双频带毫米波天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双频带毫米波天线，包括自上而下五层结构：一对开设有U形槽的第一金属贴片；并排设置的一对第一金属条带；第二金属贴片，经由第一金属通孔与第一金属条带连接；开设有一个通孔的金属大地；第二金属条带，经由第二金属通孔与第二金属贴片连接；第一金属条带、第二金属贴片以及第一金属通孔组成折叠型阶跃阻抗谐振器,第二金属条带将信号通过第二金属通孔馈给谐振器，再将信号耦合到第一金属贴片，形成两个具有两个反射零点的工作频带，形成一定的带宽，且两个频带上的辐射方向图一致性较好，谐振器与刻槽金属贴片在金属大地的同一侧，有效节约了射频系统的布线空间，有利于天线与射频系统的集成。

Dual-band millimeter-wave antenna

【技术实现步骤摘要】
双频带毫米波天线
本技术涉及微波通信领域，尤其涉及一种双频带毫米波天线。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，数据传输速率越来越高，因此要求提升工作频率，目前工作频段可提升至毫米波频段，例如第五代移动通信支持工作频率26GHz、40GHz以及应用于室内网络的60GHz无线系统。同时，毫米波双频天线相比于单频天线或宽频天线具有明显的优点。相对于两个单频工作的毫米波天线，双频天线能减少天线个数及总体口径，并能减少射频通道，因此有利于减少系统尺寸、复杂度及成本。与宽频天线相比，双频带天线对两个频段中间的信号具有一定的抑制作用，有效提高带外信号抑制、降低杂散干扰、提高通信质量。因此，双频带毫米波天线技术对于无线通信系统向着小尺寸、低成本和高性能的方向发展具有重要作用，是未来毫米波通信系统天线技术发展的一个重要趋势。目前有多种双频带毫米波天线技术。一种是使用超表面天线设计技术，在基板上排列不同尺寸的矩形贴片，使其拥有双频带的特性，但使用该技术设计的天线尺寸过大，无法组阵成为相控阵。另一种是通过在矩形贴片刻蚀L形槽及十字槽实现，两条L形槽长度不同，因此构成双频带槽天线，但是该类天线通常带宽较窄，且为圆极化辐射而非线极化辐射。除此之外，还有一种是在单个矩形贴片上刻蚀一个倒置U形槽，U形槽使矩形贴片谐振在两个不同频带，但是该设计的辐射方向图在两个频段上方向图一致性较差，且高频段方向图发生分裂。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有的双频带毫米波天线均存在各自不同的缺点，比如使用超表面天线设计技术，能够获得良好的双频带特性和辐射特性，但是其天线尺寸过大，不利于阵列及相控阵；通过在矩形贴片上刻蚀L形槽及十字槽实现双频带的天线，其带宽太窄，且为圆极化辐射，而非线极化；在单个矩形贴片上刻蚀U形槽，存在两个频段上方向图一致性差、高频方向图分裂等问题，提供一种双频带毫米波天线。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种双频带毫米波天线，包括：设置于第一层介质基板上表面的第一层结构，包括并排设置的一对第一金属贴片，所述第一金属贴片开设有U形槽；设置于第一层介质基板下表面和第二层介质基板上表面之间的第二层结构，包括与所述一对第一金属贴片对应的并排设置的一对第一金属条带；设置于第二层介质基板下表面和第三层介质基板上表面之间的第三层结构，包括第二金属贴片，第二金属贴片经由穿过所述第二层介质基板的一对第一金属通孔与所述一对第一金属条带连接；设置于第三层介质基板下表面和第四层介质基板上表面之间的第四层结构，包括开设有一个通孔的金属大地；设置于第四层介质基板下表面的第五层结构，包括第二金属条带，所述第二金属条带经由第二金属通孔与第二金属贴片连接，第二金属通孔依次穿过第三层介质基板、通孔、第四层介质基板；其中，所述第一金属条带、第二金属贴片以及第一金属通孔组成折叠型阶跃阻抗谐振器,第二金属条带用于将信号通过第二金属通孔馈给所述折叠型阶跃阻抗谐振器，再将信号耦合到所述第一金属贴片。在本技术实施例中，所述第二金属贴片的平面形状为矩形，所述一对第一金属贴片、一对第一金属条带均分别关于所述第二金属贴片的左右侧的对称面镜像设置，且每一所述第一金属贴片、第一金属条带均分别关于所述第二金属贴片的前后侧的对称面对称，且所述第一金属贴片的长度方向和第二金属条带的长度方向均平行于所述第二金属贴片的左右侧的对称面，所述第一金属条带的长度方向垂直于所述第二金属贴片的左右侧的对称面。在本技术实施例中，所述一对第一金属条带的靠近所述第二金属贴片的左右侧的对称面的一侧的中心位置分别经由竖直设置的第一金属通孔连接第二金属贴片左右两侧的中心位置。在本技术实施例中，所述第二金属条带的第一端位于第四层介质基板下表面的边缘，所述第二金属条带的第二端经由竖直设置的第二金属通孔与第二金属贴片连接，且所述第二金属条带的第二端偏离所述第二金属贴片的中心。在本技术实施例中，所述一对第一金属贴片上的两个所述U形槽的开口正对设置。在本技术实施例中，通孔为圆形通孔。本技术的双频带毫米波天线，具有以下有益效果：阶跃阻抗谐振器与一对刻槽的金属贴片进行耦合，形成两个具有两个反射零点的工作频带，形成一定的带宽，且两个频带上的辐射方向图一致性较好，折叠型阶跃阻抗谐振器便于调控阶跃阻抗谐振器与金属贴片之间的信号耦合，阶跃阻抗谐振器与一对刻槽金属贴片在金属大地的同一侧，有效节约了射频系统的布线空间，有利于天线与射频系统的集成，且本技术的天线可以作为天线单元用于构成双频天线阵列、双频相控阵。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是本技术双频带毫米波天线的剖视图；图2是第一层结构的示意图；图3是第二层结构的示意图；图4是第三层结构的示意图；图5是第四层结构的示意图；图6是第五层结构的示意图；图7是天线的仿真匹配和增益曲线图；图8是天线的仿真方向图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的典型实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。需要说明的是，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本技术的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。参考图1，本技术实施例提供的双频带毫米波天线包括五层金属电路结构和四层介质基板，这五层金属电路结构分别是：设置于第一层介质基板顶部的第一层结构1、设置于第一层介质基板下表面和第二层介质基板上表面之间的第二层结构2、设置于第二层介质基板下表面和第三层介质基板上表面之间的第三层结构3、设置于第三层介质基板下表面和第四层介质基板上表面之间的第四层结构4、设置于第四层介质基板下表面和第五层介质基板上表面之间的第五层结构5，第一至第五层介质基板均为平面尺寸相同的矩形，且投影重合。参考图2，结合图1，第一层结构1，包括并排设置的一对第一金属贴片6，所述第一金属贴片6开设有U形槽7，所述一对第一金属贴片6上的两个所述U形槽7的开口正对设置。参考图3，结合图1，设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双频带毫米波天线，其特征在于，包括：设置于第一层介质基板上表面的第一层结构(1)，包括并排设置的一对第一金属贴片(6)，所述第一金属贴片(6)开设有U形槽(7)；设置于第一层介质基板下表面和第二层介质基板上表面之间的第二层结构(2)，包括与所述一对第一金属贴片(6)对应的并排设置的一对第一金属条带(8)；设置于第二层介质基板下表面和第三层介质基板上表面之间的第三层结构(3)，包括第二金属贴片(9)，第二金属贴片(9)经由穿过所述第二层介质基板的一对第一金属通孔(10)与所述一对第一金属条带(8)连接；设置于第三层介质基板下表面和第四层介质基板上表面之间的第四层结构(4)，包括开设有一个通孔(11)的金属大地；设置于第四层介质基板下表面的第五层结构(5)，包括第二金属条带(12)，所述第二金属条带(12)经由第二金属通孔(13)与第二金属贴片(9)连接，第二金属通孔(13)依次穿过第三层介质基板、通孔(11)、第四层介质基板；其中，所述第一金属条带(8)、第二金属贴片(9)以及第一金属通孔(10)组成折叠型阶跃阻抗谐振器,第二金属条带(12)用于将信号通过第二金属通孔(13)馈给所述折叠型阶跃阻抗谐振器，再将信号耦合到所述第一金属贴片(6)。...

【技术特征摘要】
1.一种双频带毫米波天线，其特征在于，包括：设置于第一层介质基板上表面的第一层结构(1)，包括并排设置的一对第一金属贴片(6)，所述第一金属贴片(6)开设有U形槽(7)；设置于第一层介质基板下表面和第二层介质基板上表面之间的第二层结构(2)，包括与所述一对第一金属贴片(6)对应的并排设置的一对第一金属条带(8)；设置于第二层介质基板下表面和第三层介质基板上表面之间的第三层结构(3)，包括第二金属贴片(9)，第二金属贴片(9)经由穿过所述第二层介质基板的一对第一金属通孔(10)与所述一对第一金属条带(8)连接；设置于第三层介质基板下表面和第四层介质基板上表面之间的第四层结构(4)，包括开设有一个通孔(11)的金属大地；设置于第四层介质基板下表面的第五层结构(5)，包括第二金属条带(12)，所述第二金属条带(12)经由第二金属通孔(13)与第二金属贴片(9)连接，第二金属通孔(13)依次穿过第三层介质基板、通孔(11)、第四层介质基板；其中，所述第一金属条带(8)、第二金属贴片(9)以及第一金属通孔(10)组成折叠型阶跃阻抗谐振器,第二金属条带(12)用于将信号通过第二金属通孔(13)馈给所述折叠型阶跃阻抗谐振器，再将信号耦合到所述第一金属贴片(6)。2.根据权利要求1所述的双频带毫米波天线，其特征在于，所述第二金属贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：施金，王磊，杨实，
申请(专利权)人：南通至晟微电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32