背腔式天线单元和阵列天线装置制造方法及图纸

本公开涉及一种天线单元(1)，其包括下导电平面(2)、上导电平面(3)以及位于导电平面(2，3)之间的上介电层结构(4)。上介电层结构(4)包括多个导电过孔(5)，多个导电过孔(5)将导电平面(2，3)彼此电连接并且避开在上导电平面(3)之中、下方或上方形成的上辐射贴片(6)。导电过孔(5)避开在上介电层结构(4)中形成的至少一个中间辐射贴片(7，8)，最靠近下导电平面(2)的最低中间辐射贴片(7)被连接到馈电装置(9，10)，馈电装置(9，10)包括至少一个馈电探针(9，10)，至少一个馈电探针(9，10)经由对应的孔(13)在下导电平面(2)中延伸并且被电连接到最低中间辐射贴片(7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背腔式天线单元和阵列天线装置
本公开涉及一种天线单元，其包括下导电平面、上导电平面以及位于导电平面之间的上介电层结构。上介电层结构包括形成空腔的多个导电过孔。
技术介绍
在无线通信网络中，无线电设备在许多情况下包括所谓的高级天线系统(AAS)，例如5G移动通信系统。AAS是通过利用空间域来改进容量和覆盖的关键组件，并且面临的挑战是开发具有成本效益的技术和构建实践以满足此类产品的市场成本需求。在毫米波区域(例如，大约10GHz及以上)中，具有吸引力的是，使用基于多层PCB(印刷电路板)或LTCC(低温共烧陶瓷)或类似多层技术的高度集成的构建实践。因此，需要适合于以多层技术来实现和生产的天线阵列设计。被印刷在介电基板上的传统贴片天线遭受基板波的激励，这干扰天线阵列系统中的相邻天线单元以及导致边缘效应。背腔式贴片天线抑制了基板波，因为空腔阻碍了波传播到介电基板中，例如，如在“MillimeterWaveCavityBackedMicrostripAntennaArrayfor79GHzRadarApplications(用于79GHz雷达应用的毫米波背腔式微带天线阵列)”(MohammadMosalanejad、StevenBrebels、CharlotteSoens、IljaOcket、GuyA.E.Vandenbosch，ProgressInElectromagneticsResearch，第158卷，89-98页，2017年)中所述。但是，这样的宽带背腔式贴片天线受到它们的恶化的交叉极化率的限制，这不利于宽带双极化天线阵列性能。此外，宽带腔贴片天线还遭受馈电辐射，除其他事项外，这导致辐射方向图的不对称。在“MillimeterWaveCavityBackedApertureCoupledMicrostripPatchAntenna(毫米波背腔式孔耦合微带贴片天线)”(M.Mosalanejad、S.Brebels、I.Ocket、C.Soens、G.A.E.Vandenbosch、A.Bourdoux，2016年第十届欧洲天线与传播大会(EuCAP)，2016年达沃斯，1-5页)中描述了背腔式微带贴片天线的孔馈电。但是，孔馈电的缺点是需要在馈电孔的下方具有空腔，这又需要在孔下方的PCB层中具有空间。因此，需要增加下PCB层的厚度，并且在这些层中，用于向天线或天线阵列馈电的配电装置的可用区域也将更少。因此，需要一种背腔式贴片天线单元，其中减少馈电辐射(这导致更对称和更好的天线辐射特征)以及其中改进交叉极化辐射性能，并且需要一种包括这样的天线单元的天线阵列。
技术实现思路
本公开的一个目标是提供一种背腔式贴片天线单元，其中减少馈电辐射(这导致更对称和更好的天线辐射特征)以及其中改进交叉极化辐射性能。本公开的又一个目标是提供一种包括这样的天线单元的天线阵列。所述目标借助于一种天线单元来实现，所述天线单元包括下导电平面、上导电平面以及位于所述导电平面之间的上介电层结构。所述上介电层结构包括多个导电过孔，所述多个导电过孔将所述导电平面彼此电连接并且避开在所述上导电平面之中、下方或上方形成的上辐射贴片。所述导电过孔避开在所述上介电层结构中形成的至少一个中间辐射贴片。最靠近所述下导电平面的最低中间辐射贴片被连接到馈电装置，所述馈电装置包括至少一个馈电探针，所述至少一个馈电探针经由对应的孔在所述下导电平面中延伸并且被电连接到所述最低中间辐射贴片。这提供了与以下相关的优势：与现有技术相比，提供了改进的天线辐射特征和交叉极化辐射性能，从而进一步减少馈电辐射。根据一些方面，所述上介电结构包括针对每个辐射贴片形成的单独的介电层。这提供了高效的构建结构的优势。根据一些方面，所述上导电平面包括所述过孔被连接到的导电框架。这提供了在所述过孔之间具有有效连接的优势。根据一些方面，每个馈电装置被连接到在下介电层结构中延伸的配电装置，其中，所述下导电平面位于所述上介电层结构与所述下介电层结构之间。这提供了防止来自配电装置的不需要的辐射的优势。根据一些方面，所述下介电层结构包括包含所述配电装置的至少一个信号层和用于每个信号层的至少一个介电层。这提供了实现用于通用配电装置的多层结构的优势。根据一些方面，所述上介电层结构被形成为单独的上部，其中，所述下介电层结构被形成为单独的下部，其中，所述上介电层结构适于被表面安装到所述下介电层结构。这提供了实现高效制造的优势。根据一些方面，所述上介电层结构包括上馈电探针部和第一下导电平面，所述下层结构包括下馈电探针部和第二下导电平面。这提供了实现高效制造的优势。根据一些方面，所述最低中间辐射贴片与所述下导电平面之间的第一距离小于所述上辐射贴片与最靠近的中间贴片之间的第二距离。这提供了减少来自馈电的不需要的辐射的优势。还借助于一种阵列天线装置来实现所述目标，所述阵列天线装置包括根据以上所述的多个天线单元。所述阵列天线装置还包括包含所述配电装置的馈电组件。以这种方式，上面针对天线单元讨论的所有优势都适用于阵列天线。这提供了实现高效制造的优势。根据一些方面，每个上介电层结构被形成为单独的上部，其中，所述下介电层结构包括公共馈电装置，其中，多个上介电层结构适于被表面安装到所述下介电层结构。这提供了实现高效制造的优势。根据一些方面，每个上介电层结构包括上馈电探针部和第一下导电平面，所述下层结构包括下馈电探针部和第二下导电平面。这提供了实现高效制造的优势。根据一些方面，每个天线单元适于被表面安装到公共介电层结构。优选地，所述公共介电层结构包括第一导电平面、第二导电平面以及第三导电平面。所述第一导电平面包括第一接地平面，所述第二导电平面包括馈电网络并且与所述第一导电平面被第一介电层分离，所述第三导电平面包括第二接地平面并且与所述第二导电平面被第二介电层分离。每个天线单元包括下介电层结构，所述下介电层结构包括被连接到所述配电装置的至少一个上馈电子探针部，所述公共介电层结构包括用于每个上馈电子探针部的下馈电子探针部。所述下馈电子探针部被连接到所述第二导电平面中的所述馈电网络。这提供了实现替代的高效制造的优势。所述目标还借助于用于制造根据以上所述的阵列天线装置并具有提到的优势的方法来实现。附图说明现在将参考附图更详细地描述本公开，这些附图是：图1示出了背腔式贴片天线单元的第一示例的示意性透视侧视图；图2示出了背腔式贴片天线单元的第一示例的示意性剖开侧视图；图3示出了阵列天线装置的示意性顶视图；图4示出了阵列天线装置的示意性侧视图；图5示出了背腔式贴片天线单元的第二示例的示意性剖开侧视图；图6示出了背腔式贴片天线单元的第三示例的示意性剖开侧视图；图7示出了背腔式贴片天线单元的第四示例的示意性剖开侧视图；图8示出了根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线单元(1)，包括下导电平面(2)、上导电平面(3)以及位于所述导电平面(2，3)之间的上介电层结构(4)，其中，所述上介电层结构(4)包括多个导电过孔(5)，所述多个导电过孔(5)将所述导电平面(2，3)彼此电连接并且避开在所述上导电平面(3)之中、下方或上方形成的上辐射贴片(6)，其中，所述导电过孔(5)避开在所述上介电层结构(4)中形成的至少一个中间辐射贴片(7，8)，其中，最靠近所述下导电平面(2)的最低中间辐射贴片(7)被连接到馈电装置(9，10)，所述馈电装置(9，10)包括至少一个馈电探针(9，10)，所述至少一个馈电探针(9，10)经由对应的孔(13)在所述下导电平面(2)中延伸并且被电连接到所述最低中间辐射贴片(7)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天线单元(1)，包括下导电平面(2)、上导电平面(3)以及位于所述导电平面(2，3)之间的上介电层结构(4)，其中，所述上介电层结构(4)包括多个导电过孔(5)，所述多个导电过孔(5)将所述导电平面(2，3)彼此电连接并且避开在所述上导电平面(3)之中、下方或上方形成的上辐射贴片(6)，其中，所述导电过孔(5)避开在所述上介电层结构(4)中形成的至少一个中间辐射贴片(7，8)，其中，最靠近所述下导电平面(2)的最低中间辐射贴片(7)被连接到馈电装置(9，10)，所述馈电装置(9，10)包括至少一个馈电探针(9，10)，所述至少一个馈电探针(9，10)经由对应的孔(13)在所述下导电平面(2)中延伸并且被电连接到所述最低中间辐射贴片(7)。


2.根据权利要求1所述的天线单元(1)，其中，所述上介电结构(4)包括针对每个辐射贴片(6，7，8)形成的单独的介电层(16，17，18)。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的天线单元(1)，其中，所述上导电平面(3)包括所述过孔(5)被连接到的导电框架(15)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的天线单元(1)，其中，每个馈电装置被连接到在下介电层结构(14)中延伸的配电装置(19，20)，其中，所述下导电平面(2)位于所述上介电层结构(4)与所述下介电层结构(14)之间。


5.根据权利要求4所述的天线单元(1)，其中，所述下介电层结构(14)包括包含所述配电装置(19，20)的至少一个信号层(21)和用于每个信号层(21)的至少一个介电层(22)。


6.根据权利要求5所述的天线单元(1)，其中，所述下介电层结构(14)包括底部导电平面(23)和位于所述底部导电平面(23)与所述最靠近的信号层(21)之间的至少一个介电层(24)。


7.根据权利要求4至6中任一项所述的天线单元(61)，其中，所述上介电层结构(64)被形成为单独的上部，其中，所述下介电层结构(65)被形成为单独的下部，其中，所述上介电层结构(64)适于被表面安装到所述下介电层结构(65)。


8.根据权利要求7所述的天线单元(61)，其中，所述上介电层结构(64)包括上馈电探针部(9a)和第一下导电平面(2a)，所述下层结构(65)包括下馈电探针部(9b)和第二下导电平面(2b)。


9.根据前述权利要求中任一项所述的天线单元(1)，其中，所述最低中间辐射贴片(7)与所述下导电平面(2)之间的第一距离(d1)小于所述上辐射贴片(6)与最靠近的中间贴片(7，8)之间的第二距离(d2，d2')。


10.一种阵列天线装置(25)，包括根据权利要求1至9中任一项所述的多个天线单元(1a，1b，1c，1d，1e，1f，1g，1h，1i)，其中，所述阵列天线装置(25)还包括包含所述配电装置(19，20)的馈电组件(27)。


11.根据权利要求10所述的阵列天线装置(25)，其中，所述馈电组件(27)包括多个支路(30，31)，其中，每个支路适...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·约翰松，H·拉希德，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE