一种宽带毫米波带状线平板阵列天线
专利汇可以提供一种宽带毫米波带状线平板阵列天线专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种宽带毫米波 带状线 平板阵列天线，包括：依次 层压 在一起的第一介质 基板 、第二介质基板和第三介质基板，以及贯穿各介质基板的 金属化 通孔；在第一介质基板的下表面设有第一覆 铜 层地板，在第二介质基板的下表面设有带状线功分覆铜层，在第二介质基板的上表面设有第二覆铜层地板；在第三介质基板的上表面设有第三覆铜层地板，在第二覆铜层地板和第三覆铜层地板上分别设有与带状线功分覆铜层各功分末端一一对应的第二缝隙和第三缝隙；各功分末端与相应的第二缝隙、第三缝隙，以及围绕三者外周设置的金属化通孔共同组成天线单元。本发明具有宽带化、平面化、高增益、低加工成本、易于量产等优点。，下面是一种宽带毫米波带状线平板阵列天线专利的具体信息内容。
1.一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，包括：依次层压在一起的第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板，以及贯穿各所述介质基板的金属化通孔；其特征在于，在所述第一介质基板的下表面设有第一覆铜层地板，在所述第二介质基板的下表面设有带状线功分覆铜层，在所述第二介质基板的上表面设有第二覆铜层地板，所述带状线功分覆铜层与所述第一覆铜层地板和所述第二覆铜层地板共同组成组成带状传输线；在所述第三介质基板的上表面设有第三覆铜层地板，在所述第二覆铜层地板和所述第三覆铜层地板上分别设有与所述带状线功分覆铜层各功分末端一一对应的第二缝隙和第三缝隙；各所述功分末端与相应的所述第二缝隙、所述第三缝隙，以及围绕三者外周设置的所述金属化通孔共同组成天线单元。
2.根据权利要求1所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，各所述天线单元组成2×2以上的周期性排布的阵列形式。
3.根据权利要求1所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，在所述第一介质基板的底部安装有馈电波导，在所述第一覆铜层地板的中心位置设有不覆铜的第一缝隙，在所述第一缝隙的中心处设有调谐贴片；所述第一缝隙与所述带状线功分覆铜层、所述金属化通孔在所述第一介质基板中心的部分一同构成谐振腔，用来实现电磁能量从所述馈电波导到所述谐振腔再到所述带状线功分覆铜层的高效率转换。
4.根据权利要求3所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，所述第一缝隙位于所述馈电波导与所述第一介质基板的接触面的中心。
5.根据权利要求3所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，所述带状线功分覆铜层为多组同相位T型带状功分结构组成的功分网络，用来实现中间的所述馈电波导到各所述天线单元的等相位功率分配；通过调节各组T型带状功分结构的尺寸，能够实现中心天线单元到边缘天线单元不等的功率分配。
6.根据权利要求5所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，所述带状线功分覆铜层实现从中心天线到边缘天线单元沿横向和纵向的1dB功率均匀下降。
7.根据权利要求1所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，所述第二缝隙和所述第三缝隙均为矩形缝隙，所述第二缝隙的开口尺寸小于所述第三缝隙的开口尺寸、且所述第二缝隙在所述第三覆铜层地板上的正投影落在所述第三缝隙内。
8.根据权利要求1所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，所述金属化通孔在所述第一介质基板和所述第二介质基板内围绕所述第二缝隙的部分与所述第一覆铜层地板和所述第二覆铜层地板构成谐振腔，用来实现电磁能量的转换，将所述功分末端馈电的电磁能量耦合至所述第三介质基板。
9.根据权利要求8所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，所述金属化通孔在所述第三介质基板内围绕所述第三缝隙的部分与所述第二覆铜层地板构成开口喇叭，用来将所述第二缝隙耦合来的电磁能量辐射到自由空间中，从而实现辐射波的转换。
10.根据权利要求1所述的一种宽带毫米波带状线平板阵列天线，其特征在于，它为工作在20GHz～30GHz的毫米波天线。
一种宽带毫米波带状线平板阵列天线
技术领域
背景技术
整体通信质量。传统的高增益微波天线有抛物面天线及卡塞格伦天线等抛物面天线的变
形，然而传统的该类型天线必须具有纵向方向的厚度以实现抛物面加工。对于一些需要低
剖面、平面化等特性的场景，需要平面化的高增益天线以实现美化、减轻重量、节省空间等
目的，此时传统的抛物面天线则不能满足需求。
宽较宽的优点，然而其需要机械加工保证精度，工艺复杂，生产效率较低，成本较高。印制电
路天线阵可以使用平面印制电路(PCB)工艺，其加工精度高且成本较低，适宜应用于毫米波
高增益天线的设计和生产。其中，带状线结构由于上下均有金属地板的覆盖，与微带线结构
相比，其辐射泄露的能量较弱，其损耗和对方向图的影响都较小，适合于对带宽、方向图等
性能要求严格的阵列设计。
以大幅降低成本，有利于该类型天线的广泛应用。
发明内容
第一介质基板的下表面设有第一覆铜层地板，在所述第二介质基板的下表面设有带状线功
分覆铜层，在所述第二介质基板的上表面设有第二覆铜层地板，所述带状线功分覆铜层与
所述第一覆铜层地板和所述第二覆铜层地板共同组成组成带状传输线；在所述第三介质基
板的上表面设有第三覆铜层地板，在所述第二覆铜层地板和所述第三覆铜层地板上分别设
有与所述带状线功分覆铜层各功分末端一一对应的第二缝隙和第三缝隙；各所述功分末端
与相应的所述第二缝隙、所述第三缝隙，以及围绕三者外周设置的所述金属化通孔共同组
成天线单元。
一缝隙与所述带状线功分覆铜层、所述金属化通孔在所述第一介质基板中心的部分一同构
成谐振腔，用来实现电磁能量从所述馈电波导到所述谐振腔再到所述带状线功分覆铜层的
高效率转换。
组T型带状功分结构的尺寸，能够实现中心天线单元到边缘天线单元不等的功率分配。
落在所述第三缝隙内。
电磁能量的转换，将所述功分末端馈电的电磁能量耦合至所述第三介质基板。
空间中，从而实现辐射波的转换。
金属化通孔的位置，即可实现毫米波天线的宽带化、高增益和平面化，可以应用于宽带毫米
波高增益天线场景。同时，天线加工可以使用低成本的PCB加工工艺，易于量产。另外，天线
只使用3层介质基板和金属化通孔，相比于更多层介质基板和金属化盲孔加工的方案，降低
了加工成本和难度。
附图说明
具体实施方式
具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具
体的限定。
接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第
二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征
在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表
示第一特征水平高度低于第二特征。
释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
7；在所述第一介质基板61的下表面设有第一覆铜层地板2，在所述第二介质基板62的下表
面设有带状线功分覆铜层3，在所述第二介质基板62的上表面设有第二覆铜层地板4，所述
带状线功分覆铜层3与所述第一覆铜层地板2和所述第二覆铜层地板4共同组成组成带状传
输线；在所述第三介质基板63的上表面设有第三覆铜层地板5，在所述第二覆铜层地板4和
所述第三覆铜层地板5上分别设有与所述带状线功分覆铜层3各功分末端301一一对应的第
二缝隙401和第三缝隙501，各所述功分末端301、相应的所述第二缝隙401、所述第三缝隙
501和围绕三者外周设置的金属化通孔7共同组成天线单元。
3有一定间距，无电气连接。金属化通孔7可限制其范围内的电磁波横向扩散，实现高效的谐
振腔耦合和电磁波辐射，协助高效实现波导至带状线功分覆铜层的能量转换、带状线功分
覆铜层至开口喇叭的能量耦合、开口喇叭至空间辐射波等三种类型的能量转换。
谐贴片202，所述馈电波导1与所述第一缝隙201和所述调谐贴片202匹配连接。本实施例中，
不覆铜的第一缝隙201蚀刻于第一覆铜金属层2的中心、并位于馈电波导1与第一介质基板
的接触面中心。所述第一缝隙201与带状线功分覆铜层3、金属化通孔7在第一介质基板61中
心的部分一同构成谐振腔，经过调节优化，可实现电磁能量从馈电波导1到谐振腔再到带状
线功分覆铜层3的高效率转换。
的功率分配并辐射电磁波。依照功率分配的要求，调节各组T型带状功分的尺寸，可以实现
中心天线单元到边缘天线单元不等的功率分配。图5进一步给出了局部4×4功分网络的示
意图。从该图可以看到，该4×4功分网络由4级T型功分311、321、331、341组成。各级功分可
以依照设计要求独立调节尺寸，以实现所需的功率分配。其中，功分321有一处弯折，这是为
了实现各天线单元等相位功分且避让附近的金属化通孔7的设计。
质基板62内围绕第二缝隙401的部分与第一覆铜层地板2和第二覆铜层地板4构成谐振腔，
可实现电磁能量的转换。第二覆铜层地板4为单元耦合层，经过优化调节尺寸，第二缝隙401
可将功分末端301馈电的电磁能量耦合至第三介质基板63。
绕第三缝隙501的部分与第二覆铜层地板4可等效为开口喇叭，可将第二缝隙401耦合来的
电磁能量辐射到自由空间中，从而实现辐射波的转换。通过调节各部分的尺寸，可以实现所
需的定向辐射的高增益毫米波阵列天线。
0.003，第一介质基板61和第二介质基板62的厚度为0.529mm，第三介质基板63的厚度为
1.542mm，各介质基板的面积均为150mm×150mm。在相邻两介质基板之间有一块0.1mm厚度
的半固化片以进行层压加工。天线辐射场的电场方向即缝隙短边方向，磁场方向即缝隙长
边方向。对于阵列的单元，其两个方向的周期距离均为8.5mm，第一矩形缝隙401的尺寸为
3.1mm×0.6mm，第二矩形缝隙501的尺寸为5.0mm×3.25mm。金属化通孔7的直径为0.5mm，在
单元部分，相邻两金属化通孔7的距离为1mm，对角金属化通孔7的距离为6.0mm×4mm。天线
使用标准波导BJ260馈电。波导到带状线转换结构的参数为：环形缝隙201外轮廓尺寸为
7.6mm×3.7mm，中心调谐贴片尺寸为4mm×1.8mm。为了降低旁瓣，带状线功分覆铜层3可实
现从中心到边缘单元沿横向和纵向的1dB功率均匀下降，各部分的T型功分尺寸相互独立调
节，在此不再赘述。
局限于上述实施例。
2.6GHz，具有良好的宽带匹配特性。
了28dB，在宽频带内实现了较高的增益。
常稳定。
升。但依然保持了稳定的主瓣增益和指向角度。综合图10和图11的结果，上述实施例制得的
天线计具有宽带的稳定的辐射方向图。
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