波導(dǎo)耦合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體來說涉及波導(dǎo)，且更特定來說，涉及一種耦合到波導(dǎo)的天線組合件。
【背景技術(shù)】
[0002]波導(dǎo)已用于多種應(yīng)用中，且作為波導(dǎo)物理學(xué)的一部分，進(jìn)行恰當(dāng)耦合是重要的問題。在最低頻率應(yīng)用的情況下，可相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)天線與波導(dǎo)之間的此類型的耦合。然而，在高頻率應(yīng)用(例如毫米波或太赫茲輻射)的情況下，耦合可能成問題，因?yàn)閷?duì)準(zhǔn)精確度可為相當(dāng)高(且相當(dāng)昂貴)的。因此，需要一種較簡單的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)以便能夠針對(duì)高頻率應(yīng)用將天線耦合到波導(dǎo)。
[0003]在以下文獻(xiàn)中描述了常規(guī)系統(tǒng)的一些實(shí)例:第2008/0309577號(hào)美國專利授予前公開案；第2011/0309899號(hào)美國專利授予前公開案；第W02011030277號(hào)PCT公開案；陳(Chen)等人的“裝載有μ負(fù)超材料的次波長橢圓形貼片天線(Sub-WavelengthElliptical Patch Antenna Loaded With μ -Negative Metamaterials)，，，IEEE天線與傳播期刊，第58卷，第9期，2010年9月，第2909-2919頁；比爾(Beer)等人的“用于高度集成毫米波天線的基于探針的福射方向圖測(cè)量(Probe Based Radiat1n Pattern Measurementsfor Highly Integrated Millimeter Wave Antennas) ”，天線與傳播(EuCAP)，2010 年第四次歐洲會(huì)議會(huì)刊，卷，期，第1-5頁、第12-16頁，2010年4月；及托馬斯(Thomas)等人的“向單個(gè)襯底上的集成式380 GHz平面肖特基二極管外差接收器的進(jìn)展(Progress towardsan integrated 380 GHz planar Schottky d1de heterodyne receiver on singlesubstrate) ”，第18次國際空間THz技術(shù)討論會(huì)的會(huì)刊，ISSTT2007，加利福尼亞理工學(xué)院(Caltech)，帕薩迪納市(Pasadena)，加利福尼亞州，SA, 2007年3月。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種設(shè)備。所述設(shè)備包括:集成電路(IC);及天線封裝，其具有:電路跡線組合件，其固定到所述IC ;耦合器，其固定到所述電路跡線組合件，其中所述耦合器包含:天線組合件，其具有:窗口區(qū)；導(dǎo)電區(qū)，其實(shí)質(zhì)上環(huán)繞所述窗口區(qū)；圓形貼片天線，其與所述IC連通；及橢圓形貼片天線，其位于所述窗口區(qū)內(nèi)，在所述圓形貼片天線的至少一部分上方延伸且與所述圓形貼片天線連通；及高阻抗表面(HIS)，其實(shí)質(zhì)上環(huán)繞所述天線組合件。
[0005]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括固定到所述耦合器的對(duì)準(zhǔn)組合件，其中所述對(duì)準(zhǔn)組合件包含與所述窗口區(qū)實(shí)質(zhì)上對(duì)準(zhǔn)的開口。
[0006]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括固定到所述對(duì)準(zhǔn)組合件的波導(dǎo)。
[0007]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述波導(dǎo)為實(shí)質(zhì)上矩形的。
[0008]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述圓形貼片天線進(jìn)一步包括彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)的第一及第二圓形貼片天線。
[0009]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述橢圓形貼片天線進(jìn)一步包括彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)的第一及第二橢圓形貼片天線，其中所述第一及第二橢圓形貼片天線中的每一者位于所述窗口區(qū)內(nèi)，且其中所述第一及第二橢圓形貼片天線分別在所述第一及第二圓形貼片天線的部分上方延伸，且其中所述第一及第二橢圓形貼片天線分別與所述第一及第二圓形貼片天線連通。
[0010]在實(shí)例性實(shí)施例中，提供一種方法。所述方法包括:在襯底上方形成第一金屬化層，使得所述第一金屬化層包含彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)的第一及第二圓形貼片天線；在所述第一金屬化層上方形成第二金屬化層，其中所述第二金屬化層具有第一、第二及第三部分，且其中所述第二金屬化層的所述第一及第二部分分別與所述第一及第二貼片天線連通；在所述第二金屬化層上方形成第三金屬化層，其中所述第三金屬化層具有第一、第二及第三部分，且其中所述第三金屬化層的所述第一、第二及第三部分分別與所述第二金屬化層的所述第一、第二及第三部分連通；及在所述第三金屬化層上方形成第四金屬化層，其中所述第四金屬化層具有第一、第二及第三部分，且其中所述第四金屬化層的所述第一、第二及第三部分分別與所述第三金屬化層的所述第一、第二及第三部分連通，且其中所述第四金屬化層的所述第一及第二部分位于所述第四金屬化層的所述第三部分中的界定窗口區(qū)的開口內(nèi)，且其中所述第四金屬化層的所述第一及第二部分形成彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)的第一及第二橢圓形貼片天線。
[0011]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括:在所述襯底的第一側(cè)上形成第一及第二墊；及形成從所述第一側(cè)延伸到第二側(cè)的第一及第二通孔，其中所述第一及第二通孔實(shí)質(zhì)上且分別與所述第一及第二墊對(duì)準(zhǔn)，且其中所述第一金屬化層形成于所述襯底的所述第二側(cè)上方。
[0012]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括:在所述第一與第二金屬化層之間形成第一電介質(zhì)層；及形成在所述第一與第二金屬化層之間延伸的第三及第四通孔，其中所述第三及第四通孔分別與所述第一及第二圓形貼片天線連通，且其中所述第二金屬化層的所述第一及第二部分分別與所述第三及第四通孔連通。
[0013]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括:在所述第二與第三金屬化層之間形成第二電介質(zhì)層；形成在所述第二與第三金屬化層之間延伸的第五及第六通孔，其中所述第五及第六通孔分別與所述第二及第三金屬化層的所述第一及第二部分連通；及形成在所述第二與第三金屬化層之間延伸的一組第七通孔，其中所述組第七通孔與所述第二及第三金屬化層的所述第三部分連通。
[0014]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括:在所述第三與第四金屬化層之間形成第三電介質(zhì)層；形成在所述第三與第四金屬化層之間延伸的第八及第九通孔，其中所述第八及第九通孔分別與所述第三及第四金屬化層的所述第一及第二部分連通；及形成在所述第三與第四金屬化層之間延伸的一組第十通孔，其中所述組第十通孔與所述第三及第四金屬化層的所述第三部分連通。
[0015]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括:將電路跡線組合件固定到所述襯底；及將IC固定到所述電路跡線組合件。
[0016]在實(shí)例性實(shí)施例中，提供一種設(shè)備。所述設(shè)備包括:電路板；IC;天線封裝，其具有:電路跡線組合件，其固定到所述IC及所述電路板；耦合器，其固定到所述電路跡線組合件，其中所述耦合包含:天線組合件，其具有:窗口區(qū)；導(dǎo)電，其實(shí)質(zhì)上環(huán)繞所述窗口區(qū)；第一圓形貼片天線，其與所述IC連通；第二圓形貼片天線，其與所述IC連通，其中所述第一及第二貼片天線彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)；第一橢圓形貼片天線，其位于所述窗口區(qū)內(nèi)，在所述第一圓形貼片天線的至少一部分上方延伸且與所述第一圓形貼片天線連通；及第二橢圓形貼片天線，其位于所述窗口區(qū)內(nèi)，在所述第二圓形貼片天線的至少一部分上方延伸且與所述第二圓形貼片天線連通，且其中所述第一及第二橢圓形貼片天線彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)；&HIS，其實(shí)質(zhì)上環(huán)繞所述天線組合件；對(duì)準(zhǔn)組合件，其固定到所述耦合器，其中所述對(duì)準(zhǔn)組合件包含與所述窗口區(qū)實(shí)質(zhì)上對(duì)準(zhǔn)的開口 ；及波導(dǎo)，其固定到所述對(duì)準(zhǔn)組合件。
[0017]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述耦合器進(jìn)一步包括:第一金屬化層，其形成于襯底上方使得所述第一金屬化層包含彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)的第一及第二圓形貼片天線；第二金屬化層，其形成于所述第一金屬化層上方，其中所述第二金屬化層具有第一、第二及第三部分，且其中所述第二金屬化層的所述第一及第二部分分別與所述第一及第二貼片天線連通；第三金屬化層，其形成于所述第二金屬化層上方，其中所述第三金屬化層具有第一、第二及第三部分，且其中所述第三金屬化層的所述第一、第二及第三部分分別與所述第二金屬化層的所述第一、第二及第三部分連通；及第四金屬化層，其形成于所述第三金屬化層上方，其中所述第四金屬化層具有第一、第二及第三部分，且其中所述第四金屬化層的所述第一、第二及第三部分分別與所述第三金屬化層的所述第一、第二及第三部分連通，且其中所述第四金屬化層的所述第一及第二部分位于所述第四金屬化層的所述第三部分中的界定所述窗口區(qū)的開口中，且其中所述第四金屬化層的所述第一及第二部分形成彼此對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)的第一及第二橢圓形貼片天線。
[0018]在實(shí)例性實(shí)施例中，所述耦合器進(jìn)一步包括:第一及第二墊，其形成于所述襯底的第一側(cè)上，其中所述第一及第二墊固定到所述電路跡線組合件；及第一及第二通孔，其從所述第一側(cè)延伸到第二側(cè)，其中所述第一