ES2297266T3 - Conjunto de antena de ranura en tecnica ltcc. - Google Patents
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Abstract
Disposición de antena planar en un detector radar para detectar objetos en la zona del entorno de un vehículo de motor, con una multitud de conductos de alimentación de microtiras (18) y una multitud de ventanillas de acoplamiento (20) para irradiar la energía de microondas en el espacio libre, en donde los conductos de alimentación (18) y las ventanillas de acoplamiento (20) están configuradas en un sustrato de cerámica multicapa (10) en técnica de capa gruesa LTCC con una capa de masa superior (12) y una inferior, y en donde los conductos de alimentación (18) y las ventanillas de acoplamiento (20) están encapsulados por chapeados (14) desde la capa de masa superior a la inferior, caracterizada porque cada ventanilla de acoplamiento (20) está confinada por una disposición de chapeados (36, 38) en dos filas, en donde las dos filas de disposición están orientadas una con relación a la otra o dispuestas alternadas mutuamente.
Description
Conjunto de antena de ranura en técnica
LTCC.
La invención se refiere a una disposición de
antena planar en un detector radar para detectar objetos en la zona
del entorno de un vehículo de motor conforme al preámbulo de la
reivindicación 1. Se conoce una disposición de antena de este tipo
del documento US-B1-6492 949.
Del documento EP 0685 930 A1 se conoce fijar un
detector radar con un soporte a un vehículo, para por ejemplo
determinar la distancia a y la velocidad relativa de un vehículo que
circula por delante. El detector radar allí descrito contiene un
oscilador, un mezclador, un amplificador, una disposición de antena
para enviar y recibir radiación de microondas y un receptor con una
electrónica de valoración. Una carcasa ventajosa para un detector
radar de este tipo se ha publicado por ejemplo en el documento DE
199 04 303 A1.
La invención se ha impuesto la tarea de indicar
una disposición de antena de la clase citada al comienzo, que pueda
representarse en tecnología LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics)
y que consiga un buen grado de eficacia de antena con una
estructura planar. Esta tarea es resuelta mediante las
particularidades indicadas en la reivindicación 1. En las
reivindicaciones subordinadas se caracterizan configuraciones y
perfeccionamientos ventajosos de la invención.
La invención se basa con ello en la observación
de que al estructurar la disposición de antena en técnica de capa
gruesa LTCC no son posibles orificios o cavidades. También se
dificulta un desprendimiento de ondas en la dirección del espacio
libre, a causa de la elevada constante dieléctrica. En lugar de ello
la energía de microondas vagabundea en la cerámica.
Los conductos de alimentación y las ventanillas
de acoplamiento están configurados en un sustrato cerámico
multicapa, mediante técnica de capa gruesa LTCC, con una capa de
masa superior y una inferior, y los conductos de alimentación y las
ventanillas de acoplamiento están encapsulados mediante chapeado
desde la capa de masa superior a la inferior. Por medio de esto se
asegura que la energía de microondas no pueda irradiarse en el
circuito restante.
Según la reivindicación 2 puede estar previsto
ventajosamente que el conducto de alimentación y las ventanillas de
acoplamiento estén circundados a una distancia fijada por chapeados,
en donde la distancia es menor que un valor de distancia crítico en
el que se configuran modos de conductor hueco. Mediante este
apantallamiento por así decirlo se cierran con clavos los conductos
para la radiación.
Según la medida de la reivindicación 3 la
distancia fijada está con preferencia dentro de un margen de
aproximadamente 0,01 *, hasta aproximadamente 0,1 *\lambda, en
donde \lambda representa la longitud de onda de la radiación de
microondas irradiada.
Según la medida de la reivindicación 5, la
distancia entre las ventanillas de acoplamiento y el extremo del
resonador es fundamentalmente de (2n-1)
*\lambda/4, en donde \lambda representa la longitud de onda de
la radiación de microondas irradiada y n un número natural. En el
caso más sencillo la distancia entre las ventanillas de
acoplamiento y el extremo del resonador es aproximadamente de
\lambda/4, de forma correspondiente n= 1.
Conforme a la reivindicación 6, la distancia
entre las ventanillas de acoplamiento y la pared trasera es
fundamentalmente de 2n *\lambda/4, en donde \lambda representa
la longitud de onda de la radiación de microondas irradiada y n un
número natural. En el caso más sencillo la distancia entre las
ventanillas de acoplamiento y la pared trasera es aproximadamente
de \lambda/2, de forma correspondiente n= 1.
En la configuración ventajosa conforme a la
reivindicación 7 está previsto que los chapeados confinen las
ventanillas de acoplamiento a lo largo de una línea periférica
fundamentalmente rectangular. La distancia entre las ventanillas de
acoplamiento y la arista de los chapeados perpendicularmente a la
dirección de ventanilla es con ello fundamentalmente de 2n
*\lambda/4, en donde \lambda representa la longitud de onda de
la radiación de microondas irradiada y n un número natural. También
aquí en el caso más sencillo la distancia es aproximadamente de
\lambda/2, de forma correspondiente n= 1.
Una transmisión especialmente elevada de la
energía a la ventanilla completa se consigue mediante la medida de
la reivindicación 8, según la cual los chapeados confinan las
ventanillas de acoplamiento a lo largo de una línea periférica
ensanchada en el centro de la ventanilla. Con ello la distancia en
el centro es algo mayor que 2n *\lambda/4 y por fuera del centro
algo menor que 2n *\lambda/4. También aquí \lambda representa
la longitud de onda de la radiación de microondas irradiada y n un
número natural.
Para reflejar la energía que vagabundea
lateralmente de vuelta sobre las ventanillas de acoplamiento, se ha
previsto conforme a la reivindicación 9 que los chapeados confinen
las ventanillas de acoplamiento a lo largo de una línea periférica
con esquinas redondeadas.
Para aumentar la acción de bloqueo pueden estar
previstas, conforme a la reivindicación 10, dos filas de chapeados
a la distancia de media longitud de onda.
En total las formas de ejecución conforme a la
invención ofrecen una estructura totalmente planar de la disposición
de antena sin una necesidad de orificios o cavidades, una
materialización sencilla y económica en tecnología LTCC, un
apantallamiento completo de otras partes de circuito y la
recuperación de campos dispersos. Por medio de esto se aumenta la
potencia radiada y de este modo también el grado de eficacia de las
antenas.
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A continuación se explican con más detalle
ejemplos de ejecución de la invención con base en los dibujos. Aquí
muestran
la figura 1 una vista en planta sobre una
disposición de antena planar (la ejecución de la figura 1 sirve
para el entendimiento y no es objeto de la invención);
la figura 2 en (a) a (d) variantes del
apantallamiento de las ventanillas de acoplamiento para un conjunto
de antena con cuatro elementos (la ejecución de la figura 2a sirve
para entender y no es objeto de la invención);
la figura 3 en (a) a (f) variantes de
disposición ventajosas para los chapeados con dimensiones
especialmente compactas (las ejecuciones de las figuras 3a y 3b
sirven para el entendimiento y no son objeto de la invención);
la figura 4 en (a) a (f) variantes de
disposición ventajosas para los chapeados con ganancia especialmente
elevada (las ejecuciones de las figuras 4a y 4b sirven para el
entendimiento y no son objeto de la invención).
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La figura 1 muestra una vista en planta sobre
una disposición de antena 100 planar según un ejemplo de ejecución
de la invención. La disposición de antena 100 presenta un sustrato
LTCC 10 con una capa de masa superior 12 y una capa de masa
inferior no visible en la representación de la figura 1. Una
multitud de chapeados rectangulares 14 une la capa de masa superior
a la inferior.
La disposición de antena 100 contiene además una
red de alimentación de microcinta 16, que en el ejemplo de
ejecución alimenta cuatro conductos de alimentación 18 enterrados,
que en cada caso conducen a una de entre cuatro ventanillas de
acoplamiento 20 para desacoplar la radiación de microondas en el
espacio libre. Entre los conductos de alimentación 18 y el valor de
red de alimentación 16 están dispuestas cuatro guías de ondas 22
coplanares en el sustrato LTCC 10. En el ejemplo de ejecución de la
figura 1 confinan los chapeados 14 las ventanillas de acoplamiento
20 en la dirección de ventanilla a una distancia 24 de
aproximadamente \lambda/2, y perpendicularmente a la dirección de
ventanilla a distancias 26 y 28 de aproximadamente 0,8 *\lambda/2
ó 1,3 *\lambda/2.
La figura 2 muestra diferentes variantes del
apantallamiento mediante los chapeados para un conjunto de antena
con cuatro elementos. En la figura 2(a) las ventanillas de
acoplamiento están confinadas por una disposición de una fila de
chapeados 30 en forma de un rectángulo. Con ello la distancia 32
entre las ventanillas de acoplamiento 20 y los chapeados en la
dirección de ventanilla es de aproximadamente 0,1 *\lambda/2. La
distancia 34 entre la fila de chapeados superior y la inferior es
aproximadamente de una longitud de onda.
La figura 2(b) muestra una forma de
ejecución alternativa, en la que las ventanillas de acoplamiento 20
están confinadas por disposiciones de chapeados 26 en dos filas a
unas distancias invariables respecto a la figura 2(a). Las
dos filas de chapeados están con ello orientadas una con relación a
la otra, es decir, una paralela en la dirección de ventanilla
incide sobre ambas o sobre ninguna de las filas de chapeados. Una
disposición igualmente posible y alternada mutuamente de las filas
de chapeados 38 se muestra en las figuras 2(c) y 2(d).
Mientras que la configuración de la figura 2(c) está
optimizada a las dimensiones más compactas, los cuatro elementos
del conjunto están distribuidos en la figura 2(d) por toda la
anchura del circuito B.
En las figuras 3 y 4 se han representado otras
variantes de disposición ventajosas para los chapeados. En el caso
de las estructuras de la figura 3 se ha dado valor con ello en cada
caso a la dimensión más compacta, mientras que las estructuras de
la figura 4 están optimizadas a la ganancia máxima.
Las figuras 3(a) y 4(a), que no
son objeto de la invención, muestran, de forma similar a la figura
2(a) en cada caso una disposición en la que las ventanillas
de acoplamiento 20 están confinadas por una disposición de una fila
de chapeados 40 en forma de un rectángulo. La distancia entre las
ventanillas de acoplamiento 20 y la arista de los chapeados 40
perpendicularmente a la dirección de ventanilla es con ello
aproximadamente de \lambda/2.
En la variante de la figura 3(b) o
4(b), que no es objeto de la invención, las ventanillas de
acoplamiento 20 están confinadas por los chapeados 42 a lo largo de
una línea periférica ensanchada en el centro de ventanilla. La
distancia entre la ventanilla de acoplamiento 20 y la arista de los
chapeados 42 es con ello en el centro de la ventanilla algo mayor
que \lambda/2 y por fuera del centro algo menor que \lambda/2.
Por medio de esto se obtiene una integración muy buena de la
energía sobre toda la ventanilla de acoplamiento 20.
Las estructuras de las figuras 3(c) o
4(c) y 3(d) o 4(d) están formadas de forma
análoga a las estructuras de la figura 3(a) o 4(a) y
3(b) o 4(b), en donde la disposición de una fila se ha
sustituido por una disposición de doble fila de los chapeados 44 ó
46.
Las variantes según la figura 3(e) y
4(e) incluyen la energía situada en las esquinas exteriores.
Mediante las esquinas redondeadas de la línea periférica de las
disposiciones de chapeados 48 se refleja de vuelta la energía que
vagabundea lateralmente a la ventanilla de acoplamiento 20 y se
utiliza.
Las disposiciones de chapeados 50 de las
estructuras según las figuras 3(f) y 4(f) combinan las
ventajas de la línea periférica ensanchada en el centro según la
figura 3(d) o 4(d) con la guía de esquina redondeada
de la figura 3(e) o 4(e) y conducen a un grado de
eficacia especialmente bueno de las antenas.
Aunque la invención se ha mostrado y descrito en
especial con referencia a un ejemplo de ejecución preferido, el
técnico entiende que pueden hacerse modificaciones en configuración
y detalles sin desviarse de la idea y del ámbito de la invención.
De forma correspondiente el manifiesto de la presente invención no
debe ser limitativo. En lugar de ello el manifiesto de la presente
invención pretende ilustrar el ámbito de la invención, que se ha
expuesto en las siguientes reivindicaciones.
Claims (9)
1. Disposición de antena planar en un detector
radar para detectar objetos en la zona del entorno de un vehículo
de motor, con una multitud de conductos de alimentación de
microtiras (18) y una multitud de ventanillas de acoplamiento (20)
para irradiar la energía de microondas en el espacio libre, en donde
los conductos de alimentación (18) y las ventanillas de
acoplamiento (20) están configuradas en un sustrato de cerámica
multicapa (10) en técnica de capa gruesa LTCC con una capa de masa
superior (12) y una inferior, y en donde los conductos de
alimentación (18) y las ventanillas de acoplamiento (20) están
encapsulados por chapeados (14) desde la capa de masa superior a la
inferior, caracterizada porque cada ventanilla de
acoplamiento (20) está confinada por una disposición de chapeados
(36, 38) en dos filas, en donde las dos filas de disposición están
orientadas una con relación a la otra o dispuestas alternadas
mutuamente.
2. Disposición de antena según la reivindicación
1, caracterizada porque los conductos de alimentación (18) y
las ventanillas de acoplamiento (20) están circundados a una
distancia fijada por chapeados (14), en donde la distancia es menor
que un valor de distancia crítico en el que se configuran modos de
conductor hueco.
3. Disposición de antena según la reivindicación
2, caracterizada porque la distancia fijada está dentro de
un margen de aproximadamente 0,01 *\lambda hasta aproximadamente
0,1 *\lambda, en donde \lambda representa la longitud de onda
de la radiación de microondas irradiada.
4. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
distancia entre las ventanillas de acoplamiento (20) y el extremo
del resonador es fundamentalmente de (2n-1)
*\lambda/4, en donde \lambda representa la longitud de onda de
la radiación de microondas irradiada y n un número natural.
5. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
distancia entre las ventanillas de acoplamiento (20) y la pared
trasera es fundamentalmente de 2n *\lambda/4, en donde \lambda
representa la longitud de onda de la radiación de microondas
irradiada y n un número natural.
6. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
chapeados (36, 38) confinan las ventanillas de acoplamiento (20) a
lo largo de una línea periférica fundamentalmente rectangular, en
donde la distancia entre las ventanillas de acoplamiento (20) y la
arista de los chapeados (36, 38) perpendicularmente a la dirección
de ventanilla es con ello fundamentalmente de 2n *\lambda/4, en
donde \lambda representa la longitud de onda de la radiación de
microondas irradiada y n un número natural.
7. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
chapeados (46) confinan las ventanillas de acoplamiento (20) a lo
largo de una línea periférica ensanchada en el centro de la
ventanilla, en donde la distancia en el centro de la ventanilla es
mayor que 2n *\lambda/4 y por fuera del centro menor que 2n
*\lambda/4, en donde \lambda representa la longitud de onda de
la radiación de microondas irradiada y n un número natural.
8. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
chapeados (48, 50) confinan las ventanillas de acoplamiento (20) a
lo largo de una línea periférica con esquinas redondeadas.
9. Disposición de antena según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están
previstas dos filas de chapeados a la distancia de media longitud
de onda.
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