一种紧凑型定向阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种紧凑型定向阵列天线，包括PCB板、在PCB板正面的天线阵列和馈电网络、在PCB板背面的射频信号地板；天线阵列包括4n个天线阵元且中心对称，各天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，各天线阵元的射频信号输入端口与馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；射频信号地板上设置有馈电连接槽，与馈电网络的射频信号输入端口形成同轴馈电。由于天线阵列中心对称，且各天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，通过调节馈电网络的各射频信号输出端口的输出功率和相位，使得阵列天线能够产生定向射频信号，另外充分利用了贴片天线固有的优势实现了紧凑型低剖面的目的，能够满足微多普勒效应传感器的实际需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频天线
，特别是涉及一种紧凑型定向阵列天线。
技术介绍
微多普勒效应在自然界、人类和动植物是普遍的现象，微多普勒效应传感器的成功研制，将在监控、医疗、应急救灾、生物等领域具有广泛的应用前景，因此对于微多普勒效应传感器的研究具有重要的理论和实际意义。阵列天线，作为微多普勒效应传感器的关键组成部分，其辐射方向必须为定向辐射，此外，考虑到传感器的集成，所设计阵列天线需要实现低剖面、小型化。而传统阵列天线的体积大，不利于集成，且其辐射方向垂直于阵列平面，不适用于微多普勒效应传感器斜向上辐射的应用场合。由此可见，如何实现阵列天线的小型化以及定向辐射，从而满足与微多普勒效应传感器的集成是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种紧凑型定向阵列天线，用于实现阵列天线的小型化以及定向辐射，从而满足与微多普勒效应传感器的集成。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种紧凑型定向阵列天线，包括PCB板、设置在所述PCB板正面的天线阵列和馈电网络、以及设置在所述PCB板背面的射频信号地板；所述天线阵列包括4n个天线阵元且中心对称，各所述天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，各所述天线阵元的射频信号输入端口与所述馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；所述射频信号地板上设置有馈电连接槽，与所述馈电网络的射频信号输入端口形成同轴馈电，n为正整数。优选地，所述馈电网络的各射频信号输出端口的输出功率和相位均相同。优选地，n为1。优选地，所述馈电网络包括第一微带线、第一T型功分器、第二微带线，波长变换器，第三微带线、第二T型功分器和第四微带线；其中，所述第一微带线设置于所述馈电网络的射频信号输入端口处，所述第一微带线的一端与所述第一功分器的第一端连接，所述第一T型功分器的第二端和第三端均依次连接所述第二微带线、所述波长变换器、所述第三微带线、所述第二T型功分器，所述第二T型功分器的两端均连接所述第四微带线，所述第四微带线的末端作为所述馈电网络的射频信号输出端口与所述天线阵元的射频信号输入端口连接。优选地，所述E型嵌入馈电式贴片天线的输入阻抗为100Ω。优选地，所述第一微带线和所述第三微带线的输入阻抗为50Ω，所述第二微带线和所述第四微带线的输入阻抗为100Ω。优选地，所述波长变换器为70.71Ω四分之一波长变换器。优选地，所述PCB板为单层双面矩形，相对介电常数为4.4，正切损耗为0.02，厚度为1mm。优选地，所述射频信号地板和所述天线阵列均为覆铜板，所述覆铜板的厚度为35μm。优选地，所述馈电网络的射频信号输入端口为挖空的圆柱体，所述馈电连接槽为圆形槽。本专利技术所提供的紧凑型定向阵列天线，本专利技术提供的紧凑型定向阵列天线，包括PCB板、设置在PCB板正面的天线阵列和馈电网络、以及设置在PCB板背面的射频信号地板；天线阵列包括4n个天线阵元且中心对称，各天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，各天线阵元的射频信号输入端口与馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；射频信号地板上设置有馈电连接槽，与馈电网络的射频信号输入端口形成同轴馈电，n为正整数。由此可见，本专利技术提供的阵列天线中由于天线阵列中心对称，且各天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，通过调节馈电网络的各射频信号输出端口的输出功率和相位，使得阵列天线能够产生定向射频信号，另外充分利用了贴片天线固有的优势实现了紧凑型低剖面的目的，能够满足多普勒效应传感器的实际需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的结构图；图2为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的正面结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的背面结构图；图4为本专利技术实施例提供的一种天线阵元的结构图；图5为本专利技术实施例提供的一种馈电网络的结构图；图6为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的回波损耗图；图7为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的xz和yz截面上的增益方向图；附图标记如下：1为PCB板，4为射频信号地板，5为天线阵元，6为馈电网络的射频信号输入端口，7为第一微带线、8为第二微带线，9为波长变换器，10为第三微带线，11为第四微带线，12为天线阵元的射频信号输入端口，13为第一T型功分器，14为第二T型功分器，15为馈电连接槽。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。本专利技术的核心是提供一种紧凑型定向阵列天线，用于实现阵列天线的小型化以及定向辐射，从而满足与微多普勒效应传感器的集成。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的结构图。图2为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的正面结构图。图3为本专利技术实施例提供的一种紧凑型定向阵列天线的背面结构图。紧凑型定向阵列天线包括PCB板1、设置在PCB板1正面的天线阵列和馈电网络、以及设置在PCB板1背面的射频信号地板4。天线阵列包括4n个天线阵元5且中心对称，各天线阵元5为E型嵌入馈电式贴片天线，各天线阵元5的射频信号输入端口12与馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；射频信号地板4上设置有馈电连接槽15，与馈电网络的射频信号输入端口6形成同轴馈电，n为正整数。可以理解的是，上述图示中，取n为1，即天线阵列包括4个天线阵元5，上述图示只是一种具体实施方式，并不代表只有这一种。在具体实施中，矩形单层双面PCB板1可以选用FR4_epoxy微波材料，相对介电常数为4.4，正切损耗为0.02，厚度为1mm，PCB板1可以为矩形，矩形的长度L和宽度W可以根据实际情况设定。在一种具体实施例中，L为48.4mm，W为63mm。相对于现有阵列天线的长宽至少为一百多毫米，因此，本专利技术提供的天线的尺寸大大减小，实现了阵列天线的紧凑性、小型化设计；阵列天线的高度为1mm，使得该天线阵列具有极低剖面，利于微多普勒效应传感器的集成。在一种具体实施方式中，射频信号地板4和天线阵列均为覆铜板，覆铜板的厚度为35μm。馈电网络的射频信号输入端口6为挖空的圆柱体，馈电连接槽15为圆形槽，为该阵列天线提供激励。具体的，R1为0.6mm，R2为2.1mm。本实施例提供的紧凑型定向阵列天线，包括PCB板、设置在PCB板正面的天线阵列和馈电网络、以及设置在PCB板背面的射频信号地板；天线阵列包括4n个天线阵元且中心对称，各天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，各天线阵元的射频信号输入端口与馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；射频信号地板上设置有馈电连接槽，与馈电网络的射频信号输入端口形成同轴馈电，n为正整数。由此可见，本专利技术提供的阵列天线中由于天线阵列中心对称，且各天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型定向阵列天线，其特征在于，包括PCB板、设置在所述PCB板正面的天线阵列和馈电网络、以及设置在所述PCB板背面的射频信号地板；所述天线阵列包括4n个天线阵元且中心对称，各所述天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，各所述天线阵元的射频信号输入端口与所述馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；所述射频信号地板上设置有馈电连接槽，与所述馈电网络的射频信号输入端口形成同轴馈电，n为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型定向阵列天线，其特征在于，包括PCB板、设置在所述PCB板正面的天线阵列和馈电网络、以及设置在所述PCB板背面的射频信号地板；所述天线阵列包括4n个天线阵元且中心对称，各所述天线阵元为E型嵌入馈电式贴片天线，各所述天线阵元的射频信号输入端口与所述馈电网络的各射频信号输出端口对应连接；所述射频信号地板上设置有馈电连接槽，与所述馈电网络的射频信号输入端口形成同轴馈电，n为正整数。2.根据权利要求1所述的紧凑型定向阵列天线，其特征在于，所述馈电网络的各射频信号输出端口的输出功率和相位均相同。3.根据权利要求2所述的紧凑型定向阵列天线，其特征在于，n为1。4.根据权利要求3所述的紧凑型定向阵列天线，其特征在于，所述馈电网络包括第一微带线、第一T型功分器、第二微带线，波长变换器，第三微带线、第二T型功分器和第四微带线；其中，所述第一微带线设置于所述馈电网络的射频信号输入端口处，所述第一微带线的一端与所述第一功分器的第一端连接，所述第一T型功分器的第二端和第三端均依次连接所述第二微带线、所述波长变换器、所述第三微带线、所述第二T...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴多龙，谭富文，黄贝，张勇，李健凤，吴艳杰，田欣欣，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44