辐射单元结构及微带阵列天线制造技术

本实用新型专利技术提出一种辐射单元结构及微带阵列天线，该辐射单元结构包括：基板；设置在基板之上的辐射贴片；与辐射贴片相连的馈电结构；设置在辐射贴片之上的辐射单元，其中，辐射单元具有介质材料结构本体，以及设置在介质材料结构本体之上相对的第一金属面和第二金属面，辐射单元通过第一金属面与辐射贴片相连。本实用新型专利技术采用辐射贴片和PCB辐射单元进行复合，组成新的辐射单元结构，利于缩小阵列天线面积，增加隔离度。

Radiation element structure and microstrip array antenna

【技术实现步骤摘要】
辐射单元结构及微带阵列天线
本技术涉及阵列天线
，特别涉及一种辐射单元结构及微带阵列天线。
技术介绍
微带天线是在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀或者印刷方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线一般分为两种：一是贴片形状是一细长带条，称为微带振子天线。二是贴片形状是一个面积单元时，称为微带天线。如果把接地板刻出缝隙，而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。微带天线在二维平面组成阵列，叫微带平面阵列天线。根据馈电方式的不同，可以分为串联馈电和并联馈电。串馈微带阵列天线是指以微带贴片作为基本阵元组成的，使用微带线串联馈电的线阵。串联馈电可以显著减小馈电网络的复杂性，缩短网络中微带传输线的长度，降低馈电网络带来的损耗，在固定波束和频扫天线中广为采用。特别是在汽车毫米波雷达中使用广泛。一般的为了达到高增益，沿X方向再进行组阵，就形成以串馈微带阵列天线为基础的面阵(串并结合)。串馈微带阵列天线由于易于制作，面积紧凑，方便布局，低成本等特点，以及在性能方面，易于达到较宽的水平角、较高的增益等特点，目前在汽车毫米波防撞雷达中使用广泛，因此，目前关于微带阵列天线具有众多相关技术。关于串馈微带阵列天线现有技术主要存在如下缺陷和不足：在性能方面，串馈微带阵列天线需要缩小面积，增加天线之间的隔离度。以汽车毫米波防撞雷达为例子，目前主流的方案是使用76～81GHz频段为汽车毫米波防撞雷达工作频段。在现在的毫米波雷达系统中，经常使用两个或者两个以上天线进行二分之一波长等间距排列，形成雷达的接收天线，以便于测量周围物体相对于汽车的角度以及描绘周围物体的运动方向。同样，一般的，使用串馈微带阵列天线进行二分之一波长等间距排列后，天线之间的隔离度一般小于15dB，这样也限制了雷达性能的发挥。在MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)，多入多出)雷达中，经常需要多个发射天线以及多个接收天线进行布局，纵使串馈阵列天线具有紧凑的特点，但是当需要使用多副天线时，则使得雷达面积较大，同样迫切需要缩小天线面积。相对于串联馈电阵列天线，并联馈电的阵列天线的特点在于阵元是并联馈电的，并联馈电可以形成线阵也可以组成面阵，每个单元可以设置成独立馈电，也可以使用多级功分器或者其它矩阵组成馈电网络进行馈电。同样地，并联馈电阵列天线也需要通过技术手段提高阵元之间的隔离度，这样有利于抑制副瓣等好处，并联馈电阵列天线也需要通过一定的技术手段来缩小天线面积。这些问题均是业界一直在研究的课题，也是应用上的难点和瓶颈所在。
技术实现思路
本技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种辐射单元结构，采用辐射贴片和PCB辐射单元进行复合，组成新的辐射单元结构，利于缩小阵列天线面积，增加隔离度。为此，本技术的第二个目的在于提出一种微带阵列天线。为了实现上述目的，本技术第一方面提出了一种辐射单元结构，包括：基板；设置在所述基板之上的辐射贴片；与所述辐射贴片相连的馈电结构；设置在所述辐射贴片之上的辐射单元，其中，所述辐射单元具有介质材料结构本体，以及设置在所述介质材料结构本体之上相对的第一金属面和第二金属面，所述辐射单元通过所述第一金属面与所述辐射贴片相连。根据本技术的辐射单元结构，在基板上设置辐射贴片，在辐射贴片上设置辐射单元，辐射单元具有介质材料结构本体，在介质材料结构本体之上设置相对的第一金属面和第二金属面，辐射单元通过第一金属面与辐射贴片相连，即采用辐射贴片和PCB辐射单元进行复合，组成新的辐射单元结构，利于缩小阵列天线面积，增加隔离度。另外，根据本技术上述的辐射单元结构还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，所述辐射单元和所述辐射贴片通过焊接相连。在一些示例中，所述介质材料结构本体的介电常数大于所述基板的介电常数。在一些示例中，所述介质材料结构本体为矩形、方形或圆形。在一些示例中，所述馈电结构为馈电探针或馈电微带线。在一些示例中，所述介质材料结构本体为陶瓷。为了实现上述目的，本技术第二方面提出了一种微带阵列天线，包括本技术上述所述的辐射单元结构。根据本技术的微带阵列天线，采用辐射贴片和PCB辐射单元进行复合，组成新的辐射单元结构，利于缩小阵列天线面积，增加隔离度。另外，根据本技术上述的微带阵列天线还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，还包括：至少一个与所述辐射单元结构相互串联或并联的贴片辐射单元结构。在一些示例中，所述辐射单元结构为多个。在一些示例中，所述多个辐射单元结构之中介质材料结构本体的尺寸不同。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术一个实施例的辐射单元结构示意图；图2是根据本技术另一个实施例的辐射单元结构示意图；图3是根据本技术一个实施例的辐射单元的结构示意图；图4是根据本技术一个具体实施例的两个贴片辐射单元结构构成的微带阵列天线示意图；图5是根据本技术一个具体实施例的三个贴片辐射单元结构构成的阵列天线示意图；图6是根据本技术一个具体实施例的多个贴片辐射单元结构构成的并联馈电阵列天线示意图；图7是根据本技术一个具体实施例的多个贴片辐射单元结构构成的串并结合(混合馈电)阵列天线示意图；图8是根据本技术一个具体实施例的只设置一个贴片辐射单元的阵列天线示意图；图9是普通的串馈阵列天线示意图；图10是根据本技术一个具体实施例中图8所示阵列天线的参数示意图；图11是根据本技术一个具体实施例中图9所示阵列天线的参数示意图；图12是根据本技术一个具体实施例中设置两个串馈阵列天线相距77GHz二分之一波长的间距示意图；图13是根据本技术一个具体实施例中图12所示结构的参数示意图；图14是根据本技术一个具体实施例中设置两个串馈阵列天线在76GHz～77GHz之间隔离度≥18dB的间距示意图；图15是根据本技术一个具体实施例中图14所示结构的参数示意图。附图说明：1-基板；2-辐射贴片；3-馈电结构；4-辐射单元；41-介质材料结构本体；42-第一金属面；43-第二金属面。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射单元结构，其特征在于，包括：/n基板；/n设置在所述基板之上的辐射贴片；/n与所述辐射贴片相连的馈电结构；/n设置在所述辐射贴片之上的辐射单元，其中，所述辐射单元具有介质材料结构本体，以及设置在所述介质材料结构本体之上相对的第一金属面和第二金属面，所述辐射单元通过所述第一金属面与所述辐射贴片相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种辐射单元结构，其特征在于，包括：
基板；
设置在所述基板之上的辐射贴片；
与所述辐射贴片相连的馈电结构；
设置在所述辐射贴片之上的辐射单元，其中，所述辐射单元具有介质材料结构本体，以及设置在所述介质材料结构本体之上相对的第一金属面和第二金属面，所述辐射单元通过所述第一金属面与所述辐射贴片相连。


2.如权利要求1所述的辐射单元结构，其特征在于，所述辐射单元和所述辐射贴片通过焊接相连。


3.如权利要求1所述的辐射单元结构，其特征在于，所述介质材料结构本体的介电常数大于所述基板的介电常数。


4.如权利要求1所述的辐射单元结构，其特征在于，所述介质材料结构本体为矩形、方形或圆形。

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，周超，吴沙鸥，
申请(专利权)人：深圳陶陶科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44