(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのアンテナ素子を備える、少なくとも一つの送信機、受信機、又は送受信機ユニットの電気的接続用のプリント回路基板配置であって、
前記少なくとも一つのユニットと前記少なくとも一つのアンテナ素子は、前記プリント回路基板配置内に少なくとも部分的に組み込まれており、
前記プリント回路基板配置は、堅固な方法で互いに機械的に接続された異なる複数のプリント回路基板を含み、前記プリント回路基板配置の第一部分は、基板が第一の材料で作成された少なくとも一つのプリント回路基板によって形成され、かつ、前記第一の材料は高周波数に適しており、前記プリント回路基板配置の第二部分は、基板が前記第一の材料とは異なる第二の材料で作成された、少なくとも一つのプリント回路基板によって形成され、かつ、前記第二の材料は低周波数範囲又は直流電圧範囲にのみ適しており、
前記プリント回路基板配置の両部分は、接地面によって互いに分離されており、
前記少なくとも一つのユニットは、熱除去を改善するために、前記接地面上に直接配置されており、
前記少なくとも一つのアンテナ素子は、前記接地面と複数のスルーコンタクトとを含むケージ内に配置されており、前記複数のスルーコンタクトは、前記アンテナ素子の周囲に放射状に配置され、かつ、前記プリント回路基板配置の前記第一部分を前記接地面まで下方へ貫通している、
ことを特徴とするプリント回路基板配置。
【請求項２】
前記少なくとも一つのアンテナ素子及び前記少なくとも一つのユニットは、前記プリント回路基板配置の前記第一部分内に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板配置。
【請求項３】
少なくとも一つの中空キャビティ内に前記ユニットが組み込まれており、前記少なくとも一つの中空キャビティは、前記プリント回路基板配置の前記第一の材料内に切削されるか又は穴開けされている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント回路基板配置。
【請求項４】
導電性カバーの中に組み込まれるか、穿孔されるか、切削されるか、又はエッチングされたホーン素子が、前記少なくとも一つのアンテナ素子上に配置され、前記導電性カバーは、前記プリント回路基板配置に、堅固な方法でねじ止めされるか又は接着されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプリント回路基板配置。
【請求項５】
前記導電性カバーは、前記少なくとも一つのアンテナ素子を除いて、前記プリント回路基板配置の前記第一部分の表面全体を被覆している、ことを特徴とする請求項４に記載のプリント回路基板配置。
【請求項６】
前記導電性カバーの上部表面が、前記ホーン素子用の凹部を除いて、ダンピングマットによって被覆されるか、又は、
前記プリント回路基板配置の前記第一部分の前記中空キャビティ上の前記導電性カバーの下側がダンピングマットによって被覆されている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のプリント回路基板配置。
【請求項７】
前記少なくとも一つのアンテナ素子はパッチアンテナを提供し、該パッチアンテナは、前記ユニットに接続されたツインストリップライン又はコプラナーツインストリップラインを介して励起され得る、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプリント回路基板配置。
【請求項８】
接地面内に少なくとも一つのスロットが組み込まれており、前記接地面が、前記パッチアンテナと前記ツインストリップラインとの間に組み込まれている、ことを特徴とする請求項７に記載のプリント回路基板配置。
【請求項９】
前記ツインストリップラインの供給領域内に、スルーコンタクトが存在しない、ことを特徴とする請求項７又は８に記載のプリント回路基板配置。
【請求項１０】
前記ユニットの前記低周波数範囲又は前記直流電圧範囲は、前記プリント回路基板配置の前記第二部分の前記少なくとも一つのプリント回路基板に、複数のスルーコンタクトを介して接続されている、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプリント回路基板配置。
【請求項１１】
前記ユニットは、送信機、受信機、又は送受信機チップであり、該チップの複数の端子コンタクトが、前記プリント回路基板配置の前記第一部分の前記少なくとも一つのプリント回路基板に接続されているか、又は、複数の結合線を介して前記プリント回路基板配置の前記第一部分の前記少なくとも一つのプリント回路基板に接続されている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のプリント回路基板配置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのユニットがプラグ接続によって制御部又は測定電子機器に接続されており、該プラグ接続は、前記プリント回路基板配置の下側に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のプリント回路基板配置。
【請求項１３】
前記ユニットが、幾つかのアンテナ素子に接続されるか、又は、複数のアンテナ素子が、前記プリント回路基板配置上に正方形状に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のプリント回路基板配置。
【請求項１４】
各アンテナ素子が、送信機ユニットもしくは受信機ユニットのいずれかに接続され、かつ、任意の時刻に、信号が、前記送信機ユニットに接続された任意のアンテナ素子を介してのみ送信され得る、ことを特徴とする請求項１３に記載のプリント回路基板配置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の幾つかのプリント回路基板配置を備えるミリ波スキャナであって、
前記プリント回路基板配置は、各々、少なくとも一つのアンテナ素子を備え、該アンテナ素子の各々が共にアレイを形成しており、信号が、前記アレイ全体のうちのただ一つのアンテナ素子から送信されることができ、前記アレイ全体のうちの、受信機ユニットに接続された他の全てのアンテナ素子において、前記信号の反射を受信することができる、ことを特徴とするミリ波スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの部分的に組み込まれた送信機および／もしくは受信機部と、少なくとも一つのアンテナ素子とを備え、望ましくは、ミリ波の周波数範囲で動作するプリント回路基板配置に関する。
【０００２】
示された文脈において使用される可能性のあるプリント回路基板配置は、種々の送信機および／もしくは受信機部と対応するアンテナ素子との間の電気的接触を確立するのに役立ち、対応する送信機および／もしくは受信機部用の電力供給は、同時に確保されるべきである。本文脈においては、プリント回路基板配置は、システム全体ができるだけ小型に構成できるように、かつ、干渉放射線の望ましくない放射が最小限に低減されるように設計されるべきであり、全体として、配置の電磁波に関する干渉への抵抗性が同時に保証されなければならない。
【０００３】
少なくとも複数のアンテナ素子と、送信機および／もしくは受信機部とを備えるプリント回路基板は、ＥＰ  ２  １４４  ３２９  Ａ１より知られている。この文脈においては、各アンテナ素子はパッチアンテナとして構成され、パッチアンテナは、自体の下に配置された供給によってスロットを介して励起することができる。アンテナシステムは、ミリ波範囲で動作する。
【０００４】
ＥＰ  ２  １４４  ３２９  Ａ１の欠点は、プリント回路基板配置が、最高の周波数に適する排他的な基板を含み、それによって、プリント回路基板配置の構造を高価なものにしていることである。
【０００５】
本発明の目的は、したがって、よりコストのかからない方法で製造することができる、プリント回路基板配置とそれに関連するミリ波スキャナとを提供することである。      
【発明の概要】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴によるプリント回路基板配置と、請求項１８の特徴によるミリ波スキャナに関連して達成される。本発明に従うプリント回路基板配置のさらに有益な発展は、其々の請求項において、請求項に依存して、明示される。
【０００７】
本発明に従って、測定の正確性を増すために、種々の部分に対するあらゆる影響はできる限り低減されるように、高周波数部分は、低周波数部分および直流電流部分から分離される。同時に、プリント回路基板配置内の製造コストを低減するために、高周波数用に設計された基板のみが高周波数部分用に使用されるべきであって、低周波数部分もしくは直流電流部分用には、その範囲に対しての誘電特性が十分である基板が使用されるべきである。
【０００８】
本発明に従うプリント回路基板配置は、少なくとも一つの送信機および／もしくは受信機部（送信機ユニット、受信機ユニット、又は送受信機ユニット）と、少なくとも一つのアンテナ素子との間の電気的接触を確立するために使用され、少なくとも一つの送信機および／もしくは受信機部と少なくとも一つのアンテナ素子とは、プリント回路基板配置内に少なくとも部分的に組み込まれる。本文脈においては、プリント回路基板配置は、堅固な方法で、お互いに対して機械的に接続された種々のプリント回路基板を含み、プリント回路基板配置の第一部分は、少なくとも一つのプリント回路基板によって形成され、その基板は第一の材料から作成され、高周波数に対して適している。プリント回路基板配置の第二部分は、少なくとも一つのプリント回路基板によって形成され、その基板は、第一の材料とは異なる第二の材料で作成され、低周波数範囲および／もしくは直流電圧範囲用にさらに十分に適している。
【０００９】
本発明に従うプリント回路基板配置が種々のプリント回路基板を含み、プリント回路基板配置の第一部分の基板の材料が高周波数用に適しており、プリント回路基板配置の第二部分の基板の材料が低周波数および／もしくは直流電圧範囲用にさらに十分に適しており、双方の材料がお互いに異なる場合には、特に有益である。異なる基板の選択を通して、プリント回路基板配置は、顕著にさらにコストがかからない方法で最終的に製造することができ、低周波数範囲および／もしくは直流電圧範囲用の基板は、高周波数での用途に適切な基板よりもさらに顕著にコストがかからない。
【００１０】
さらには、プリント回路基板配置の両部分が、接地表面（接地面）によってお互いから分離される場合には、本発明に従うプリント回路基板配置によって利点が達成される。これによって、高周波数信号コンポーネントが低周波数範囲および／もしくは直流電圧範囲にカップリングするのを防止し、それによってテスト信号が誤って伝わるのを防止する。
【００１１】
少なくとも一つのアンテナ素子と少なくとも一つの送信機および／もしくは受信機部とが、プリント回路基板配置の第一部分に具現化される場合には、本発明に従うプリント回路基板配置によってさらなる利点が達成される。このことは、高周波数信号コンポーネントが、低周波数信号コンポーネント用に提供された部分において結合しない、例えば、干渉パルスのようにテスト信号上に重ならないことを保証する。
【００１２】
送信機および／もしくは受信機チップが、接地表面上に直接配置される場合には、このことが効率的な熱除去を保証するため、本発明に従うプリント回路基板配置のさらなる利点が達成される。
【００１３】
さらには、導電性カバーへと穿孔される、および／もしくは切削される、および／もしくはエッチングされるホーン素子が、少なくとも一つのアンテナ素子上のプリント回路基板配置へと堅固にねじ止めされる、および／もしくは接着される場合には、本発明に従うプリント回路基板配置によって利点が達成される。このようなホーン素子は、本文脈における少なくとも一つのアンテナ素子の指向性効果を増大させ、それによって電力消費を低減する。ホーン素子を導電性カバーへと組み込むことによって、望まない高周波数信号の放射を防ぎ、かつ、高周波数信号がプリント回路基板配置内で結合する可能性がないということを保証する。
【００１４】
さらには、ホーン素子用の凹部を除いて、導電性カバーの上部側面がダンピングマットで被覆される場合、ならびに／または、プリント回路基板配置の第一部分のホロウ（中空）キャビティ上の下部側面がダンピングマットで被覆される場合には、生じる定在波の振幅および／もしくは共鳴がダンピングマットによって低減するため、測定精度の増加につながり、本発明に従うプリント回路基板配置によって利点が達成される。
【００１５】
幾つかのスルーコンタクトがパッチアンテナ周囲に放射状に配置され、接地表面に向かってプリント回路基板配置の第一部分を貫通する場合には、本発明に従うプリント回路基板配置によってさらなる利点が達成される。これによって隣接するアンテナ素子および／もしくは送信機および／もしくは受信機部において、任意に結合する可能性のある電磁波が、プリント回路基板配置内に伝播しないことを保証する。
【００１６】
さらには、送信機および／もしくは受信機部が幾つかのアンテナ素子に接続され、かつ複数のアンテナ素子がプリント回路基板配置上の正方形内に配置される場合には特に利点を提供する。このような複数のアンテナ素子によって、十分に良好な空間解像度が達成される。
【００１７】
最後に、各々少なくとも一つのアンテナ素子を備える、幾つかのプリント回路基板配置がアレイとしてともに動作し、信号がアレイ全体のうちのただ一つのアンテナ素子から伝送することができ、この信号の反射がアレイ全体のうちの受信機素子に接続された他の全てのアンテナ素子で受信することができる場合には、本発明に従うプリント回路基板配置によって利点を提供する。幾つかのプリント回路基板配置を備えるシステムを形成するための、個々のプリント回路基板配置のこのような拡張によって、スキャンすることが可能な範囲は、非常に単純かつコストのかからない方法で拡大することができるか、またはスキャンされる範囲の解像度を増加させることができる。    
【図面の簡単な説明】
【００１８】
例示的な目的で、本発明の種々の例示的な実施形態は、図面を参照して以下に記述される。同一の目的物は、同一の参照番号で表される。図面中の対応する図面は、詳細には以下のとおりである。
【図１】ミリ波スキャナの動作の例示的な一実施形態の簡略化されたブロック回路図を示し、本発明に従うプリント回路基板配置へと組み込まれた送信機および／もしくは受信機部と少なくとも一つのアンテナ素子とを含む。
【図２】本発明に従うプリント回路基板配置を通る断面の例示的な一実施形態を示す。
【図３】本発明に従うプリント回路基板配置を通る断面の例示的な一実施形態を示し、少なくとも一つのアンテナ素子と、送信機および／もしくは受信機部とカバーとを含む。
【図４】カバーおよびアンテナ素子を備える、本発明に従うプリント回路基板配置の平面図の例示的な一実施形態を示す。
【図５】カバーが除去され、アンテナ素子と、送信機および／もしくは受信機素子とを備える、本発明に従うプリント回路基板配置の平面図の例示的な一実施形態を示す。
【図６】本発明に従うプリント回路基板配置第一部分内の第一のプリント回路基板の下部側面の平面図の例示的な一実施形態を示す。
【図７】本発明に従うプリント回路基板配置の第一部分内の第二のプリント回路基板の上部側面の平面図の例示的な一実施形態を示す。
【図８】カバーおよび複数のアンテナ素子を備える、本発明に従うプリント回路基板配置の平面図の例示的な一実施形態を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、ミリ波スキャナ２の動作に対する例示的な一実施形態の簡略化されたブロック回路図を示し、本発明に従うプリント回路基板配置１へと組み込まれた少なくとも一つの送信機および／もしくは受信機部３と、少なくとも一つのアンテナ素子４とを含む。ミリ波スキャナ２は、中央データ処理部５を含み、中央データ処理部５は、プロセッサおよび／もしくはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）および／もしくはデジタル信号プロセッサの形式で具現化される。少なくとも一つの記憶部６は、例えば、テストデータ、オペレーティングシステムおよびアプリケーションソフトウェアが格納されるが、中央データ処理部５に接続される。さらには、キーボードおよび／もしくはボタンもしくは各キーなどの操作構成要素７と、ネットワーク接続および／もしくはＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）接続などの種々のポート８もまた、中央データ処理部５へと接続される。
【００２０】
さらには、中央データ処理部５は、制御部９および電子テスタ１０へと接続される。制御部９および電子テスタ１０は、さらに、送信機および／もしくは受信機部３へと接続される。制御部９は、送信機および／もしくは受信機部３を制御し、例えば、オンおよび／もしくはオフへと切り替えることができる。さらには、制御部９は、いずれのアンテナ素子４が送信機および／もしくは受信機部３によって制御されるかを指定することもできる。電子テスタ１０は、必要な高周波数（無線周波数）信号を生成し、かつ、受信機部３を介して受信される中間周波数信号を評価するための全手段を含む。本文脈においては、送信機および／もしくは受信機部３は、一つ以上のアンテナ素子４へと接続される。ミリ波スキャナ２は、一つ以上の送信機および／もしくは受信機部３を含む可能性があり、送信機および／もしくは受信機部３は、さらに、制御部９および電子テスタ１０へと接続される。全ての接続は、あるいは、データパケットもしくはアナログテスト信号を伝送できるような導電性接続である。
【００２１】
ミリ波スキャナ２は、望ましくは、約８０ＧＨｚの周波数範囲で動作する。このような周波数は、望ましくは、電子テスタ１０においては直接生成されず、少なくとも一つの組み込まれたミキサ部によって、送信機および／もしくは受信機部３において生成される。本文脈においては、電子テスタ１０は、望ましくは、約２０ＧＨｚの周波数の信号を提供し、その信号は、送信機および／もしくは受信機部３内で４倍にされる。ミリ波スキャナ２は、例えば、人もしくは物をより正確に解析するために使用することができる。
【００２２】
以下の部分で、如何にして、約８０ＧＨｚの周波数範囲へと４倍にされた信号が、可能性のある最もコストのかからない手段を使用して、送信機および／もしくは受信機部３からアンテナ素子４へと効率的に伝送できるかという問題を考える。
【００２３】
この目的のために、図２は、本発明に従うプリント回路基板配置１を通る断面の例示的な一実施形態を示す。図２の例示的な実施形態においては、本発明に従うプリント回路基板配置１は、二つの部分を含む。例示的な実施形態における第一の部分２０は、個々の二つのプリント回路基板２１および２２を含む。二つのプリント回路基板２１および２２は、基板２１３および２２３を含み、高周波数に適した特性である。ミリ波範囲における周波数に対しては、通常、セラミックが基板材料として使用される。なぜなら、ストリップ導体は、基板材料の上で高精度に処理することができるからである。しかしながら、以下の部分において説明されるように、本発明に従うプリント回路基板配置１の構造は、ミリ波スキャナ２を動作させるために、高周波数用に適した他の基板材料の使用をも可能にする。例示的な目的で、プリント回路基板配置１の第一部分２０の個々のプリント回路基板２１および２２のうちの高周波数適合性基板２１３および２２３には、Ｒｏｇｅｒｓによって製造された基板４３５０Ｂを使用することができる。この基板の誘電特性は、高周波数用途に対して好都合である。
【００２４】
プリント回路基板２１の上部層２１１は、望ましくは部分的に金めっきされた銅を含む。この部分的に金めっきされた銅は、高周波数の電磁波がそれほど強く減衰せず、かつ、この層を結合線を介して接続することができるという利点を提供する。対照的に、プリント回路基板配置１の第一部分２０のプリント回路基板２１の下部層２１２は、一般的な銅を含む。本文脈においては、この層の厚さは、従来の範囲内で配置される。
【００２５】
プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２は、望ましくは、その上部層２２１内に部分的に金めっきされた銅を含む。プリント回路基板２２の下部層２２２は、一般的な銅の層を含み、銅の層は、他の銅の層と比較して非常に厚い。実験は、例えば、約１００μｍよりも厚い銅の層が、熱伝達に関して良好な結果を達成することを示している。この層は、接地表面２２２でもあり、後に説明されるように、低周波数範囲および直流電圧範囲から高周波数範囲を其々分離する。
【００２６】
プリント回路基板配置１の第一部分２０の二つのプリント回路基板２１および２２は、接着層２３を介して、堅固な方法でお互いに機械的に接続される。この接続は、二つのプリント回路基板２１および２２を互いにさらに押し付けることによって強固なものにされる。この接着層２３は、高周波数電磁波に関して好都合な特性をも提供しなければならない。例えば、Ｒｏｇｅｒｓによって製造された材料４４５０Ｂはこの層に使用することができる。
【００２７】
基板２１３、２２３が高周波数電磁波をそれほど強くは減衰させない材料から作成されたプリント回路基板配置１の第一部分２０に沿って、低周波数および直流電圧のみに適し、高周波数用に使用することはできないプリント回路基板２５および２６は、プリント回路基板配置１の第二部分２４用に使用される。図２による例示的な実施形態においては、プリント回路基板配置１の第二部分２４は、プリント回路基板配置１の第一部分２０と同一の方法で、二つのプリント回路基板２５および２６から作成される。双方のプリント回路基板２５および２６は、同一の方法で構造化される。プリント回路基板２５の上部層２５１およびプリント回路基板２６の上部層２６１は、プリント回路基板２５の下部層２５２およびプリント回路基板２６の下部層２６２と同様に、標準的な厚さの銅から作成される。コストのかからないＦＲ４材料が、プリント回路基板２５および２６用に使用することができる。これらの材料もしくはそれぞれの基板は、高周波数用に適してはいない。なぜなら、誘電損失が高周波数を非常に強く減衰させるからである。
【００２８】
中間層２７は、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２と、第二部分２４の第一のプリント回路基板２５との間に配置される。このような中間層２８は、プリント回路基板配置１の第二部分２４の第一のプリント回路基板２５と第二のプリント回路基板２６との間にもまた配置される。双方の中間層２７および２８は、プリプレグ（予備含浸ファイバ）で作成することができる。これらの中間層２７および２８もまた、高周波数用には適していない。本文脈においては、本発明に従うプリント回路基板配置１の図２に示された層システムは、数ミリメートルの厚さにまで圧縮される。
【００２９】
種々のスルーコンタクトもまた、図２において、例示的な目的で図示される。第一のスルーコンタクト２９は、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２へと、第一のプリント回路基板２１を接続する。さらなるスルーコンタクト３０は、第二の部分２４へと、プリント回路基板配置１の第一部分２０を接続する。プリント回路基板配置１の第二部分２４のプリント回路基板２５および２６のみをお互いに対して接続するスルーコンタクト３１もまた提供される。さらには、表面に到達しないスルーコンタクト（埋込みビア）もまた使用することができる。しかしながら、最小数のスルーコンタクトが、プリント回路基板配置１の第二部分２４へとプリント回路基板配置１の第一部分２０を接続することに留意すべきである。なぜなら、プリント回路基板配置１の第一部分２０のプリント回路基板２２の厚い接地表面２２２の遮蔽効果が結果として低減されるからである。
【００３０】
図３は、本発明に従うプリント回路基板配置１を通る断面の例示的な一実施形態を示し、プリント回路基板配置１は、少なくとも一つのアンテナ素子４と、送信機および／もしくは受信機部３と、カバー４０とを含む。図３のプリント回路基板配置１の基本的な構造は、図２によるプリント回路基板配置１の構造に実質的に対応する。図３においては、プリント回路基板配置１は、第一部分２０および第二部分２４をも含み、各部分２０および２４もまた、其々、二つのプリント回路基板２１および２２と、２５および２６とを含む。図３においては、第一部分２０のプリント回路基板２１、２２もまた、高周波数用に適しているが、一方、第二部分２４のプリント回路基板２５、２６は、高周波数には適しておらず、低周波数用に適している。本発明に従うプリント回路基板配置１は、これらの異なるプリント回路基板２１、２２および２５、２６を接着する、および／もしくは圧縮することによって製造され、基板内で異なる材料を使用することによって、プリント回路基板配置１の非常に好都合な製造が可能となる。
【００３１】
図３による例示的な実施形態におけるプリント回路基板配置１は、少なくとも一つのアンテナ素子４と、送信機および／もしくは受信機チップ３として具現化される、少なくとも一つの送信機および／もしくは受信機部３とをさらに含む。少なくとも一つのアンテナ素子４と、少なくとも一つの送信機および／もしくは受信機部３もまた、本文脈においては、プリント回路基板配置１の第一部分２０に具現化される。
【００３２】
少なくとも一つのアンテナ素子４は、望ましくは、励起されたパッチアンテナ４１である。このパッチアンテナ４１は、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第一のプリント回路基板２１の上部層２１１に組み込まれる。これは、望ましくはエッチングプロセスもしくはミリングプロセスを介して実現される。パッチアンテナ４１は、ミリ波スキャナ２の必要な周波数範囲において共鳴するように、大体の寸法で形成される。既に説明されたように、パッチアンテナ４１は、望ましくは、部分的に金めっきされた銅を含む。少なくとも一つのスロット４２が、プリント回路基板配置１の第一部分の第一のプリント回路基板２１の下部層２１２に具現化される。パッチアンテナ４１は、望ましくは、共平面（コプラナー）ツインストリップライン４３によって、スロット４２を介して励起される。後に説明されるように、この共平面ツインストリップライン４３は、その終端をダイポールへと結合する。共平面ツインストリップライン４３は、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２の上部層２２１へと、エッチングプロセスもしくはミリングプロセスを介して組み込まれる。共平面ツインストリップライン４３の他に、他のタイプのラインもまた、パッチアンテナ４１を励起するために使用することができる。
【００３３】
第二のプリント回路基板２２の上部層２２１に組み込まれ、部分的に金めっきされた銅から作成される、共平面ツインストリップライン４３は、結合線４４１を介して、送信機および／もしくは受信機部３へと電気的に接続される。送信機および／もしくは受信機部３は、少なくとも一つのさらなる結合線４４２を介して、プリント回路基板配置１の第一部分２０のプリント回路基板２２の上部層２２１上のさらなるストリップ導体へと電気的に接続される。プリント回路基板配置１のプリント回路基板２５および２６と、第二部分２４と送信機および／もしくは受信機部３との間の接続は、その後、この少なくとも一つの結合線４４２およびスルーコンタクト３０によって、確立することができる。
【００３４】
さらには、ホロウキャビティ（中空穴）４５が、プリント回路基板配置１へと切削されるか、または穴を開けられることが明らかである。このホロウキャビティ４５は、望ましくはＴ形状として形成される。このＴ形状ホロウキャビティ４５内で、プリント回路基板２１および接着性接続２３は完全に除去される。プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２の上部層２２１および基板２２３は、ホロウキャビティ４５内の任意の領域上でさらに除去されるが、その領域は非常に大きいため、送信機および／もしくは受信機部３は、難なく厚い接地表面２２２へと導入し、取付け（特に接着）することができる。厚い接地表面２２２は、第二のプリント回路基板２２の下部層２２２のこともまた表している。このことは、送信機および／もしくは受信機部３もしくは、送信機および／もしくは受信機チップ３が、其々、熱除去を改善するために、包囲された接地表面２２２上に直接配置されることを意味している。
【００３５】
さらには、プリント回路基板配置１は、カバー４０をも含む可能性がある。このカバー４０は、望ましくは、固体の導電性材料から作成され、望ましくはさらに金めっきされる。カバー４０は、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第一のプリント回路基板２１の上部層２１１上に直接配置され、ねじ接続４６で堅固な方法で上部層２１１へと機械的に接続される。
【００３６】
このねじ接続４６をしっかりと締めることによって、上部層２１１は、カバー４０へと導電性を有するように接続されることを保証し、それは、上部層２１１とカバー４０の双方が部分的に金めっきされることによってさらに容易にされる。カバー４０もまた、円錐形状の凹部を提供し、それは、以下ではホーン素子４７と称される。ホーン素子４７は、導電性カバー４０へと導入され（特に、穿孔されるか、切削されるか、および／もしくはエッチングされ）る。図３に示されるように、ホーン素子４７は、少なくとも一つのアンテナ素子４の真上に配置される。このことは、パッチアンテナ４１から放射される電磁界が、与えられた指向特性に基づくことを意味する。
【００３７】
導電性カバー４０が、少なくとも一つのアンテナ素子４を除いて、プリント回路基板配置１の第一部分２０の上部層２１１の全体を被覆することは明白である。このことは、少なくとも一つのアンテナ素子４の他には電磁界が放射されず、その代わりに、外部からプリント回路基板配置１へと干渉放射が結合することができないことを保証する。
【００３８】
さらには、導電性カバーの上部側面もまた、望ましくは、ホーン素子４７用の凹部を除いて、ダンピングマット４８によって、完全に被覆されることが明白である。この事実は、明瞭に表示するために図３においては図示されていない。プリント回路基板配置１の第一部分２０におけるホロウキャビティ４５上に配置された、導電性カバー４０の下部側面もまた、ダンピングマット４８によって被覆される可能性がある。このことによって、定在波の振幅の減少を達成する。
【００３９】
少なくとも一つのアンテナ素子４は、一種のケージ（かご）の内に配置されることもまた明白である。一方、このケージは、スルーコンタクト２９１から２９ｎと、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２の厚い接地表面２２２もしくは下部表面２２２を其々含む。さらに、このケージは、導電性カバー４０へと続いていく。図面中の他の図に関連して後に説明されるように、スルーコンタクト２９１から２９ｎは、プリント回路基板構造１内にアンテナ素子４の電磁波が伝播することを防止するのに役立つ。厚い接地表面２２２もまた、共平面ツインストリップライン４３から放射された電磁波がスロット４２の方向、もしくはパッチアンテナ４１の方向へと其々反射することを保証する。本文脈においては、厚い接地表面２２２のために、プリント回路基板配置１の第一部分２０へと割り当てることができる高周波数部分が、プリント回路基板配置１の第二部分２４へと割り当てることができる低周波数部分から完全に分離されることもまた、明らかである。
【００４０】
プリント回路基板配置１の第二部分２４におけるプリント回路基板２５および２６の種々の接地層２５１、２５２、２６１および２６２は、スルーコンタクト３１１、３１２および３１３を介してお互いに接続される。対照的に、プリント回路基板配置１を制御部９もしくは電子テスタ１０へと接続することができるプラグ接続が、第二のプリント回路基板２６の上部側面上に取り付けることもできることは、図３には図示されていない。
【００４１】
図４は、カバー４０およびアンテナ素子４を備える、本発明に従うプリント回路基板配置１の平面図の例示的な一実施形態を示す。ダンピングマット４８が明らかであり、図示の明瞭性を改善するために、ダンピングマット４８は、ホーン素子４７用の凹部を除いて、カバー４０の全体を包囲していない。プリント回路基板配置１へとカバー４０を機械的に堅固に、かつ、導電性を有する方法で接続する、ねじ接続４６もまた図示される。同様に、パッチアンテナ４１およびプリント回路基板配置１の第一部分２０の第一のプリント回路基板２１の上部層２１１の一部を、この平面図において確認することが可能である。上部層２１１の一部は、プリント回路基板２１の下部基板２１３を露出するように、エッチングプロセスもしくはミリングプロセスによって除去される。例えば、送信機および／もしくは受信機部３へと高周波数信号を供給することができる同軸プラグ５１は、さらに、右手側に見出すことができる。
【００４２】
図５は、カバー４０が除去され、アンテナ素子４および送信機および／もしくは受信機部３を備える、本発明に従うプリント回路基板配置１の平面図の例示的な一実施形態を示す。スルーコンタクト２９１から２９ｎが、図５には明らかである。既に説明されたように、接地基準へとできるだけ良好にホーン素子４７を接続するため、これらのスルーコンタクト２９１から２９ｎが使用され、一方、同時に、スルーコンタクト２９１から２９ｎは、アンテナ素子４から放射される電磁波のプリント回路基板配置１内における伝播を防止する目的を果たす。これらのスルーコンタクト２９１から２９ｎのうちの幾つかがパッチアンテナ４１の周囲に放射状に配置されること、ならびに、これらのスルーコンタクト２９１から２９ｎが、包囲された厚い接地表面２２２に向かって、プリント回路基板配置１の第一部分２０を貫通することもまた、図示されている。図５による例示的な実施形態においては、第一のプリント回路基板２１の上部層２１１は、大きくエッチングされるか、またはミリングされる。しかしながら、第一のプリント回路基板２１の上部層２１１は、パッチアンテナ４１および送信機および／もしくは受信機部３の周囲の領域を除いて、完全に基板２１３を被覆することが可能である。
【００４３】
送信機および／もしくは受信機部３が組み込まれる、切削されたおよび／もしくは穴が開けられたホロウキャビティ４５もまた、明らかである。送信機および／もしくは受信機部３が送信機および／もしくは受信機チップ３の形式で実現され、厚い接地表面２２２上に配置される、ならびに／または厚い接地表面２２２へと堅固に取り付けられることもまた示されている。図５の平面図においては、厚い接地表面２２２も、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２の基板２２３によって包囲される。パッチアンテナ４１の励起用に使用される共平面ツインストリップライン４３は、第二の基板２２３上に配置されることが明らかである。さらには、電力供給用、もしくは送信機および／もしくは受信機部３の制御用に使用されるか、または、それによって中間周波数信号が電子テスタ１０へと伝送されるさらなるストリップ導体もまた、この基板２２３上に配置される。それによって、例えば外部から供給される高周波数信号が送信機および／もしくは受信機部３へと伝送される、別のストリップ導体５４もまた明らかである。
【００４４】
図６は、本発明に従うプリント回路基板配置１の第一部分２０内の第一のプリント回路基板２１の下部層２１２の平面図の例示的な一実施形態を示す。プリント回路基板配置１の第一部分２０における二つのプリント回路基板２１および２２の機械的に安定な接続を達成する、接着性接続２３が明らかである。銅で作成される第一のプリント回路基板２１の下部層２１２は、微細領域としてのみ具現化されるが、これは、接着性接続２３の層全体にわたる可能性もある。例示的な本実施形態においては、二つの長方形スロット例えば、４２１、４２２がこの下部層２１２内に形成される。平面図においては、銅の下部層２１２におけるこれらの二つのスロット形状の凹部によって、下部層２１２の下に配置された接着性層２３を見ることが可能になる。スルーコンタクト２９１から２９ｎもまた明らかである。図５にあるように、対応する接続ライン、例えば共平面ツインストリップライン４３を備える送信機および／もしくは受信機部３もまた、図６に図示されている。ここでもまた、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２の下部層２２２を同時に形成する、厚い接地表面２２２もまた明らかである。
【００４５】
図７は、本発明に従うプリント回路基板配置１の第一部分２０内の第二のプリント回路基板２２の上部層２２１の平面図の例示的な一実施形態を示す。その終端をダイポールへと結合する、金めっきされた共平面ツインストリップライン４３と、その下に配置された基板２２３が明らかである。スルーコンタクト２９１から２９ｎもまた明らかであり、共平面ツインストリップライン４３の供給領域にはスルーコンタクトが存在しないという点が特に好都合である。第二のプリント回路基板２２の下部層２２２をも形成する、基板２２３の下に配置された厚い接地表面２２２は、共平面ツインストリップライン４３のダイポールを介して伝送される電磁界が、パッチアンテナ４１へ向かう方向へ反射されることを保証する。既に説明されたように、スルーコンタクト２９１から２９ｎは、プリント回路基板配置１内で測定エラーを引き起こす電磁界が伝播しないことを保証する。
【００４６】
さらには、スルーコンタクト３０に電気的に接続され、かつ、プリント回路基板配置１の第二部分２４へと送信機および／もしくは受信機部３を接続するストリップ導体５３が明らかである。送信機および／もしくは受信機部３を同軸プラグ５１へと接続するストリップ導体５４もまた明らかである。既に説明されたように、所望の周波数まで送信機および／もしくは受信機部３内でその後混合される高周波数信号は、同軸プラグ５１を介して外部から供給することができる。送信機および／もしくは受信機部３は、好都合な熱伝達抵抗性を達成するために、厚い接地表面２２２上に接着される。送信機および／もしくは受信機部３は、金めっきされた端子コンタクト５５をさらに含み、金めっきされた端子コンタクト５５も、プリント回路基板配置１の第一部分２０の第二のプリント回路基板２２の上部層２２１上の対応するストリップ導体へと、結合線４４１および４４２を介して電気的に接続される。
【００４７】
図８は、カバー４０および複数のアンテナ素子４を備える、本発明に従うプリント回路基板配置１の平面図のさらなる例示的な一実施形態を示す。図８の例示的な実施形態においては、ダンピングマット４８が、アンテナ素子４の間の領域に具現化される。ホーン素子４７が穿孔されるか、切削される、ならびに／またはエッチングされる堅いカバー４０が明らかである。本文脈においては、この複数のアンテナ素子４は、プリント回路基板配置１上の正方形内に配置される。各アンテナ素子４は、望ましくは、送信機部もしくは受信機部のいずれかに接続される。
【００４８】
各場合においては、例えば、領域６０に配置された４つのアンテナ素子４が、各々、送信機部に接続され、一方、同様に、例えば、領域６０内に配置されていない４つのアンテナ素子４が各々、受信機部に接続される。本文脈においては、制御部９は、送信機部に接続された唯一つのアンテナ素子４が、各時刻に電磁波を送信し、同時に、受信機部に接続されたアンテナ素子４によって受信された電磁波が電子テスタ１０によって評価されることを指定することができる。次のステップにおいては、同一の手順が送信機部に同様に接続された別のアンテナ素子４に対して繰り返される。この目的のために、全てのパッチアンテナ４１が望ましくは、同一の方向に配向される。
【００４９】
各場合において少なくとも一つのアンテナ素子４を備える図８に示されたプリント回路基板配置１の幾つかは、アレイ（アンテナの集合）として、ともに動作することができることは特に有益である。したがって、アレイ全体のうちのただ一つのアンテナ素子４が、任意の時刻に信号を伝送し、受信機部に接続された同一のアレイのうちの他の全てのアンテナ素子４は、この信号の反射を任意で受信し、その信号はその後、電子テスタ１０によって評価もされる。幾つかのプリント回路基板配置１のこの特に好都合な相互接続の結果として、プリント回路基板配置１の空間的位置を変化させる必要なく、広範な空間領域を調査することが可能である。
【００５０】
同軸プラグ５１および５２を介して供給される高周波数信号は、例えば、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎスプリッタを介して分配し、異なる送信機および受信機部へと伝送することができる。本発明の範囲内で、記述された、および／もしくは示された全ての特徴は、必要に応じてお互いに組み合わせることができる。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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