具有波导耦合器的雷达芯片制造技术

一种具有用于将雷达信号耦合到雷达测量装置的天线或波导中并且从雷达测量装置的天线或波导中解耦雷达信号的波导耦合器的雷达芯片，该波导耦合器包括高频基板，该高频基板具有线路、辐射元件和布置在线路和辐射元件之间的基板集成波导。间的基板集成波导。间的基板集成波导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有波导耦合器的雷达芯片
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年11月18日提交的德国专利申请10 2019 217 736.0的优先权，其全部内容通过引用并入本文件。


[0003]本专利技术涉及雷达测量技术。特别地，本专利技术涉及具有波导耦合器的雷达芯片、这种雷达芯片在雷达测量装置中的使用以及用于制造这种雷达芯片的方法。

技术介绍

[0004]雷达测量装置可用于工业环境中的自动化技术。例如，雷达测量装置被设计为雷达物位测量装置的形式，它们通常配备有喇叭天线，这些天线被波导馈送信号。尤其是在40和300GHz之间的频率范围内，波导组件的机械尺寸处于可以被轻松集成在雷达装置中的范围内。
[0005]可以通过伸入到喇叭天线的波导中的所谓带状线(也被称为微带线)将由测量装置的高频电路产生的雷达信号耦合到喇叭天线中。
[0006]为了保护可以被作为雷达芯片设计的高频电路免受机械应力，可以将其封装在封装料中。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是提供具有波导耦合器的雷达芯片，该雷达芯片可以通过封装料进行保护。
[0008]该目的通过独立权利要求的特征实现。本专利技术的其它实施例来自从属权利要求和以下实施例的描述。
[0009]本专利技术的第一方面涉及具有波导耦合器的雷达芯片，该波导耦合器被配置为用于将雷达芯片的雷达信号耦合到雷达测量装置的天线或波导中，且/或用于将雷达信号从天线或波导解耦。特别地，该波导可以是天线的将耦合的雷达信号引入到天线喇叭中的部分。
[0010]波导耦合器具有例如印刷电路板形式的高频基板，该高频基板具有线路、辐射元件以及布置在线路和辐射元件之间并与线路和辐射元件连接的基板集成波导，该基板集成波导被集成在基板中。例如，辐射元件可以是平面激励贴片，或者可以是激励器销或者单鳍片或双鳍片。这种布置被配置为用于将雷达信号从雷达芯片传输到雷达测量装置的天线或波导，并且用于将雷达信号耦合到雷达测量装置的天线或波导中。同样，也可以通过该布置将从被测量介质上反射的雷达信号从天线传输到雷达芯片。
[0011]基板集成波导可被视为填充波导。根据一实施例，基板集成波导具有平面顶面和平面底面，在它们之间存在基板材料，且它们通过形成“波导”的“侧壁”的镀通孔(Durchkontaktierungen)或互连部彼此导电连接。
[0012]根据一实施例，线路、辐射元件以及布置在它们之间的基板集成波导的顶面布置
在高频基板的同一平面内。该平面可以是外平面，也可以是高频基板内部的平面。
[0013]根据一实施例，线路和基板集成波导的顶面布置在高频基板的同一平面内，其中，辐射元件和基板集成波导的底面布置在另一平面内。
[0014]根据一实施例，馈线或线路以及布置在它们之间的基板集成波导的顶面布置在高频基板的上表面上。
[0015]根据一实施例，线路连接或附接到波导的顶面的起始区域。例如，该起始区域是上表面的“前边缘”。相应地，辐射元件连接或附接到基板集成波导的顶面的终止区域(后边缘)。
[0016]根据另一实施例，波导耦合器的基板集成波导的宽度比线路和辐射元件的宽度大多倍。在此，宽度平行于基板表面并且垂直于雷达信号的传播方向。
[0017]一般来说，如图1所示的宽度不一定是导体迹线的宽度。基板集成波导的边缘和因此的宽度由互连部定义。然而，基板集成波导的顶面也可以大面积地扩展，并且从“直流视角”连接到地(电路接地)。这进而又为防爆认证提供了优势。原因在于在为波导馈送信号的未封装微带线上不会产生电压，因为从直流视角来看，它通过基板集成波导短路。这进而意味着潜在的易燃气氛不能通过该线路点燃。
[0018]根据一实施例，线路的宽度小于辐射元件的宽度。
[0019]根据另一实施例，具有波导耦合器的雷达芯片具有封装料，该封装料被配置为用于保护雷达芯片免受机械应力，雷达芯片、线路和基板集成波导的顶面的一部分嵌入在该封装料中。
[0020]例如，这种封装料可以是相对硬的封装料，例如双组分树脂，例如GlobTop。
[0021]这种封装料还嵌入有接合线或焊接连接部。
[0022]也可以设置另一封装料，例如，该另一封装料在第一封装料之后涂布到第一封装料上并且将其完全嵌入。它可以是较软的封装料，例如凝胶状封装料。这尤其是为了给整个布置提供防爆保护。
[0023]根据另一实施例，线路在其与基板集成波导连接的连接区域中具有第一匹配结构。替代地或附加地，辐射元件或其连接线路可以在其与基板集成波导连接的连接区域中具有第二匹配结构。
[0024]根据另一实施例，基板集成波导具有从其顶面到其底面的互连部。
[0025]本专利技术的另一方面涉及具有上文和下文所述的具有波导耦合器的雷达芯片在雷达测量装置中，特别是在雷达物位测量装置中的使用。例如，雷达测量装置具有天线或波导，该天线或波导位于基板集成波导的顶面，使得封装料可以流入天线或波导的内部。
[0026]另一方面涉及用于制造如上文和下文所述的具有波导耦合器的雷达芯片的方法，其中首先提供具有波导耦合器的雷达芯片，所述波导耦合器被配置为用于将雷达芯片的雷达信号耦合到天线或波导中，然后使用第一封装料封装雷达芯片、线路和基板集成波导的顶面的一部分，以保护雷达芯片免受机械应力。
[0027]在另一种可能的方法步骤中，使用另一封装料封装雷达芯片，该另一封装料被涂布在第一封装料上。基板集成波导的上部金属层的平面结构能够实现封装料和波导之间的密封，因为第二封装料渗入到波导中将导致波导不再履行其任务。
[0028]通过二次封装还可以提供除了机械保护之外的有效防爆保护。
[0029]下面将参考附图说明本专利技术的实施例。如果在附图说明中使用相同的附图标记，则它们描述相同或相似的元件。附图中的图示是示意性的且未按比例绘制。
附图说明
[0030]图1示出了根据一实施例所述的波导耦合器。
[0031]图2示出了图1的没有圆形波导的波导耦合器。
[0032]图3示出了具有波导耦合器的雷达测量装置的侧视图。
[0033]图4示出了根据一实施例的具有波导耦合器的雷达测量装置的侧剖视图。
[0034]图5示出了图3所示的波导耦合器的俯视图。
[0035]图6示出了图4所示的波导耦合器的俯视图。
[0036]图7示出了根据一实施例所述的方法的流程图。
具体实施方式
[0037]雷达物位测量装置通常配备有通过波导馈送信号的喇叭天线。尤其是在40和300GHz之间的频率范围内，波导元件的机械尺寸处于可以被轻松集成在雷达装置中的范围内。
[0038]图3示出了具有波导耦合器的雷达测量装置的侧视图。在雷达模块300的电子单元中，在雷达芯片301上产生高频测量信号，以用于基于雷达的物位测量。裸露的雷达芯片位于专门的印刷电路板基板302上，该基板具有良好的高频特性，例如低信号衰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，所述波导耦合器被配置为用于将所述雷达芯片的雷达信号耦合到雷达测量装置(300)的天线(307)或波导(305)中且从所述雷达测量装置的所述天线或所述波导中解耦，所述波导耦合器具有：高频基板(302)，所述高频基板具有线路(103)、辐射元件(201)和布置在所述线路和所述辐射元件之间并与所述线路和所述辐射元件连接的基板集成波导(102a、102b、101、302)，所述高频基板被配置为用于在所述雷达芯片与所述雷达测量装置的所述天线或所述波导之间传输所述雷达信号，并且用于将所述雷达信号耦合到所述雷达测量装置的所述天线或所述波导中且从所述雷达测量装置的所述天线或所述波导中解耦。2.根据权利要求1所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其中，所述线路(103)、所述辐射元件(201)以及布置在所述线路和所述辐射元件之间的所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的顶面(102a)布置在所述高频基板(302)的同一平面内。3.根据权利要求1所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其中，所述线路(103)和所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的顶面(102a)布置在所述高频基板(302)的同一平面内，且其中，所述辐射元件(201)和所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的底面(102b)布置在另一平面内。4.根据前述任一项权利要求所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其中，所述线路(103)和布置在其间的所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的顶面(102a)布置在所述高频基板(302)的上表面上。5.根据前述任一项权利要求所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其中，所述线路(103)连接到所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的顶面(102a)的起始区域，其中，所述辐射元件(201)连接到所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的顶面(102a)的终止区域。6.根据前述任一项权利要求所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其中，所述波导耦合器的所述基板集成波导(102a、102b、101、302)的宽度比所述线路(103)和所述辐射元件(201)的宽度大多倍。7.根据前述任一项权利要求所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其中，所述线路(103)的宽度小于所述辐射元件(201)的宽度。8.根据前述任一项权利要求所述的具有所述波导耦合器(100)的雷达芯片(301)，其还具有：第一封装料(309)，所述雷达芯片(301)、所述线路(103)和所述基板集成波导(102a、102b...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：