基于LTCC的毫米波封装天线及阵列天线制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于LTCC的毫米波封装天线及阵列天线，第一地层作为辐射单元层的参考地层，为辐射单元层提供参考地平面，以期实现天线单元的辐射特性。第二地层能实现控制信号层与第一射频线路层相互隔离。第三地层能实现第一射频线路层与第二射频线路层相互隔离，也是第一射频线路层、第二射频线路层的参考地平面。上述的基于LTCC的毫米波封装天线能实现LTCC设计的多层电路板的辐射单元层的射频信号的输入输出，能够适用于工艺成熟的LTCC工艺生产制造，成本低、体积小及重量轻。

【技术实现步骤摘要】
基于LTCC的毫米波封装天线及阵列天线
本技术涉及通信天线
，特别是涉及一种基于LTCC的毫米波封装天线及阵列天线。
技术介绍
随着5G通信技术的发展，为了克服sub-6G频谱资源紧缺的问题，毫米波在大带宽、高速率通信方面有显著优势。但在5G毫米波频段，电磁波信号空间损耗大，传播路径短。传统的5G毫米波单极化阵列天线，是通过两幅不同极化的阵列天线，来满足hybrid-Beamforming(混合波束形成)应用场景MIMO通信的需求，通常采用LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic低温共烧陶瓷)工艺实现。然而，传统的5G毫米波单极化阵列天线的叠层结构较为复杂，成本较高，体积较大。
技术实现思路
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种基于LTCC的毫米波封装天线及阵列天线，它能够适用于工艺成熟的LTCC工艺生产制造，能简化叠层结构，能实现成本低与体积小。其技术方案如下：一种基于LTCC的毫米波封装天线，所述基于LTCC的毫米波封装天线包括多层电路板，所述多层电路板包括：依次叠置设置的辐射单元层、第一地层、控制信号层、第二地层、第一射频线路层、第三地层及第二射频线路层；所述辐射单元层、第一地层、控制信号层、第二地层、第一射频线路层、第三地层及第二射频线路层的各个相邻层之间均设有高频介电材料；波束成形芯片，所述波束成形芯片设有第一射频信号输入输出管脚、第二射频信号输入输出管脚、接地管脚与控制管脚；所述第一射频信号输入输出管脚电性连接到所述第一射频线路层，所述第一射频线路层与所述辐射单元层电性连接；所述第二射频信号输入输出管脚电性连接到所述第二射频线路层；所述接地管脚电性连接到所述第三地层；所述控制信号层设有控制线路，所述控制管脚与所述控制线路电性连接。上述的基于LTCC的毫米波封装天线，外界装置可以通过控制信号层将触发信号通过控制线路与控制管脚发送给波束成形芯片，实现触发波束成形芯片，波束成形芯片被触发后进行相关动作；波束成形芯片工作时，外界装置通过第二射频线路层、波束成形芯片的第二射频信号输入输出管脚将天线信号发给波束成形芯片，通过波束成形芯片的第一射频信号输入输出管脚将射频信号输入到第一射频线路层，由第一射频线路层输送到辐射单元层，辐射单元层接收到的天线信号也可以通过第一射频信号输入输出管脚进入到波束成形芯片，由波束成形芯片的第二射频信号输入输出管脚输出给第二射频线路层，通过第二射频线路层反馈给外界装置。此外，第一地层作为辐射单元层的参考地层，为辐射单元层提供参考地平面，以期实现天线单元的辐射特性。第二地层能实现控制信号层与第一射频线路层相互隔离。第三地层能实现第一射频线路层与第二射频线路层相互隔离，也是第一射频线路层、第二射频线路层的参考地平面。如此，上述的基于LTCC的毫米波封装天线能实现LTCC设计的多层电路板的辐射单元层的射频信号的输入输出，能够适用于工艺成熟的LTCC工艺生产制造，成本低、体积小及重量轻。在其中一个实施例中，所述多层电路板还包括设于所述第一地层与所述控制信号层之间的电源平面层；所述波束成形芯片还设有电源管脚，所述电源管脚与所述电源平面层的电源面电性连接。在其中一个实施例中，所述波束成形芯片设于所述第二射频线路层上。在其中一个实施例中，所述辐射单元层设有若干个辐射振子片，与所述辐射振子片对应设置的两个馈电盘；所述第一射频线路层与所述馈电盘电性连接。在其中一个实施例中，所述第一射频线路层包括一分N功分馈电线，所述第一射频信号输入输出管脚电性连接到所述一分N功分馈电线的合路端，所述一分N功分馈电线的多个支路端分别与多个所述馈电盘对应电性连接。在其中一个实施例中，所述多层电路板设置有若干个第一垂直互连金属化过孔，若干个所述第一垂直互连金属化过孔与若干个馈电盘一一对应设置，所述第一垂直互连金属化过孔由所述辐射单元层贯穿到所述第一射频线路层，所述第一垂直互连金属化过孔的一端与所述馈电盘电性连接，所述第一垂直互连金属化过孔的另一端与所述一分N功分馈电线的支路端电性连接；所述多层电路板还设有若干个第二垂直互连金属化过孔，所述第二垂直互连金属化过孔由所述第一射频线路层贯穿到所述第二射频线路层，所述第二垂直互连金属化过孔的一端与所述一分N功分馈电线的合路端，所述第二垂直互连金属化过孔的另一端与所述第一射频信号输入输出管脚电性连接；所述多层电路板还设有第三垂直互连金属化过孔；所述第三垂直互连金属化过孔由所述第一地层贯穿到所述第二射频线路层，所述第三垂直互连金属化过孔的一端与所述控制线路电性连接，所述第三垂直互连金属化过孔的另一端与所述控制管脚电性连接；所述多层电路板还设有若干个第四垂直互连金属化过孔，所述第四垂直互连金属化过孔由所述第一地层贯穿到所述第二射频线路层，所述电源平面层的电源面通过所述第四垂直互连金属化过孔与所述接地管脚电性连接。在其中一个实施例中，所述多层电路板还设有若干个第五垂直互连金属化过孔与若干个第六垂直互连金属化过孔，所述第五垂直互连金属化过孔由所述第一地层贯穿到所述第一射频线路层，所述第六垂直互连金属化过孔由所述第一射频线路层贯穿到所述第二射频线路层，所述第五垂直互连金属化过孔与所述第六垂直互连金属化过孔电性连接，所述第一地层、所述第二地层及所述第三地层均通过所述第五垂直互连金属化过孔相互电性连接。在其中一个实施例中，所述第一垂直互连金属化过孔的外围绕设有多个间隔的所述第五垂直互连金属化过孔，所述第二垂直互连金属化过孔的外围绕设有多个间隔的所述第六垂直互连金属化过孔。在其中一个实施例中，所述多层电路板还设有一阶金属化过孔，所述一阶金属化过孔由所述第三地层贯穿到所述第二射频线路层，所述第三地层通过所述一阶金属化过孔与所述接地管脚电性连接。一种阵列天线，包括两个以上所述的基于LTCC的毫米波封装天线。上述的阵列天线，外界装置可以通过控制信号层将触发信号通过控制线路与控制管脚发送给波束成形芯片，实现触发波束成形芯片，波束成形芯片被触发后进行相关动作；波束成形芯片工作时，外界装置通过第二射频线路层、波束成形芯片的第二射频信号输入输出管脚将天线信号发给波束成形芯片，通过波束成形芯片的第一射频信号输入输出管脚将射频信号输入到第一射频线路层，由第一射频线路层输送到辐射单元层，辐射单元层接收到的天线信号也可以通过第一射频信号输入输出管脚进入到波束成形芯片，由波束成形芯片的第二射频信号输入输出管脚输出给第二射频线路层，通过第二射频线路层反馈给外界装置。此外，第一地层作为辐射单元层的参考地层，为辐射单元层提供参考地平面，以期实现天线单元的辐射特性。第二地层能实现控制信号层与第一射频线路层相互隔离。第三地层能实现第一射频线路层与第二射频线路层相互隔离，也是第一射频线路层、第二射频线路层的参考地平面。如此，上述的基于LTCC的毫米波封装天线能实现LTCC设计的多层电路板的辐射单元层的射频信号的输入输出，能够适用于工艺成熟的LTCC工艺生产制造，成本低、体积小及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述基于LTCC的毫米波封装天线包括多层电路板，所述多层电路板包括：/n依次叠置设置的辐射单元层、第一地层、控制信号层、第二地层、第一射频线路层、第三地层及第二射频线路层；所述辐射单元层、第一地层、控制信号层、第二地层、第一射频线路层、第三地层及第二射频线路层的各个相邻层之间均设有高频介电材料；/n波束成形芯片，所述波束成形芯片设有第一射频信号输入输出管脚、第二射频信号输入输出管脚、接地管脚与控制管脚；所述第一射频信号输入输出管脚电性连接到所述第一射频线路层，所述第一射频线路层与所述辐射单元层电性连接；所述第二射频信号输入输出管脚电性连接到所述第二射频线路层；所述接地管脚电性连接到所述第三地层；所述控制信号层设有控制线路，所述控制管脚与所述控制线路电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述基于LTCC的毫米波封装天线包括多层电路板，所述多层电路板包括：
依次叠置设置的辐射单元层、第一地层、控制信号层、第二地层、第一射频线路层、第三地层及第二射频线路层；所述辐射单元层、第一地层、控制信号层、第二地层、第一射频线路层、第三地层及第二射频线路层的各个相邻层之间均设有高频介电材料；
波束成形芯片，所述波束成形芯片设有第一射频信号输入输出管脚、第二射频信号输入输出管脚、接地管脚与控制管脚；所述第一射频信号输入输出管脚电性连接到所述第一射频线路层，所述第一射频线路层与所述辐射单元层电性连接；所述第二射频信号输入输出管脚电性连接到所述第二射频线路层；所述接地管脚电性连接到所述第三地层；所述控制信号层设有控制线路，所述控制管脚与所述控制线路电性连接。


2.根据权利要求1所述的基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述多层电路板还包括设于所述第一地层与所述控制信号层之间的电源平面层；所述波束成形芯片还设有电源管脚，所述电源管脚与所述电源平面层的电源面电性连接。


3.根据权利要求2所述的基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述波束成形芯片设于所述第二射频线路层上。


4.根据权利要求3所述的基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述辐射单元层设有若干个辐射振子片，与所述辐射振子片对应设置的两个馈电盘；所述第一射频线路层与所述馈电盘电性连接。


5.根据权利要求4所述的基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述第一射频线路层包括一分N功分馈电线，所述第一射频信号输入输出管脚电性连接到所述一分N功分馈电线的合路端，所述一分N功分馈电线的多个支路端分别与多个所述馈电盘对应电性连接。


6.根据权利要求5所述的基于LTCC的毫米波封装天线，其特征在于，所述多层电路板设置有若干个第一垂直互连金属化过孔，若干个所述第一垂直互连金属化过孔与若干个馈电盘一一对应设置，所述第一垂直互连金属化过孔由所述辐射单元层贯穿到所述第一射频线路层，所述第一垂直互连金属化过孔的一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永振，杨波，伍尚坤，高霞，朱继宏，王彪，张志梅，邱诗彬，
申请(专利权)人：京信网络系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44