CN217062524U - 微波毫米波宽带微带阵列天线 - Google Patents
微波毫米波宽带微带阵列天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217062524U CN217062524U CN202220466564.4U CN202220466564U CN217062524U CN 217062524 U CN217062524 U CN 217062524U CN 202220466564 U CN202220466564 U CN 202220466564U CN 217062524 U CN217062524 U CN 217062524U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal copper
- clad layer
- millimeter wave
- microwave
- array antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种微波毫米波宽带微带阵列天线，属于天线技术领域。该天线通过在介质基板顶层的辐射贴片和在第二介质层上表面的耦合缝隙，实现不同频率的谐振，通过控制辐射贴片和耦合缝隙的尺寸，可以控制两个谐振频点，当两个谐振频点距离较近时，可将天线的谐振频段扩展为宽频带；当两个谐振频点距离较远时，可形成双频天线。适合在微波毫米波天线领域推广应用。
Description
技术领域
本发明属于天线技术领域，涉及一种微波毫米波宽带微带阵列天线。
背景技术
近年来，随着天线毫米波技术的发展，尤其是5G毫米波的应用推广，微波毫米波宽带天线的应用受到越来越多的关注。现有剖面低，易集成的天线主要采用微带天线，但一般的微带天线带宽窄，只能实现2-3％的带宽；近年新提出的介质集成波导阵列天线，在毫米波频段一体化设计中具备优势，但宽频带的实现上仍困难较大。
发明内容
要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供微波毫米波宽带微带天线，能够在保证剖面较低、易于集成的情况下，解决现有技术中微波毫米波天线的工作频带较窄的问题，使得天线可实现15％以上的相对带宽。
技术方案
一种微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于包括从上往下依次层叠设置的第一金属覆铜层、第一介质层、半固化片层、第二金属覆铜层、第二介质层和第三金属覆铜层；所述第一金属覆铜层设置有辐射贴片和大面积接地，辐射贴片与大面积接地之间隔离开，大面积接地通过金属化过孔与第二金属覆铜层和第三金属覆铜层地连接；所述半固化片层通过高温融化将上下介质粘接为一体；所述第二金属覆铜层设置有大面积接地面，在接地面上蚀刻出耦合辐射缝隙，耦合辐射缝隙位于辐射贴片的下方；所述第三金属覆铜层设置有馈电网络和大面积接地，馈电网络与耦合辐射缝隙呈垂直关系；通过在第一金属覆铜层设置辐射贴片与在第二金属覆铜层设置耦合辐射缝隙，可引入不同频率的谐振特性，通过调节两个频率的相对位置，可以实现宽频带特性。
本发明进一步的技术方案：所述的辐射贴片可为方形、圆形或菱形规则对称形状。
本发明进一步的技术方案：所述的辐射贴片为8×4天线单元均匀分布而成。
本发明进一步的技术方案：所述的耦合辐射缝隙为H型。
本发明进一步的技术方案：所述的馈电网络由多级馈电子网络构成，每一级馈电子网络有一个T形功分结构，上一级馈电子网络的T形功分结构的两个输出端分别与下一级子网络的两个T形功分结构的输入端连接，周期排列下去共同组成功分馈电网络。
本发明进一步的技术方案：所述的T形功分结构末端采用特性阻抗50欧姆微带线，中间采用特性阻抗70.7欧姆微带线，0.25倍波长阻抗变换段，实现功率分配。
有益效果
本发明提出的一种微波毫米波宽带微带阵列天线，宽带微带天线单元及其阵列天线与馈电网络一体化设计，印制板加工一体成形，免去后期装配带来的误差及贴合不紧等问题，整体结构形式简单，便于集成安装；通过在第一金属覆铜层设置辐射贴片与在第二金属覆铜层设置耦合辐射缝隙，可引入不同频率的谐振特性，通过调节两个频率的相对位置，实现宽频带特性。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明微波毫米波频段宽带微带天线单元及其阵列天线的三维结构示意图；
图2为本发明微波毫米波频段宽带微带天线单元的第一金属覆铜层的结构示意图。
图3为本发明微波毫米波频段宽带微带天线单元的第二金属覆铜层的结构示意图。
图4为本发明微波毫米波频段宽带微带天线单元的第三金属覆铜层的结构示意图。
图5为本发明微波毫米波频段宽带微带阵列天线的第一金属覆铜层的结构示意图。
图6为本发明微波毫米波频段宽带微带阵列天线的第二金属覆铜层的结构示意图。
图7为本发明微波毫米波频段宽带微带阵列天线的第三金属覆铜层的结构示意图。
图中标记说明：1-第一金属覆铜层、2-第一介质层、3-半固化片层、4-第二金属覆铜层、5-第二介质层、6-第三金属覆铜层、7-辐射贴片、8-耦合辐射缝隙、9-馈电网络、10-金属化通孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
宽带微带阵列天线如图1-4所示，金属多层覆铜板包括从上往下依次层叠设置的第一金属覆铜层1、第一介质层2、半固化片层3、第二金属覆铜层4、第二介质层5和第三金属覆铜层6；所述第一金属覆铜层1设置有辐射贴片7和大面积接地，辐射贴片7与大面积接地之间隔离开，大面积接地通过金属化过孔与第二金属覆铜层4和第三金属覆铜层6地连接；所述半固化片层3通过高温融化将上下介质粘接为一体；所述第二金属覆铜层4设置有大面积接地面，在接地面上蚀刻出耦合辐射缝隙8，耦合辐射缝隙8位于辐射贴片的下方；所述第三金属覆铜层6设置有馈电网络9和大面积接地，馈电网络9与耦合辐射缝隙8呈垂直关系。接头采用螺钉直接固定在金属多层覆铜板与结构件上，实现对外馈电连接。通过在第一金属覆铜层1设置辐射贴片7与在第二金属覆铜层4设置耦合辐射缝隙8，可引入不同频率的谐振特性，通过调节两个频率的相对位置，可以实现宽频带特性。
天线宽频带工作时，根据频带需求，同时考虑辐射贴片7、耦合辐射缝隙8的具体尺寸，将辐射贴片7设置在高频段谐振，耦合辐射缝隙8设置在低频点谐振；辐射贴片7的尺寸约为所需谐振频率的0.45倍波长，耦合辐射缝隙8的尺寸约为所需谐振频率的0.25倍波长，并考虑合适的第一介质层2、半固化片层3、第二介质层5的厚度。
进一步的是，在单元天线印制板后方，可根据需要设置反射板，反射板距离印制板为耦合辐射缝隙谐振频率的0.25倍波长，抑制后向辐射，提升前向增益。
所述辐射贴片7的形状可以是圆形、矩形、菱形、椭圆等类似结构，作为优选，所述辐射贴片选择圆形；所述耦合辐射缝隙可以是H型、蝶形等类似结构，作为优先，所述耦合辐射缝隙选择H型。
进一步的是，所述馈电网络由多级馈电子网络构成，每一级馈电子网络有一个“T”形功分结构，上一级馈电子网络的“T”形功分结构的两个输出端分别与下一级子网络的两个“T”形功分结构的输入端连接，周期排列下去共同组成功分馈电网络。“T”形功分结构末端采用特性阻抗50欧姆微带线，中间采用特性阻抗70.7欧姆微带线，0.25倍波长阻抗变换段，实现功率分配。
实施例1
本实施例中天线的中心频率为30GHz，对单元天线在HFSS中进行电磁全波仿真。选用的第一介质层2的介电常数为2.94，厚度为0.762mm；半固化片层3的采用介电常数2.8，厚度0.1mm；第二介质层4介电常数为2.94，厚度为0.127mm；辐射贴片7的直径为2.65mm；H型缝隙横向尺寸为1.6mm×0.15mm，纵向尺寸为0.15mm×0.5mm。
HFSS仿真结果表明，在27～33GHz的范围内，端口馈电时，端口驻波系数小于2，天线增益大于6.5dBi。
实施例2
本实施例中阵列天线的中心频率为30GHz，对其在HFSS中进行电磁全波仿真。选用的第一介质层2的介电常数为2.94，厚度为0.762mm；半固化片层3的采用介电常数2.8，厚度0.1mm；第二介质层4介电常数为2.94，厚度为0.127mm；辐射贴片7的直径为2.6mm；H型缝隙横向尺寸为1.45mm×0.15mm，纵向尺寸为0.15mm×0.7mm。
HFSS仿真结果表明，在27.5～32.5GHz的范围内，端口馈电时，端口驻波系数小于2，天线增益大于22dBi。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于包括从上往下依次层叠设置的第一金属覆铜层（1）、第一介质层（2）、半固化片层（3）、第二金属覆铜层（4）、第二介质层（5）和第三金属覆铜层（6）；所述第一金属覆铜层（1）设置有辐射贴片（7）和大面积接地，辐射贴片（7）与大面积接地之间隔离开，大面积接地通过金属化过孔（10）与第二金属覆铜层（4）和第三金属覆铜层（6）地连接；所述半固化片层（3）通过高温融化将上下介质粘接为一体；所述第二金属覆铜层（4）设置有大面积接地面，在接地面上蚀刻出耦合辐射缝隙（8），耦合辐射缝隙（8）位于辐射贴片（7）的下方；所述第三金属覆铜层（6）设置有馈电网络（9）和大面积接地，馈电网络（9）与耦合辐射缝隙（8）呈垂直关系；通过在第一金属覆铜层（1）设置辐射贴片（7）与在第二金属覆铜层（4）设置耦合辐射缝隙（8），可引入不同频率的谐振特性，通过调节两个频率的相对位置，可以实现宽频带特性。
2.根据权利要求1所述的微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于所述的辐射贴片（7）可为方形、圆形或菱形。
3.根据权利要求1所述的微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于所述的辐射贴片（7）为8×4天线单元均匀分布而成。
4.根据权利要求1所述的微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于所述的耦合辐射缝隙（8）为H型。
5.根据权利要求1所述的微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于所述的馈电网络（9）由多级馈电子网络构成，每一级馈电子网络有一个T形功分结构，上一级馈电子网络的T形功分结构的两个输出端分别与下一级子网络的两个T形功分结构的输入端连接，周期排列下去共同组成功分馈电网络。
6.根据权利要求5所述的微波毫米波宽带微带阵列天线，其特征在于所述的T形功分结构末端采用特性阻抗50欧姆微带线，中间采用特性阻抗70.7欧姆微带线，0.25倍波长阻抗变换段，实现功率分配。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220466564.4U CN217062524U (zh) | 2022-03-06 | 2022-03-06 | 微波毫米波宽带微带阵列天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220466564.4U CN217062524U (zh) | 2022-03-06 | 2022-03-06 | 微波毫米波宽带微带阵列天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217062524U true CN217062524U (zh) | 2022-07-26 |
Family
ID=82489291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202220466564.4U Active CN217062524U (zh) | 2022-03-06 | 2022-03-06 | 微波毫米波宽带微带阵列天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217062524U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115832694A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-21 | 成都天成电科科技有限公司 | 一种类波导集成天线 |
-
2022
- 2022-03-06 CN CN202220466564.4U patent/CN217062524U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115832694A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-21 | 成都天成电科科技有限公司 | 一种类波导集成天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106571532B (zh) | 一种具有圆极化波束扫描范围的基片集成波导漏波天线 | |
| CN108832288B (zh) | 基于基片集成波导siw的背腔缝隙双频毫米波天线 | |
| CN103594779B (zh) | 用于毫米波频段的基片集成天线及其阵列天线 | |
| US9142889B2 (en) | Compact tapered slot antenna | |
| CN103825101B (zh) | 宽带平板阵列天线 | |
| US7847737B2 (en) | Antenna apparatus | |
| CN108987911A (zh) | 一种基于siw的毫米波波束赋形微带阵列天线及设计方法 | |
| CN113097716B (zh) | 一种采用基片集成波导技术的宽带圆极化端射天线 | |
| CN112688081B (zh) | 一种基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线 | |
| CN215600567U (zh) | 一种加载寄生结构的宽带贴片天线 | |
| CN111613899B (zh) | 一种x频段宽带高增益双线极化微带天线阵 | |
| CN110931957A (zh) | 一种宽带毫米波带状线平板阵列天线 | |
| WO2006079994A1 (en) | Radiation enhanced cavity antenna with dielectric | |
| CN111262025A (zh) | 集成基片间隙波导波束扫描漏波天线 | |
| CN217062524U (zh) | 微波毫米波宽带微带阵列天线 | |
| CN107785666A (zh) | 基于siw技术的h面喇叭天线 | |
| CN210074169U (zh) | 一种基于接地共面波导的矩形微带串馈天线 | |
| CN114725669A (zh) | 一种末端弯折的电阻加载小型化对跖Vivaldi天线 | |
| CN114865288B (zh) | 一种基于mstl的频率扫描天线与微带传输线双工共形电路 | |
| CN110854526A (zh) | 一种基片集成波导馈电的介质端射天线 | |
| CN216251147U (zh) | 一种半孔馈电贴片天线 | |
| CN116581538A (zh) | 一种具有新型馈电结构的宽带低剖面双极化Vivaldi天线单元 | |
| CN210926302U (zh) | 一种宽带毫米波带状线平板阵列天线 | |
| KR20040013387A (ko) | 혼합 급전 방식을 이용한 마이크로스트립 배열 안테나 | |
| CN116505287A (zh) | 阵列天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |