一种微带阵列天线制造技术

一种微带阵列天线，其特征在于，包括辐射贴片阵列1、金属层2、介质基板3、馈电带线层4，所述辐射贴片阵列1与所述介质基板3之间形成有绝缘层；所述辐射贴片阵列1包括多个辐射单元；所述金属层2附着于所述介质基板3上表面，所述金属层2形成多个耦合槽；所述馈电带线层4附着于所述介质基板3下表面，包括多个馈电单元；每个所述辐射单元由上向下依次对应一个耦合槽和一个馈电单元；所述辐射单元由多个栅格贴片组成，各个栅格贴片呈二维均匀分布，每两个相邻辐射单元之间共用一个格栅贴片。本发明专利技术拓展了带宽；避免微带功分干涉；减小了天线排布面积；降低了天线的剖面高度，体积小，易集成，安装简单，造价低，加工周期短。

A microstrip array antenna

【技术实现步骤摘要】
一种微带阵列天线
本专利技术涉及移动通信天线
，具体地涉及5G双极化辐射天线阵列。
技术介绍
超宽带宽、超高速率、超高容量、超低时延、超大连接是5G移动通信的最大特点。为保证5G超高速率、超高容量、超低时延的实现，5G系统采用了许多创新核心关键技术，MassiveMIMO是其关键技术之一。MassiveMIMO，即大规模多输入多输出技术，旨在通过更多的天线，利用数字波束赋形技术调整天线增益的空间分布，使信号在通信过程中更集中的指向目标终端，从而大幅提升网络的覆盖能力；这种精准的目标指向特性减少了用户间干扰，多天线系统的分集增益也大大提升了系统的容量；同时多信道收发系统相比单信道系统，其衰落不再是深度衰落而是平滑衰落，从而可以省略原信道中抑制衰落的交织编码，使得超低时延移动通信的实现成为可能。目前64T64RMassiveMIMO产品实现中，天线的辐射单元有压铸单元、PCB单元(压铸结构的变形)、PCB贴片单元，塑料振子单元。压铸辐射单元重量大、剖面高、不易于集成；压铸阵列天线阵元之间的互耦较强，使天线隔离度变差，难以调试或调试件增多且复杂；PCB单元(压铸结构变形)重量小，剖面与压铸辐射单元类似，易于集成；PCB贴片单元重量小，易于集成，虽然比PCB(压铸结构的变形)剖面更低，但增益稍低于PCB单元(压铸结构的变形)；两种PCB结构单元的安装焊点多，均较为繁琐；塑料振子单元重量小，便于安装，生产规模化快，易量产，需要对生产工艺进行更新。针对上述技术问题，有必要提供一种低剖面、小型化、频带宽、安装简单、易于集成的5G基站天线。
技术实现思路
本专利技术需要解决的问题是，解决5G阵列天线剖面高、传统微带阵列天线频带窄的问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种微带阵列天线，包括辐射贴片阵列1、金属层2、介质基板3、馈电带线层4，所述辐射贴片阵列1与所述介质基板3之间形成有绝缘层；所述辐射贴片阵列1包括多个辐射单元；所述金属层2附着于所述介质基板3上表面，所述金属层2形成多个耦合槽；所述馈电带线层4附着于所述介质基板3下表面，包括多个馈电单元；每个所述辐射单元由上向下依次对应一个耦合槽和一个馈电单元；所述辐射单元由多个栅格贴片组成，各个栅格贴片呈二维均匀分布，每两个相邻辐射单元之间共用一个格栅贴片。根据本专利技术的一个实施方式，所述的微带阵列天线还包括天线罩5，所述天线罩5与所述介质基板3之间用绝缘柱连接，形成绝缘层；所述辐射贴片阵列1容纳于所述天线罩5内，与所述天线罩5形成一体。根据本专利技术的一个实施方式，所述绝缘柱为塑料柱，所述绝缘层为空气层。根据本专利技术的一个实施方式，所述耦合槽的形状为十字形或W形。根据本专利技术的一个实施方式，所述格栅贴片形状选自方形、圆形、多边形中的任一种。根据本专利技术的一个实施方式，所述介质基板3在对应同一馈电单元中两条馈电带线交叉的位置形成有金属通孔，连通所述金属层2和其中一条馈电带线，形成桥架结构，用于避免馈电微带之间产生功分干涉。根据本专利技术的一个实施方式，在纵向或横向方向上，以两个相邻辐射单元为一组，其对应的相邻两个馈电单元共用馈电点。根据本专利技术的一个实施方式，每个馈电单元由±45°双极化构成馈线网络组成。根据本专利技术的一个实施方式，所述辐射单元为正方形，沿与其边线平行的方向形成均分的N2个小正方形的格栅贴片，其中N取整数，且N≥2；相邻所述辐射单元之间对角排列，共用对角的格栅贴片。根据本专利技术的一个实施方式，所述耦合槽为十字槽，十字槽两条开槽长度方向分别平行于所述正方形辐射单元的两条相互垂直的边。本专利技术中采用将辐射单元分割为多个格栅贴片，由微带线耦合激励起两种贴片模式(TM10和TM20)，从而拓展带宽；利用桥架结构使馈电网络更为简单，避免微带功分干涉；相邻辐射单元共用栅格贴片，减小了天线排布面积；辐射贴片与天线罩5一体化设计，降低了天线的剖面高度；从电气来看，天线带宽在3.25-3.8GHz，经仿真，驻波在1.5以下，隔离度在-21.6dB以下，增益平均在12.1dB，水平波宽平均值为54.6°，垂直波宽平均值为31.8°；从结构来看本专利技术辐射单元结构简单，剖面只有0.06λ，体积小，易集成，安装简单，造价低，加工周期短。附图说明图1是微带阵列天线的示意图；图2是辐射贴片阵列的正面示意图；图3是本专利技术一个实施方式的金属层和馈电带线层的示意图；图4是天线罩与介质基板之间连接的示意图；图5是金属通孔的示意图；图6是微带栅格贴片天线俯视透视示意图；图7是天线的辐射方向图仿真曲线图；图8是微带栅格贴片天线与等剖面高度普通微带天线的电压驻波比(VSWR)对比图；以及图9是微带栅格贴片天线的极化隔离度仿真曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本专利技术中的组件、技术，以便本专利技术的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本专利技术权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。图1示出了微带阵列天线的示意图。如图1所示，一种微带阵列天线，包括辐射贴片阵列1、金属层2、介质基板3、馈电带线层4，所述辐射贴片阵列1与所述介质基板3之间形成有绝缘层；所述辐射贴片阵列1包括多个辐射单元；所述金属层2附着于所述介质基板3上表面，所述金属层2形成多个耦合槽；所述馈电带线层4附着于所述介质基板3下表面，包括多个馈电单元；每个所述辐射单元由上向下依次对应一个耦合槽和一个馈电单元；所述辐射单元由多个栅格贴片组成，各个栅格贴片呈二维均匀分布，每两个相邻辐射单元之间共用一个格栅贴片。在图1中，各图中的贴片、耦合槽、以及馈电网络都是示意图，并未标示出其具体的结构，只示出了其相对位置。在本实施方式中，所述辐射贴片阵列1与所述介质基板3之间采用绝缘柱分隔，二者之间形成的空气层作为绝缘层。所述辐射单元的个数与所述耦合槽的数量以及所述馈电单元的数量相同，每个辐射单元唯一对应于一个耦合槽和一个馈电单元，相对应的辐射单元、耦合槽和馈电单元的中心点在同一条垂线上。图2示出了辐射贴片阵列的正面示意图。如图2所示，以18个辐射单元组成的辐射贴片阵列1为例进行说明。每个辐射单元被均分为16个格栅贴片。各个栅格贴片呈二维均匀分布是指在平面上，以任一格栅贴片为中心，其余相邻格栅贴片与之间距相同，如图2中的示例，将倾斜45度角的正方形平均分割为16个小正方形。本实施方式中，所述辐射单元呈6×3阵列均匀排布，阵列中纵向每两个辐射单元构成一组。即，图示的a辐射单元和纵向相邻的b辐射单元组成一组，其对应的馈电单元共用馈电端点。整个辐射贴片阵列1可以由a+b的组合经过复制平移形成，a辐射单元与b辐射单元共用a下方与b上方的格栅贴片，图中标记为深色。此外，a辐射单元与横向相邻的c辐射单元也共用二者之间的一个格栅贴片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微带阵列天线，其特征在于，包括辐射贴片阵列(1)、金属层(2)、介质基板(3)、馈电带线层(4)，/n所述辐射贴片阵列(1)与所述介质基板(3)之间形成有绝缘层；/n所述辐射贴片阵列(1)包括多个辐射单元；/n所述金属层(2)附着于所述介质基板(3)上表面，所述金属层(2)形成多个耦合槽；/n所述馈电带线层(4)附着于所述介质基板(3)下表面，包括多个馈电单元；/n每个所述辐射单元由上向下依次对应一个耦合槽和一个馈电单元；/n所述辐射单元由多个栅格贴片组成，各个栅格贴片呈二维均匀分布，每两个相邻辐射单元之间共用一个格栅贴片。/n

【技术特征摘要】
1.一种微带阵列天线，其特征在于，包括辐射贴片阵列(1)、金属层(2)、介质基板(3)、馈电带线层(4)，
所述辐射贴片阵列(1)与所述介质基板(3)之间形成有绝缘层；
所述辐射贴片阵列(1)包括多个辐射单元；
所述金属层(2)附着于所述介质基板(3)上表面，所述金属层(2)形成多个耦合槽；
所述馈电带线层(4)附着于所述介质基板(3)下表面，包括多个馈电单元；
每个所述辐射单元由上向下依次对应一个耦合槽和一个馈电单元；
所述辐射单元由多个栅格贴片组成，各个栅格贴片呈二维均匀分布，每两个相邻辐射单元之间共用一个格栅贴片。


2.根据权利要求1所述的微带阵列天线，其特征在于，还包括天线罩(5)，
所述天线罩(5)与所述介质基板(3)之间用绝缘柱连接，形成绝缘层；
所述辐射贴片阵列(1)容纳于所述天线罩(5)内，与所述天线罩(5)形成一体。


3.根据权利要求2所述的微带阵列天线，其特征在于，所述绝缘柱为塑料柱，所述绝缘层为空气层。


4.根据权利要求1所述的微带阵列天线，其特征在于，所述耦合槽的形状为十字形或W...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹运，张颖松，华彦平，简侨兴，
申请(专利权)人：江苏亨鑫科技有限公司，江苏亨鑫无线技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32