一种基于介质材料的天线模块制造技术

本实用新型专利技术涉及通信天线技术领域，具体涉及一种基于介质材料的天线模块。由若干个子阵单元连接而成，每个子阵单元均包括一个介质基板和设置在介质基板上的辐射片与功分器，所述介质基板上均匀设有若干个凸出于介质基板上表面且底部中空的上凸腔体，所述辐射片紧密设置于上凸腔体的内顶面，各个所述辐射片之间通过设置在介质基板下表面的一分多功分器连接。将辐射片设置在上凸腔体内顶壁，其不需耦合既能实现能量传输，其无耦合损耗，保证天线高增益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于介质材料的天线模块
本技术涉及通信天线
，具体涉及一种基于介质材料的天线模块。
技术介绍
面对用户对移动通信网的数据需求正呈现爆发性的增长，千倍于4GLTE系统的网络容量和毫秒极低时延的大规模MIMO天线阵列系统被认为是5G最具潜力的传输技术。而大规模、轻量化、高增益的天线阵列设计是5G通信技术首要解决的问题。目前天线模块常用设计采用将辐射贴片设置在介质基板上凸腔体外表面的结构，以保证辐射片与底部反射板之间的距离。而该设计为实现能量耦合，需要在上凸腔体内加工出多个如“干”形或“P”形的筋体，以便在筋体端面通过电镀或者LDS工艺设置蚀刻线路，从而实现能量到辐射片的传输。该结构由于需在上凸腔体内形成复杂的筋体结构，导致介质基板加工难度大大增加。同时，由于其能量需要通过耦合才能传输到介质基板另一面的辐射片上，导致能量耦合损耗，从而影响天线的增益效果。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种加工简单，且具有低损耗、高增益的基于介质材料的天线模块。本技术一种基于介质材料的天线模块，其技术方案为：由若干个子阵单元连接而成，每个子阵单元均包括一个介质基板和设置在介质基板上的辐射片与功分器，所述介质基板上均匀设有若干个凸出于介质基板上表面且底部中空的上凸腔体，所述辐射片紧密设置于上凸腔体的内顶面，各个所述辐射片之间通过设置在介质基板下表面的一分多功分器连接。较为优选的，所述上凸腔体的上表面与辐射片对应位置设有引向片，所述引向片上设有导电孔。较为优选的，所述辐射片和一分多功分器通过选择性电镀或LDS加工工艺一体化成型。较为优选的，所述辐射片上设有镂空结构。较为优选的，所述镂空结构包括环绕辐射片中心均匀设置的至少两个T形镂空槽，相邻T形镂空槽之间的旋转角度差为360°/N，N为T形镂空槽的数量，所述T形镂空槽朝向辐射片中心的一端与辐射片中心的断开孔连通。较为优选的，所述上凸腔体侧壁呈多边形结构，相邻所述侧壁连接处设有与上凸腔体表面垂直的加强柱。较为优选的，相邻的所述子阵单元之间通过一个或多个连接桥固连形成天线模块阵列。较为优选的，所述介质基板两侧设有与介质基板板面垂直的竖直加强板。本技术的有益效果为：将辐射片设置在上凸腔体内顶壁，其不需耦合既能实现能量传输，其无耦合损耗，保证天线高增益。基于该结构在上凸腔体上表面设置引向片，可进一步提高天线增益。同时，本结构无需在型腔内设置耦合筋体，介质基板加工简单，生产效率高，成本低廉。辐射片采用镂空设计，能进一步提高天线增益。采用选择性电镀及LDS加工一体成型辐射片和功分器，可根据要求改变子阵的振子数并改变功分器的方式实现多单元子阵，可根据要求实现多子阵一体开模，可用于各个频段的开发，具有良好的普适性。附图说明图1为本技术第一角度立体结构示意图；图2为本技术第二角度立体结构示意图；图3为图2的A部放大示意图；图4为本技术俯视结构示意图；图5为本技术仰视结构示意图；图6为图5的B部放大示意图。图中：1-介质基板1、2-上凸腔体2、3-引向片3、4-导电孔、5-加强柱、6-加强板、7-连接桥、8-辐射片、9-一分多功分器、10-镂空结构、11-T形镂空槽、12-断开孔、13-通孔具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本技术，但它们不对本技术构成限定。如图1-4所示，本方案一种基于介质材料的天线模块，由若干个子阵单元连接而成，每个子阵单元均包括一个介质基板1和设置在介质基板1上的辐射片8与功分器9。介质基板1上均匀设有若干个凸出于介质基板1上表面且底部中空的上凸腔体2。该介质基板1以及其上的上凸腔体2由同一介电常数的绝缘材质经过一体开模成型。辐射片8紧密设置于上凸腔体2的内顶面，各个辐射片8之间通过设置在介质基板1下表面的一分多功分器9连接。介质基板1底部预埋有一体化插针11，该一体化插针11穿过一分多功分器9，与馈电网络连通。辐射片8和一分多功分器9可以采用金属贴片方式固定在介质基板1上，也可以通过选择性电镀或LDS加工工艺一体化成型于介质基板1上。具体采用何种方式实现辐射片8和一分多功分器9结构可根据生产需求选定，所有能够实现辐射片8与一分多功分器9与介质基板1紧密连接的工艺均应包含在本方案保护范围内。本实施例采用一个子阵单元设置四个振子为例进行说明，为连接四个均匀分布的辐射片8，该一分多功分器9采用一分四功分器。且四个振子各+45°极化馈电电路的输入端通过一个一分四功分器进行连接，四个振子各-45°极化馈电电路的输入端通过另一个一分四功分器进行连接。即，不论该辐射片8为几个，一分多功分器9均为两个。同理，当一个子阵单元设置三个振子时，其具有三个均匀分布的辐射片8，该一分多功分器9采用一分三功分器，且具有两个。具体一个子阵单元设置振子的数量根据生产需求进行设置，并对应设置一分多功分器9即可。在另一种实施例中，也可以采用多个一分M功分器(M＜N)以级联方式构造成一分P功分器形式(P≥M)，进而与N个振子各馈电线路的各输入端进行电连接。为进一步提高天线增益，可在上凸腔体2的上表面与辐射片8对应位置设置引向片3，引向片3上设有导电孔4。上凸腔体2侧壁呈多边形结构，相邻侧壁连接处设有与上凸腔体2表面垂直的加强柱5。本实施例中，该多边形结构选取正方形，该加强柱5为设置在正方形四角处的圆柱。引向片3的形状和辐射片8的形状均应与上凸腔体2形状保持一致，以实现高增益效果。如，当上凸腔体2采用正方形结构时，引向片3和辐射片8的形状均应采用与上凸腔体2大小相近的正方形结构，且引向片3和辐射片8的位置应相互对应。如图5所示，为进一步加强天线的增益，还可在辐射片8上设置镂空结构10。该镂空结构的形状可以有多种形式，如，米字型、三角形等，所有能够提高增益的镂空形式均可采纳。本方案采用的镂空结构如图6所示，镂空结构10包括环绕辐射片8中心均匀设置的至少两个T形镂空槽11，相邻T形镂空槽11之间的旋转角度差为360°/N，N为T形镂空槽11的数量，T形镂空槽11朝向辐射片8中心的一端与辐射片8中心的断开孔12连通。本实施例中，N取4，使该T形镂空槽11成十字分别在断开孔12的四个方向。引向片3的导电孔4、上凸腔体2表面开设的通孔13和辐射片8的断开孔12相互连通，形成贯通孔。该贯穿孔可以位于辐射片8任意位置，本方案为使其结合镂空结构10实现更好的增益效果，将该孔位设置在辐射片8的中心位置。同时，为实现辐射片8与引向片3的隔离，辐射片8与引向片3对应位置设置的断开孔12内径应大于通孔13。本方案的介质基板1为长条状基板，多个介质基板1沿介质基板1宽度方向整齐排列，并在相邻的子阵单元之间通过一个或多个连接桥7固连形成一个天线模块阵列。该连接桥7为一个时，其设置于中心位置，且长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于介质材料的天线模块，由若干个子阵单元连接而成，每个子阵单元均包括一个介质基板(1)和设置在介质基板(1)上的辐射片(8)与功分器(9)，其特征在于：所述介质基板(1)上均匀设有若干个凸出于介质基板(1)上表面且底部中空的上凸腔体(2)，所述辐射片(8)紧密设置于上凸腔体(2)的内顶面，各个所述辐射片(8)之间通过设置在介质基板(1)下表面的一分多功分器(9)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于介质材料的天线模块，由若干个子阵单元连接而成，每个子阵单元均包括一个介质基板(1)和设置在介质基板(1)上的辐射片(8)与功分器(9)，其特征在于：所述介质基板(1)上均匀设有若干个凸出于介质基板(1)上表面且底部中空的上凸腔体(2)，所述辐射片(8)紧密设置于上凸腔体(2)的内顶面，各个所述辐射片(8)之间通过设置在介质基板(1)下表面的一分多功分器(9)连接。


2.根据权利要求1所述的基于介质材料的天线模块，其特征在于：所述上凸腔体(2)的上表面与辐射片(8)对应位置设有引向片(3)，所述引向片(3)上设有导电孔(4)。


3.根据权利要求1所述的基于介质材料的天线模块，其特征在于：所述辐射片(8)和一分多功分器(9)一体化成型。


4.根据权利要求1所述的基于介质材料的天线模块，其特征在于：所述辐射片(8)上设有镂空结构(10)。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晖，刘明星，
申请(专利权)人：武汉凡谷电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42