一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其包括BST基板、设置在所述BST基板上的毫米波天线，所述BST基板包括第一表面与相对的第二表面，所述毫米波阵列天线系统设置在第一表面上，所述第一表面上设置有正电极，所述第二表面上设置有接地电极，所述BST基板上设置有与所述正电极连通的金属过孔。本实用新型专利技术解决了在有限的空间内集成多个天线的空间受限问题，提高了天线的支持频段，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线
本技术涉及一种通讯天线，特别是涉及一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线。
技术介绍
波长为1~10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点，为下一代通信的主要频段。毫米波阵列天线是通过等幅同相等方式实现的平面或者立体的天线阵列。目前还没有毫米波终端上市，毫米波主要的研究方向还是在基站或是单体天线的研究上，通信终端例如手机上的研究还停留在毫米波组阵阶段，主要是研究阵子和组阵的形式。目前，随着移动终端技术的发展，终端所集成的功能模块也越来越多，导致移动终端的可用空间越来越小；同时，随着通信技术的更新换代，越来越多的制式和频段会被同时集成在天线上，包括主天线、分集天线、WBG天线等，天线所占的空间和面积也越来越大，可被用于制作天线的空间则越来越少，越来越多的天线也会造成研发成本和人力成本的升高。可以预见，在5G通信时代下，天线的可用空间会成为棘手的一个问题。现有技术中采用的方案是：不同频的天线不同形。可以预见的是随着通信的发展，在不远的将来，终端中的天线种类和数量会越来越多，导致终端以及天线工程师不堪重负。现有专利多是采用PIFA天线或LOOP天线来把所有的通信频段集成在终端上，过多的通信频段导致了天线设计的复杂性且占用了过多的终端空间，导致终端空间拥挤。毫米波天线所支持的频段的固定的，无法进行调谐，因此，一个毫米波天线只能支持某一特定频段，专利CN201410605282.8公开了一种在近场具有扁平带状波束的毫米波天线，可以用于毫米波段的通信，但是频段固定，无法改变。因此，有必要提供一种新的基于BST基板的频率可调的毫米波天线来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线，解决了在有限的空间内集成多个天线的空间受限问题，提高了天线的支持频段，降低了成本。本技术通过如下技术方案实现上述目的：一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其包括BST基板、设置在所述BST基板上的毫米波天线，所述BST基板包括第一表面与相对的第二表面，所述毫米波阵列天线系统设置在第一表面上，所述第一表面上设置有正电极，所述第二表面上设置有接地电极，所述BST基板上设置有与所述正电极连通的金属过孔。进一步的，其用于集成在移动终端上，所述正电极通过所述金属过孔与直流电正电极连接在一起。进一步的，所述接地电极通过主板与主板上的地连接连通在一起。所述毫米波阵列天线系统包括若干呈正方形阵列分布的矩形金属贴片、与所述矩形金属贴片连通的第一馈电单元与第二馈电单元，阵列分布的所述矩形金属贴片形成阵列天线单元。进一步的，所有的所述矩形金属贴片通过微带金属条连通。进一步的，所述第一馈电单元与所述第二馈电单元分别位于所述阵列天线单元的相邻的两边且相互垂直设置。进一步的，所述第一馈电单元与所述第二馈电单元均包含有两个馈电点。进一步的，所述馈电点通过微带线和连接单元与所述阵列天线单元连通。进一步的，所述微带线上设置有两段不同的宽度，靠近所述馈电点一端的宽度小。与现有技术相比，本技术一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线的有益效果在于：充分利用毫米波天线占用空间小、通信效果好的特点，并将其集成在BST材质的基板上，通过利用BST基板可带来对天线谐振频率变化的特征，通过BST材质实现对毫米波天线谐振频率的调整，从而实现了用一个天线实现多个频段的通话，避免了空间的拥挤，节省了占用空间；且本方案的频率可调的天线大大降低了天线设计的复杂程度，进而降低了人力成本和研发成本。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例中毫米波阵列天线系统在BST基板上的俯视结构示意图；图3为本技术实施例中连接单元的结构图示意图；图4为本技术实施例在水平极化方式下仿真的辐射方向图；图5为本技术实施例在垂直极化方式下仿真的辐射方向图；图中数字表示：1BST基板，11第一表面，12第二表面；2毫米波阵列天线系统，21矩形金属贴片，22第一馈电单元，23第二馈电单元，24微带金属条，25微带线，26连接单元；P1、P2、P3、P4馈电点；3正电极；4接地电极；5金属过孔。具体实施方式实施例：请参照图1，本实施例为基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其包括BST基板1、设置在BST基板1上的毫米波阵列天线系统2，BST基板1包括第一表面11与相对的第二表面12，毫米波阵列天线系统2设置在第一表面11上，第一表面11上设置有正电极3，第二表面12上设置有接地电极4，BST基板1上设置有与正电极3连通的金属过孔5。本实施例基于BST基板的频率可调的毫米波天线用于集成在移动终端上，正电极3通过金属过孔5与直流电正电极连接在一起；接地电极4通过主板与主板上的地连接连通在一起。当直流电源供电时，BST基板1的介电常数会发生变化，介电常数的变化量取决于BST材料可调特性和BST基板1两端所加电压的大小和极性。请参照图2，毫米波阵列天线系统2包括若干呈正方形阵列分布的矩形金属贴片21、与矩形金属贴片21连通的第一馈电单元22与第二馈电单元23。阵列分布的矩形金属贴片21形成阵列天线单元。所有的矩形金属贴片21通过微带金属条24连通。将矩形金属贴片21用金属条22连通，其作用是能够保证各个单元之间的联合馈电。矩形金属贴片21的边长为1-4mm，具体的，当需要设计28GHZ的毫米波波段天线时，矩形金属贴片21的边长最优的选择为3-4mm，这样能够保证单元的矩形金属贴片21产生的辐射谐振频率在对应的毫米波波段；当需要设计60GHZ的毫米波波段天线系统时，矩形金属贴片21的边长最优的取值为1-2mm。相邻两个矩形金属贴片21之间的距离会显着影响各个单元之间的耦合特性，对最后阵列的整体方向图和波束赋形（波束赋形是一种基于天线阵列的信号预处理技术，波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而能够获得明显的阵列增益）效果产生影响。因此，本实施例中，相邻两个矩形金属贴片21之间的纵向或横向距离为4-6mm，具体的，在28GHz频段设计时，以6mm为较好的间隔，在设计60GHz阵列时，单元的间隔要相应的等比例缩小，此时，选择4mm为最佳。第一馈电单元22与第二馈电单元23结构相同，分别位于所述阵列天线单元的相邻的两边且相互垂直设置。第一馈电单元22与第二馈电单元23均包含有两个馈电点，分别为P1和P2、P3和P4，此双馈系统能够更好的调节输入阻抗，保证整个天线系统的匹配特性；且通过第一馈电单元22与第二馈电单元23的联合工作，天线能够产生圆极化（当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360°周期的变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化，在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，便可以得到圆极化。）特征，此时圆极化特性的产生机理为：当调整两组馈电单元中馈电点的相位差时，能够保证馈入天线系统的能量为90度相位差，另外，两组馈电点的位置决定了馈入的能量在空间上是正交的，以上所述两点满足了圆极化产生的条件，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其特征在于：其包括BST基板、设置在所述BST基板上的毫米波阵列天线系统，所述BST基板包括第一表面与相对的第二表面，所述毫米波阵列天线系统设置在第一表面上，所述第一表面上设置有正电极，所述第二表面上设置有接地电极，所述BST基板上设置有与所述正电极连通的金属过孔。

【技术特征摘要】
1.一种基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其特征在于：其包括BST基板、设置在所述BST基板上的毫米波阵列天线系统，所述BST基板包括第一表面与相对的第二表面，所述毫米波阵列天线系统设置在第一表面上，所述第一表面上设置有正电极，所述第二表面上设置有接地电极，所述BST基板上设置有与所述正电极连通的金属过孔。2.如权利要求1所述的基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其特征在于：其用于集成在移动终端上，所述正电极通过所述金属过孔与直流电正电极连接在一起。3.如权利要求2所述的基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其特征在于：所述接地电极通过主板与主板上的地连接连通在一起。4.如权利要求1所述的基于BST基板的频率可调的毫米波天线，其特征在于：所述毫米波阵列天线系统包括若干呈正方形阵列分布的矩形金属贴片、与所述矩形金属贴片连...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁涛，王洪洋，王松，钱可伟，黄冠龙，范墨林，韩崇志，
申请(专利权)人：昆山睿翔讯通通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32