè)朝向遠(yuǎn)端 一個(gè)朝向近側(cè)。 一個(gè)饋電線被包容在腔12B中，該饋電線形為一個(gè)同軸傳輸 線段，其具有一個(gè)導(dǎo)電管狀外罩16和一個(gè)通過空氣間隙來與該罩絕緣的伸長(zhǎng) 內(nèi)導(dǎo)子18。如圖3所示，罩16具有向外突出的整體地形成的彈力柄16T， 或者，多個(gè)間隔裝置，其將罩與腔12B的壁隔開，于是第二個(gè)管狀的空氣間 隙就存在于罩16和腔12B的壁之間。
在饋電線的靠下的近側(cè)，內(nèi)導(dǎo)子18通過一個(gè)絕緣的襯套18B居中地位 于罩16之中(見圖2)。另一個(gè)襯套18C (見圖4)在遠(yuǎn)端實(shí)現(xiàn)同樣的功能。
罩16、內(nèi)導(dǎo)子18以及二者之間的絕緣層的組合構(gòu)成了一個(gè)具有預(yù)定特 性阻抗的饋電線，本例中為50歐姆，該饋電線通過天線核心12以便將天線 元件10A至10D的遠(yuǎn)端末端連接到設(shè)備的射頻(RF)電路，該天線將會(huì)和 該設(shè)備相連。如圖4所示，天線元件10A至10D與饋電線之間的連接是通過 與螺旋導(dǎo)軌10A至10D相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電表面連接元件構(gòu)成的，這些表面連接元 件形成為鍍?cè)诤诵?2的遠(yuǎn)端表面12D上的放射狀導(dǎo)軌10AR, IOBR， IOCR， IODR。每個(gè)表面連接元件從相應(yīng)螺旋導(dǎo)軌的遠(yuǎn)端末端延伸至一個(gè)靠近腔12B 末端的位置。內(nèi)導(dǎo)子18具有一個(gè)近側(cè)部分18P，其由核心12的近側(cè)表面12P 上突出形成一個(gè)銷，用于連接到該設(shè)備的所述電路。類似地，在罩16近側(cè)末 端上的整體突出部(integral lugs) 16F突起超過核心的近側(cè)表面12P，以建 立與該設(shè)備電路的接地間的連接。
天線元件10A至10D的近側(cè)末端連接到一個(gè)公共虛擬接地導(dǎo)子，該公共 虛擬接地導(dǎo)子形式為一個(gè)環(huán)繞該核心12的近側(cè)末端部分的電鍍套筒20。該 套筒20依次地以下文描述的方式連接到饋結(jié)構(gòu)的罩16。
由于套筒20的邊緣20U與核心的近側(cè)端面12P的距離不同，上述四個(gè) 螺旋天線元件IOA至IOD具有不同的長(zhǎng)度，元件IOB和IOD長(zhǎng)于IOA和IOC。 天線元件。與在天線元件10B和10D與套筒20連接的位置處相比，邊緣20U 在天線元件10A和10C與套筒20連接的位置處距離近側(cè)端面12P更遠(yuǎn)。核心的近側(cè)端面12P為電鍍的，如此形成的導(dǎo)子22在該近側(cè)端面12P 處連接到罩導(dǎo)子16的近側(cè)末端部分，如下所述。導(dǎo)電套筒20與鍍層22以及 饋結(jié)構(gòu)的外罩16—起形成了一個(gè)四分之一波長(zhǎng)巴倫(balun)，其提供了天線 元件結(jié)構(gòu)與天線在安裝時(shí)所連接的儀器之間的共模絕緣。由天線元件和核心 上的其它金屬化層所形成的金屬化導(dǎo)子元件定義了一個(gè)內(nèi)部體積，其中的主 要部分被該核心的材料所占據(jù)。
當(dāng)天線工作在使天線對(duì)循環(huán)極化信號(hào)(circularly polarised)十分敏感的 諧振模式下時(shí)，天線元件10A至10D的不同長(zhǎng)度導(dǎo)致了較長(zhǎng)元件10B、 10D 與較短元件10A、 10C內(nèi)部電流之間的相位差。在這種模式下，電流繞邊緣 20U在兩方面之間流動(dòng)， 一方面，連接到內(nèi)部饋導(dǎo)子18的元件10C和10D， 另一方面，連接到罩16的元件IOA和IOB，套筒20和近側(cè)層22充當(dāng)一種 限制，在核心的近側(cè)端面12P從天線元件10A-10D至罩16來防止電流。應(yīng) 當(dāng)注意，通過放射狀軌道10AR、 10BR和10CR、 10DR的內(nèi)部末端之間的部 分環(huán)形(part-annular)軌道10AB和10CD,螺旋軌道10A-10D在核心的遠(yuǎn) 側(cè)端面12D處成對(duì)地互連，從而每一對(duì)螺旋軌道都具有一個(gè)長(zhǎng)軌道IOB、 10D 和一個(gè)短軌道IOA、 IOC。每個(gè)部分環(huán)形的軌道在該中心軸對(duì)應(yīng)于一個(gè)大于 90度的角。加載了電介質(zhì)的具有巴倫套筒的四葉天線的運(yùn)行在英國(guó)專利申請(qǐng) GB22922638A和GB2310543A中有更為詳細(xì)的描述，這兩份專利申請(qǐng)公開的 全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)以成為對(duì)申請(qǐng)人提交的本申請(qǐng)的主題的一部分。
饋結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的功能并不是向天線單元結(jié)構(gòu)傳送信號(hào)或傳送來自天線單元 結(jié)構(gòu)的信號(hào)。首先，如上所述，罩導(dǎo)子16與套筒20—起作用，來在饋結(jié)構(gòu) 與天線元件結(jié)構(gòu)的鏈接點(diǎn)處提供共模絕緣。在(a)核心的近側(cè)端面12P上罩 導(dǎo)子在鍍層22的連接和(b)罩導(dǎo)子與天線元件連接部分10AR、 10BR之間 的連接之間的罩導(dǎo)子長(zhǎng)度，連同腔12B的尺寸、填充罩16和腔壁之間空間 的材料的介電常數(shù)，使得罩16在其外表面上的電長(zhǎng)度(electrical length)至 少約為天線所需諧振模式的頻率下的四分之一波長(zhǎng)，從而導(dǎo)電套筒20、鍍層 22和罩16的組合能夠提升饋結(jié)構(gòu)與天線元件結(jié)構(gòu)之間連接處的穩(wěn)定電壓。
圍繞著饋結(jié)構(gòu)的罩16，有一個(gè)空氣間隙。這一空氣套的介電常數(shù)比核心 12更低，其減少了核心12對(duì)罩16的電長(zhǎng)度的影響，并且因而降低了對(duì)與罩 16的外側(cè)相關(guān)聯(lián)的縱向諧振的影響。由于與需要的運(yùn)行頻率相關(guān)聯(lián)的諧振模式的特征在于電壓偶極子徑向(diametrically)延伸，也即，圓柱形核心軸的截面方向，套筒的低介電常數(shù)對(duì)于所需諧振模式的影響相對(duì)較小，因?yàn)樵诒緝?yōu)選實(shí)施例中，套筒的厚度至少可觀地小于核心的厚度。因此，使得與罩16相關(guān)的諧振的線性模式與所期望的諧振模式解耦(de-coupled)。
天線的主諧振頻率大于等于500MHz，其諧振頻率由天線元件的有效電長(zhǎng)度和寬度來決定，其中寬度的決定程度較低。對(duì)于一個(gè)給定的諧振頻率，元件的長(zhǎng)度依賴于核心材料的相對(duì)介電常數(shù)，天線的尺寸相對(duì)于空氣核心四葉天線也大大減小。
天線核心12的一個(gè)優(yōu)選材料是基于鋇釤鈦酸鹽的材料(barium-samarium-titanate-based)。這種材料的相對(duì)介電常數(shù)約為80，且其具有在溫度變化下的尺寸和電學(xué)穩(wěn)定性。絕緣損失較低。該核心可以通過模壓或擠壓燒結(jié)來制造。
該天線特別適合于L-頻帶的1575MHzGPS接收.在這種情況下，核心12具有約7.5毫米的直徑，且縱向延伸天線元件10A-10D的平均的縱向延伸約為9毫米。在1575Mhz，導(dǎo)電套筒20的長(zhǎng)度典型地在2.5毫米范圍。天線元件10A-10D的精確尺寸可以在設(shè)計(jì)階段確定，在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行特征值延時(shí)測(cè)量直到獲得所需的相差。
下面對(duì)饋結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為詳細(xì)的介紹。該饋結(jié)構(gòu)包括饋電線的組合，其為一個(gè)50歐姆同軸傳輸線段16、 18和一個(gè)包括連接到該線的遠(yuǎn)側(cè)末端的平面層壓板30的匹配部分。該層壓板或印刷電路板(PCB) 30位于核心12的遠(yuǎn)側(cè)端面12D之上，與其相距預(yù)定的間隔，處在一個(gè)預(yù)定的角度并與之平行。PCB30的最大尺寸小于核心12的尺寸，于是PCB30全部位于核心12的遠(yuǎn)側(cè)端面12D的邊緣之內(nèi)。
在該實(shí)施例中，PCB30的形式為一個(gè)基本正方的片，位于核心遠(yuǎn)側(cè)表面12D的中央。PCB30的截面延伸是這樣的，它位于放射狀軌道IOAR、 IOBR、IOCR、 IODR的內(nèi)部末端之上，以及它們各自的弓形(arcuate)互連IOAB、10CD之上。PCB30是一個(gè)具有絕緣玻璃纖維復(fù)合材料和一個(gè)單導(dǎo)電層的層壓板，該單導(dǎo)電層位于該層壓板的底面也即面對(duì)核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D的面之上。層壓板導(dǎo)電層提供饋連接和天線元件連接，用于通過核心遠(yuǎn)側(cè)端面12D上的導(dǎo)電表面連接元件IOAR-IODR、 IOAB、 10CD來將傳輸線段的導(dǎo)子16
14和18連接到天線元件10A-10B。層壓板導(dǎo)電層還與一個(gè)表面鑲嵌的電容器一起構(gòu)成了一個(gè)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將天線元件結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出的阻抗匹配到傳輸線段16、 18的特性阻抗(50歐姆)。通過一個(gè)如圖3所示的由焊料元件面積陣列32構(gòu)成的球柵陣列，由PCB30的底側(cè)上的導(dǎo)電層形成的天線元件連接和饋連接被連接到傳輸線段的導(dǎo)子16、 18以及核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D上的弓形導(dǎo)電表面連接元件IOAB、 IOCD。在優(yōu)選的天線中，傳輸線段的導(dǎo)子16和18在與導(dǎo)電表面連接元件IOAR-IODR、 IOAB、 10CD裸露的表面平齊的遠(yuǎn)側(cè)端面處終止于它們的遠(yuǎn)側(cè)末端，如圖4所示。因此，內(nèi)部導(dǎo)子18終止于一個(gè)垂直于軸的端面，而罩16則形成有截面方向的突出部16G,該突出部16G形為向內(nèi)的舌，提供共面的遠(yuǎn)側(cè)表面。傳輸線16和18的這些向遠(yuǎn)側(cè)的表面中的每個(gè)接收該球柵陣列的一個(gè)元件。對(duì)于PCB30底側(cè)的導(dǎo)電層提供的天線元件連接，它們的形狀匹配于核心遠(yuǎn)側(cè)端面上的弓形表面連接元件IOAB、 IOCD，在每個(gè)例子中，后者與天線元件連接之間的互連通過多個(gè)相互分離的球柵陣列元件32起效，形成一個(gè)空間上分離的互連，下文中還會(huì)加以更加詳細(xì)的描述。
參看圖2和圖3，傳輸線段16和18的罩16在其近側(cè)末端被一對(duì)橫向向外延伸的葉連接到核心上的近側(cè)端面鍍層22，這對(duì)葉形為彈性突出部16H,其長(zhǎng)度足以跨越罩導(dǎo)子16和腔12B的壁之間的空氣間隙，也足以允許一個(gè)到鍍層22的焊接連接。應(yīng)當(dāng)理解，這些近側(cè)連接突出部16H的配置以及該傳輸線段的長(zhǎng)度是這樣的，其能夠產(chǎn)生傳輸線導(dǎo)子16和18的遠(yuǎn)側(cè)端面在通道12B遠(yuǎn)側(cè)末端處的平齊關(guān)系。在天線組裝中，PCP30呈現(xiàn)于核心的遠(yuǎn)側(cè)端面，其中，球柵陣列的焊料元件32已經(jīng)(通過粘性圖層)附著于PCB30底側(cè)上要求的位置上。
參照?qǐng)D5，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，四個(gè)焊料元件32F附著于饋連接，6個(gè)焊料元件32A、 32B附著于天線元件連接34AB和34CD中的每個(gè)。
PCB30的導(dǎo)電層的導(dǎo)電圖案的功能不僅包括將饋電線連接至天線元件，還包括使一個(gè)阻抗匹配生效。仍參看圖5， PCB30中央的一個(gè)第一饋連接首先通過一個(gè)伸長(zhǎng)導(dǎo)軌部分36L連接到一個(gè)片段成型(segment-shaped)導(dǎo)電區(qū)域，該導(dǎo)電區(qū)域形成一個(gè)在角度上分布的第一天線元件連接34CD，在中心對(duì)應(yīng)于一個(gè)約120度的角，以匹配其將要連接的弓形互連10CD (圖4)的角度范圍。因此，實(shí)際上，PCB30上的中央饋連接通過一個(gè)串聯(lián)電感連接到螺旋天線元件的第一對(duì)IOC和IOD，如圖6所示的電感L。
PCB導(dǎo)電層的導(dǎo)電圖案提供另外兩個(gè)到中央饋連接的連接。其中每個(gè)連接終結(jié)于一個(gè)導(dǎo)電墊(pad) 36P，每個(gè)墊靠近一個(gè)形成第二天線元件連接34AB的扇形導(dǎo)電區(qū)域，該區(qū)域具有三個(gè)靠近PCB中央的墊，用于連接到饋電線的罩16的遠(yuǎn)側(cè)末端。饋連接墊36P與形成天線元件連接34AB的導(dǎo)電區(qū)域之間的靠近并置允許兩個(gè)表面鑲嵌的芯片電容器(圖5僅示出其中之一的電容器38)用在PCB導(dǎo)電層上，也即在PCB30面對(duì)核心的面上，以將饋連接元件橋接為一個(gè)分路電容，體現(xiàn)為圖6所示的電容器C。如在扇形天線元件連接區(qū)域34CD的例子中，第二扇形天線元件連接區(qū)域34AB也在PCB的中央對(duì)應(yīng)了一個(gè)約120度的角度，匹配于核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D上的相應(yīng)弓形互連10AB (見圖4)的角度范圍，使得饋電線的罩16直接連接到另外兩個(gè)天線元件IOA和IOB。
PCB30與核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D上的導(dǎo)電區(qū)域之間這樣的連接要求PCB30被置于遠(yuǎn)側(cè)端面12D的中央，且要以一個(gè)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角放置，使得天線元件連接區(qū)域34AB、 34CD記入于(in registry with)遠(yuǎn)側(cè)端面12D上的弓形互連IOAB、 IOCD，如圖7所示，圖7為PCB30的一個(gè)仰視圖，其中，遠(yuǎn)側(cè)端面12D的導(dǎo)子圖案(從下方觀察)重疊于PCB30的圖像上。應(yīng)當(dāng)注意圖7還指示了同軸饋電線16、 18與PCB底側(cè)上的導(dǎo)電圖案之間的相互關(guān)系。
仍參看圖5，芯片電容器38能夠被用作一個(gè)間隔裝置，來設(shè)置PCB30與核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D之間的間隔。然而，在本例中，將沒有其它功能的間隔裝置40附著于PCB的底側(cè)。由圖7會(huì)注意到，在核心的陶瓷材料暴露在核心的導(dǎo)電鍍層的導(dǎo)電區(qū)域之間的位置，這些間隔裝置40靠近核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D。
參看圖6，由PCB30和電容器38形成的匹配網(wǎng)絡(luò)具有一個(gè)串聯(lián)電容L，其互連到饋電線50的內(nèi)導(dǎo)子和天線元件結(jié)構(gòu)52 (示于相當(dāng)?shù)碾娐沸问?的一側(cè)以及一個(gè)分路電容器C，該電容器連接在饋電線50的內(nèi)側(cè)和罩導(dǎo)子16與18之間，以及天線元件結(jié)構(gòu)52的兩側(cè)之間，該罩16直接連接到天線元件結(jié)構(gòu)52上與連接電感L的側(cè)面相對(duì)的側(cè)面。球柵陣列生效了 4個(gè)地形互連，即匹配網(wǎng)絡(luò)L、 C與饋電線50之間的饋連接54F以及匹配網(wǎng)絡(luò)L、 C與天線
16元件單元52之間的兩個(gè)天線元件連接54A。每個(gè)這樣的互連是在一個(gè)單獨(dú)的各自的電路節(jié)點(diǎn)處的天線的部件之間的互連。無論如何，這些互連中的三個(gè)中的每個(gè)由多個(gè)球柵焊料元件形成。因此，如同通過上述的結(jié)合圖5和圖7的描述而變得清楚的，饋電線的罩50與電容器之間的互連54F (圖6)通過饋連接球柵元件32F (見圖5)來生效，而匹配網(wǎng)絡(luò)L、 C與天線元件結(jié)構(gòu)52之間的互連54A (圖6)中的每個(gè)互連由6個(gè)球柵元件32A (仍參看圖5)形成。在這里，因此，多組球柵陣列元件被用于單獨(dú)的各自電路節(jié)點(diǎn)，來形成分布的連接以在饋電線與匹配網(wǎng)絡(luò)間以及在匹配網(wǎng)絡(luò)與天線元件之間分流。這與最小化天線在其工作頻率上的輻射阻抗有著特殊的相關(guān)性。
PCB30到饋電線的接觸以及到核心的遠(yuǎn)側(cè)端面上導(dǎo)電區(qū)域的接觸是相互獨(dú)立的，因?yàn)槊拷M接觸是由其各自的焊料元件來形成的，且這些焊料元件相互之間是在空間上相互分隔的。
由PCB30和鑲嵌其上的電容器38所構(gòu)成的匹配部分僅需要一個(gè)PCB上的一個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)電層?？苫ハ嗵娲膶訅喊鍢?gòu)造可以使用。例如，PCB30可以具有多個(gè)導(dǎo)電層，其中每個(gè)都被一個(gè)絕緣層分隔，如上文提及的在先的公開國(guó)際申請(qǐng)No.WO2006/136809所描述的。在這樣的例子中，分路電容器由
層壓板的相鄰導(dǎo)電層的固有電容來形成。
下面來介紹天線的組裝，所有這些下述的操作都可以由機(jī)器來完成。第一個(gè)組裝步驟包括將饋電線16、 18 (見圖3)插入倒置的天線核心12中，g卩，從核心的近側(cè)末端腔12B插入，將饋電線16、 18推動(dòng)直至在罩導(dǎo)子16上的向外延伸的近側(cè)突出部16H接觸到核心的電鍍近側(cè)表面12P。核心接著被反轉(zhuǎn)，而承載了球柵陣列的PCB30在一個(gè)提取-放置的步驟中被放置在核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D上，PCB30被自動(dòng)地定向來將天線元件連接區(qū)域34AB、34CD與核心上的弓形互連區(qū)域10AB、10CD(見圖7)排成一行(align)。此時(shí)，球柵陣列元件32靠近饋電線導(dǎo)子16、 18的遠(yuǎn)側(cè)端面以及由核心上的弓形互連導(dǎo)軌IOAB、 10CD構(gòu)成的暴露的導(dǎo)電層部分。接著，核心12、饋電線16、 18以及PCB30的裝配將通過一個(gè)烤爐。這將使得球柵陣列中的焊料元件32熔化，并在冷卻時(shí)凝固變形來在PCB30上的并置導(dǎo)電區(qū)域之間、核心的遠(yuǎn)側(cè)端面12D上以及通過16和18的遠(yuǎn)側(cè)端面上形成導(dǎo)電結(jié)合。 一個(gè)預(yù)先選擇性地應(yīng)用于PCB30底側(cè)的聚合物阻隔層限制了焊料元件在加熱時(shí)
17在PCB30上的擴(kuò)散，焊料突起的表面張力接著阻止焊料在核心的導(dǎo)子上的導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)的不希望的擴(kuò)散。預(yù)先選擇性地通過篩網(wǎng)印花應(yīng)用于核心的近側(cè)端面12P上的鍍層22且靠近腔12B的焊料糊也熔化從而基于冷卻將饋電線16、18近側(cè)末端的突起部16H電連接到近側(cè)的核心鍍層22。
在電學(xué)上，如上所述的天線很大程度上與前述在先的WO2006/136809描述的四葉天線的運(yùn)行相同。然而，利用一個(gè)球柵陣列連接匹配部分PCB于核心在制造效率和隨時(shí)間變化的溫度循環(huán)承受能力的方面具有優(yōu)勢(shì)，包括在垂直于PCB的方向上緩解物理壓力。球柵陣列的焊料元件32以及通過所述陣列的焊料元件生效的連接的橫向間距提供了縱向附和(compliance), PCB作為一個(gè)柔性隔膜以提供在核心和饋電線的組裝中的熱膨脹和縮減的不同比率。所述焊料元件32也顯現(xiàn)出了隨時(shí)間的一定程度上的蔓延(creep)，以助于順應(yīng)熱影響。在同軸傳輸線段16、 18和核心的近側(cè)端面12P之間彌合差距的近側(cè)末端彈性金屬突出部(如圖3所示的突出部16H)的利用帶來了進(jìn)一步的附和優(yōu)勢(shì)。
如圖8和圖9所示，在本發(fā)明的作為可替代方式之一的天線中，傳輸線段16、 18的罩16在其近側(cè)末端具有一個(gè)導(dǎo)電近側(cè)凸緣，所述近側(cè)末端的尺寸可以在腔12B的外圍附近部分重疊于鍍層22。因此，在本發(fā)明的本實(shí)施例中，凸緣56F替代了根據(jù)附圖1至4描述的實(shí)施例中的突出部16H。在上述特定實(shí)施例中，所述凸緣56F形成了襯套或環(huán)56的一部分，所述環(huán)56具有一個(gè)套筒部分56B，其尺寸緊密接合于管形罩16。所述凸緣襯套56形成了饋電線16、 18的一部分。
上述天線的組裝包括下列步驟
(a) 將焊料模板印刷于腔12B的外圍附近的核心12的近側(cè)端面12P。
(b) 將饋電線16、 18插入腔12B中，直至其末端與核心12的遠(yuǎn)側(cè)端面12D共面。
(c) 將凸緣襯套56的遠(yuǎn)側(cè)邊緣部分浸入一層焊料的深度受控膜中，以
將焊料轉(zhuǎn)移到所述襯套的該部分中。
(d) 將襯套56設(shè)置于饋電線的罩56上并壓倒直至其凸緣或邊緣56F鄰接印刷在核心12的近側(cè)端面12P上的焊料層。所述襯套56的內(nèi)徑緊密配合于罩16，焊料在所述襯套56和罩16之間建立連接的浸入步驟中被轉(zhuǎn)移。(e) 反轉(zhuǎn)核心12，并通過在適當(dāng)?shù)奈恢美媚z粘將PCB30設(shè)置于核心 的遠(yuǎn)側(cè)端面12D。
(f) 在一個(gè)烤爐里將上述組裝加熱以熔化焊料并在核心的近側(cè)端面 12P上的襯套56和鍍層22之間以及襯套56和罩16之間形成接頭。同時(shí)， 熔化球柵陣列的焊料元件32以在PCB30、饋電線16、饋電線18、核心的遠(yuǎn) 側(cè)端面12D的傳導(dǎo)面連接元件之間形成接頭。
上述依照本發(fā)明的作為可替換方式之一的天線提高了軸向震動(dòng)表現(xiàn)。饋 電線的饋電線16F、 18P的銷之上的沖擊力被轉(zhuǎn)移至襯套56甚至核心12，因 此保護(hù)了球柵陣列的焊料接頭以及在(a) PCB導(dǎo)體和核心遠(yuǎn)側(cè)端面連接元 件和(b)它們的各自基底之間的結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種加載了電介質(zhì)的用于在200MHz以上頻率工作的天線，其特征在于，包括一個(gè)固體材料的電絕緣核心，所述核心的相對(duì)介電常數(shù)大于5，且其外表面包括相對(duì)定向的截面延伸端面部分以及一個(gè)在所述截面延伸表面部分之間延伸的側(cè)表面部分，所述核心外表面定義了一個(gè)內(nèi)部體積，該內(nèi)部體積的主要部分由所述核心的固體材料占據(jù)；一個(gè)三維天線元件結(jié)構(gòu)，包括至少一對(duì)伸長(zhǎng)導(dǎo)電天線元件，所述至少一對(duì)伸長(zhǎng)導(dǎo)電天線元件置于所述核心的側(cè)表面上或鄰近于所述核心的側(cè)表面，并且從一個(gè)截面延伸表面部分向另一截面延伸表面部分延伸，以及所述核心的所述一個(gè)截面延伸表面部分上的導(dǎo)電表面連接元件，所述連接元件連接到所述伸長(zhǎng)天線元件；一個(gè)匹配部分，包括一個(gè)固定于該核心的所述一個(gè)截面延伸表面部分的截面延伸層壓板，以及，所述板上的饋連接和天線元件連接；其中，所述層壓板被從所述核心的所述一個(gè)截面延伸表面部分隔開，且所述板上的所述天線元件連接通過一個(gè)球柵陣列連接到該表面連接元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述核心的所述截面延伸表面部 分分別為遠(yuǎn)側(cè)端面和近側(cè)端面，且所述固體材料為陶瓷材料。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，所述天線包括一個(gè)饋電線， 所述層壓板上的所述饋連接通過該球柵陣列連接到該饋電線。
4. 如權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于，包括一個(gè)形為同軸傳輸線段的饋 電線，其包容在一個(gè)穿過所述核心并在該核心的端面間延伸的通道中，所 述傳輸線段具有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)末端，其位置基本與該核心的遠(yuǎn)側(cè)端面平齊，所 述層壓板具有基本位置居中的饋連接，該饋連接通過該球柵陣列的各個(gè)元 件連接到該傳輸線段的內(nèi)導(dǎo)子和外導(dǎo)子，通過球柵陣列上與用于將饋連接與傳輸線段互連的各元件處于相對(duì)面上的元件，所述天線元件連接被連接 到所述遠(yuǎn)側(cè)核心端面上的表面連接元件。
5. 如權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于，所述遠(yuǎn)側(cè)核心端面上的表面連接 元件位于同一平面內(nèi)，且該傳輸線的外導(dǎo)子具有至少一個(gè)截面定向的導(dǎo)電 突出部，該導(dǎo)電突出部具有與所述表面連接元件的遠(yuǎn)側(cè)表面基本共面的遠(yuǎn) 側(cè)表面。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，包括一個(gè)形為傳輸線段的饋 電線，其包容在一個(gè)穿過該核心并在該核心的所述截面延伸表面部分之間延伸的通道中，通過該球柵陣列的各元件，所述匹配部分的饋連接與該傳 輸線段的導(dǎo)子在后者的一端相連接，且該饋電線具有至少一個(gè)沿截面向外 定向的導(dǎo)電葉，用于將該傳輸線的所述導(dǎo)子中的一個(gè)連接到所述核心的所 述另一截面延伸表面部分上的導(dǎo)電層。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，包括一個(gè)包容在穿過該核心 的通道中的饋電線，通過一個(gè)鏈接導(dǎo)子，所述伸長(zhǎng)天線鏈接于或靠近所述 核心的所述另一截面延伸表面部分，該鏈接導(dǎo)子的至少一部分構(gòu)成了在所 述核心上靠近該饋電線的一個(gè)導(dǎo)子層，且所述饋電線的一個(gè)導(dǎo)子通過一個(gè) 服從連接來電連接到所述鏈接導(dǎo)子部分，以便于在該饋電線及所述核心在 該饋電線縱向上的差別的溫度依賴性膨脹。
8. 如任一前述權(quán)利要求所述的天線，其特征在于，還包括一個(gè)中心軸，所述 核心的所述一個(gè)截面延伸表面部分上的連接元件分別地在該軸上對(duì)應(yīng)于 一個(gè)至少為60度的角；該匹配部分的所述天線元件連接包括注冊(cè)于該連 接元件的多個(gè)導(dǎo)子，這些導(dǎo)子在該層壓板的面向所述核心的一個(gè)面上且分 別在所述軸上對(duì)應(yīng)一個(gè)至少60度的角；每個(gè)上述天線元件連接與所述一 個(gè)截面延伸表面部分上的各個(gè)所述連接元件之間通過所述球柵陣列生效 的連接是通過該球柵陣列的多個(gè)相互分離的元件來構(gòu)成的。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，所述天線元件連接橫向地與 該層壓板上的饋連接相互分離。
10. 如任一前述權(quán)利要求所述的天線，其特征在于，包括在所述層壓板與所述 核心的所述一個(gè)截面延伸表面部分之間的具有預(yù)定深度的間隔裝置。
11. 如權(quán)利要求10所述的天線，其特征在于，所述各間隔裝置中的至少一個(gè) 是形成該匹配部分的網(wǎng)絡(luò)的一部分的一個(gè)電容。
12. —種用于制造加載了電介質(zhì)的用于在200MHz以上頻率工作的天線的方 法，其特征在于，所述天線包括一個(gè)固體材料的電絕緣核心，所述核心具 有一個(gè)穿過該核心并定義了一個(gè)饋軸的通道，該天線還包括一個(gè)天線元件 結(jié)構(gòu)，該天線元件結(jié)構(gòu)位于所述核心上且具有導(dǎo)電表面連接元件，所述導(dǎo) 電表面連接元件形成為位于所述核心的一個(gè)外表面部分上并靠近所述通 道的一個(gè)末端的導(dǎo)電層部分，該天線還包括一個(gè)包容在所述通道中的伸長(zhǎng) 饋電線，以及包括一個(gè)層壓板的匹配部分，其中，所述方法包括以下步驟:(i) 將所述饋電線插入所述通道；(ii) 將該匹配部分提供為所述層壓板與一個(gè)球柵陣列的組合；(iii) 對(duì)所述層壓板進(jìn)行安置，使得其以預(yù)定的方向置于所述核心的所述外 表面部分上且其間具有預(yù)定的間隔，將所述球柵陣列安置在該層壓板 與所述外表面部分之間；以及(iv) 在所述層壓板、核心的導(dǎo)電層部分及饋電線之間形成電連接，所述形 成步驟包括加熱步驟(iii)中得到的組件至一個(gè)足以熔化該球柵陣列中 的元件的溫度。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在步驟(ii)中，所述球柵陣 列被預(yù)先附著于所述層壓板的一個(gè)連接面，所述步驟(iii)包括將所述連 接面上帶有該球柵陣列的所述層壓板置于所述核心外表面部分之上，且該 板的所述連接表面面對(duì)該外表面部分。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，該球柵陣列如此安置以使 得在步驟(iii)的結(jié)尾，球柵陣列具有銜接所述饋電線的元件以及銜接所述 核心上的該導(dǎo)電層部分的元件，步驟(iv)包括在該層壓板與該饋電線之 間，以及在該層壓板與該導(dǎo)電層部分之間形成電連接。
15. 如權(quán)利要求12、 13或14所述的方法，其特征在于，所述步驟(0包括 將該饋電線從該通道的另一末端插入，其中，所述步驟(iv)中對(duì)該組件的 加熱另外還使得一個(gè)焊料連接形成于所述饋電線與該核心上的一個(gè)導(dǎo)電 層部分之間并靠近所述通道的所述另一末端。
全文摘要
一種加載了電介質(zhì)的天線，其具有圓柱形陶瓷核心，一個(gè)三維天線元件結(jié)構(gòu)，其包括同延的螺旋導(dǎo)子，鍍于該核心的圓柱形側(cè)面上，以及一加載了電介質(zhì)的天線，其具有由陶瓷材料制成的固體圓柱形核心，由陶瓷材料制成的螺旋天線元件，同樣的螺旋天線元件鍍于該核心上，連接導(dǎo)子位于一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)端面，一個(gè)形為印刷電路板的匹配部分置于該核心的遠(yuǎn)側(cè)端面上，一個(gè)同軸饋電線包容于一個(gè)穿過該核心的軸向腔內(nèi)。為便于制造，該匹配部分的層壓板包括一個(gè)球柵陣列，其中具有多個(gè)焊料元件，用于將匹配網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)側(cè)核心端面上的表面連接元件以及連接到該饋電線。在該饋電線的一個(gè)近側(cè)末端，有一個(gè)截面延伸的凸緣用于將該饋電線的罩連接到核心的近側(cè)端面上的一個(gè)鍍層，該鍍層形成了整體巴倫的一個(gè)部分。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK101656348SQ20091016845
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者奧利弗·保羅·雷斯特恩, 詹妮·薩拉·德雷克 申請(qǐng)人:薩恩特爾有限公司