基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元及阵列制造技术

本发明专利技术公开了一种基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元及阵列，所述天线单元包括天线部分和射频前端部分，使用焊盘与馈电探针将这两部分链路连接在一起形成所述天线单元。所述天线部分1和射频前端部分2均采用高温共烧陶瓷基板进行设计。本申请中使用高温共烧陶瓷技术的初衷是为了实现天线和射频前端的一体化，减少天线到射频前端的传输路径，从而降低传输损耗，使成本与系统性能具有良好平衡。平衡。平衡。

【技术实现步骤摘要】
基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元及阵列


[0001]本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元及阵列。

技术介绍

[0002]双极化天线是一种新型天线技术，组合了+45
°
和
‑
45
°
两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；现有技术中的宽带双极化天线中天线部分和射频前端为分体结构，天线到射频前端的传输路径较远，损耗较大，性能较差。高温共烧陶瓷技术（HTCC）是一种多层电路板制造技术，其特点是在1500~1600℃高温环境下将多层介质板叠合烧结在一起，也适用于天线的制作。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种能够降低传输损耗、带宽较宽、隔离度性能好的基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元，其特征在于：包括天线部分和射频前端部分，使用焊盘与馈电探针将这两部分链路连接在一起形成所述天线单元。
[0005]进一步的技术方案在于：所述天线部分和射频前端部分均采用高温共烧陶瓷基板进行设计。
[0006]进一步的技术方案在于：所述天线部分包括第一高温共烧陶瓷基板，所述第一高温共烧陶瓷基板的底部形成有第一接地层，所述第一接地层上形成有两个端口安装过孔，分为端口V过孔和端口H过孔，所述第一高温共烧陶瓷基板的上表面形成有第二接地层，所述第二接地层上分别与所述端口安装过孔相对应的位置形成有两个通过孔，所述端口V过孔和端口H过孔外周的第一高温共烧陶瓷基板内形成有贯穿其上下表面的圆周状的端口V等效同轴线和端口H等效同轴线，端口V等效同轴线和端口H等效同轴线的上下两端分别与所述第二接地层以及第一接地层连接，所述第二接地层的上表面形成有第二高温共烧陶瓷基板，第二高温共烧陶瓷基板的上表面形成有辐射贴片，所述辐射贴片的相邻的两个边上形成有端口V馈电线和端口H馈电线，所述端口V馈电线和端口H馈电线分别通过一个第一馈电探针与对应的第一高温共烧陶瓷基板上的第二馈电探针电连接，所述第二馈电探针分别位于所述端口V等效同轴线和端口H等效同轴线的轴心位置；所述辐射贴片层外侧的第二高温共烧陶瓷基板的上表面形成有第三高温共烧陶瓷基板，所述第三高温共烧陶瓷基板上形成有空气孔，所述第三高温共烧陶瓷基板的上表面形成有第四高温共烧陶瓷基板，所述第四高温共烧陶瓷基板的下表面形成有寄生贴片，所述第二高温共烧陶瓷基板、第四高温共烧陶瓷基板与所述空气孔围合成空气腔，所述辐射贴片以及所述寄生贴片位于所述空气腔内。
[0007]进一步的技术方案在于：所述第四高温共烧陶瓷基板的上表面形成有金属环，且
所述金属环位于所述空气腔的外侧，所述金属环与第一接地层之间通过第一金属化过孔连接。
[0008]进一步的技术方案在于：所述端口V过孔和端口H过孔内分别形成有焊盘，所述焊盘与所述第二金属化过孔的下端电连接。
[0009]进一步的技术方案在于：所述焊盘的直径小于所述端口V过孔和端口H过孔的直径。
[0010]优选的，所述第一高温共烧陶瓷基板与所述第二高温共烧陶瓷基板的厚度之和为0.625mm，所述第三高温共烧陶瓷基板的厚度为0.875mm，所述第四高温共烧陶瓷基板的厚度为0.5mm。
[0011]进一步的技术方案在于：所述射频前端部分包括第五高温共烧陶瓷基板，所述第五高温共烧陶瓷基板的上表面形成有第六高温共烧陶瓷基板，第五高温共烧陶瓷基板和第六高温共烧陶瓷基板内形成有第三馈电探针，所述射频前端部分通过第三馈电探针与所述天线部分上的焊盘电连接。
[0012]进一步的技术方案在于：所述辐射贴片上与所述端口V馈电线相对应的边上形成有V＇馈电线，所述辐射贴片上与所述端口H馈电线相对应的边上形成有H＇馈电线，V＇馈电线通过第二高温共烧陶瓷基板内的馈电探针与所述端口V馈电线相连接的第一馈电探针连接，H＇馈电线通过第二高温共烧陶瓷基板内的馈电探针与所述端口H馈电线相连接的第一馈电探针连接，所述第一馈电探针分别与对应的第一高温共烧陶瓷基板上的第二馈电探针电连接。
[0013]本专利技术实施例还公开了一种基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线阵列，其特征在于：包括若干个呈阵列状排列的所述的高隔离度宽带双极化天线单元。
[0014]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请中使用高温共烧陶瓷技术的实现天线和射频前端的一体化，减少天线到射频前端的传输路径，从而降低传输损耗，使成本与系统性能具有良好平衡。为减少阵列单元之前的耦合，在阵列单元的四边上各设置了一排金属化过孔，在天线的顶部用一个方形金属环将所有金属化过孔的上开口连接在一起，方形环、地板（GND1）和所有金属化过孔构成了介质集成腔体结构，该结构与金属腔体具有相近的性能，提高了所述天线阵列的带宽，且使得隔离度性能较好。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0016]图1是本专利技术实施例所述天线单元的剖视结构示意图；图2是本专利技术实施例所述天线单元中天线部分的分解结构示意图；图3a是本专利技术实施例中天线部分的寄生贴片与相应的高温共烧陶瓷基板的结构示意图；图3b是本专利技术实施例中天线部分的辐射贴片与相应的高温共烧陶瓷基板的结构示意图；图4是本专利技术实施例中天线单元有源驻波系数仿真结果曲线图；图5是本专利技术实施例中天线单元正交极化端口隔离度仿真结果曲线图；图6a是本专利技术实施例中四点馈电单元示意图；
图6b是本专利技术实施例中馈电点相位图；图6c是本专利技术实施例中端口H工作模式下贴片电流流向；图7四点馈电阵列单元端口隔离度仿真结果图；图8四点馈电阵列单元端口隔离度仿真结果图；其中：1、天线部分；1
‑
1、第一高温共烧陶瓷基板；1
‑
2、第一接地层；1
‑
3、端口V过孔；1
‑
4、端口H过孔；1
‑
5、通过孔；1
‑
6、端口V等效同轴线；1
‑
7、端口H等效同轴线；1
‑
8、第二高温共烧陶瓷基板；1
‑
9、辐射贴片；1
‑
10、端口V馈电线；1
‑
11、端口H馈电线；1
‑
12、第一馈电探针；1
‑
13、第二馈电探针；1
‑
14、第三高温共烧陶瓷基板；1
‑
15、第四高温共烧陶瓷基板；1
‑
16、寄生贴片；1
‑
17、空气腔；1
‑
18、金属环；1
‑
19、第一金属化过孔；1
‑
20、焊盘；1
‑
21、V＇馈电线；1
‑
22、H＇馈电线；2、射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元，其特征在于：包括天线部分（1）和射频前端部分（2），使用焊盘（21）与馈电探针将这两部分链路连接在一起形成所述天线单元。2.如权利要求1所述的基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元，其特征在于：所述天线部分（1）和射频前端部分（2）均采用高温共烧陶瓷基板进行设计。3.如权利要求1所述的基于高温共烧陶瓷的高隔离度宽带双极化天线单元，其特征在于：所述天线部分（1）包括第一高温共烧陶瓷基板（1
‑
1），所述第一高温共烧陶瓷基板（1
‑
1）的底部形成有第一接地层（1
‑
2），所述第一接地层（1
‑
2）上形成有两个端口安装过孔，分为端口V过孔（1
‑
3）和端口H过孔（1
‑
4），所述第一高温共烧陶瓷基板（1
‑
1）的上表面形成有第二接地层（1
‑
4），所述第二接地层（1
‑
4）上分别与所述端口安装过孔相对应的位置形成有两个通过孔（1
‑
5），所述端口V过孔（1
‑
3）和端口H过孔（1
‑
4）外周的第一高温共烧陶瓷基板（1
‑
1）内形成有贯穿其上下表面的圆周状的端口V等效同轴线（1
‑
6）和端口H等效同轴线（1
‑
7），端口V等效同轴线（1
‑
6）和端口H等效同轴线（1
‑
7）的上下两端分别与所述第二接地层（1
‑
4）以及第一接地层（1
‑
2）连接，所述第二接地层（1
‑
4）的上表面形成有第二高温共烧陶瓷基板（1
‑
8），第二高温共烧陶瓷基板（1
‑
8）的上表面形成有辐射贴片（1
‑
9），所述辐射贴片（1
‑
9）的相邻的两个边上形成有端口V馈电线（1
‑
10）和端口H馈电线（1
‑
11），所述端口V馈电线（1
‑
10）和端口H馈电线（1
‑
11）分别通过一个第一馈电探针（1
‑
12）与对应的第一高温共烧陶瓷基板（1
‑
1）上的第二馈电探针（1
‑
13）电连接，所述第二馈电探针（1
‑
13）分别位于所述端口V等效同轴线（1
‑
6）和端口H等效同轴线（1
‑
7）的轴心位置；所述辐射贴片（1
‑
9）外侧的第二高温共烧陶瓷基板（1
‑
8）的上表面形成有第三高温共烧陶瓷基板（1
‑
14），所述第三高温共烧陶瓷基板（1
‑
14）上形成有空气孔，所述第三高温共烧陶瓷基板（1
‑
14）的上表面形成有第四高温共烧陶瓷基板（1
‑
15），所述第四高温共烧陶瓷基板（1
‑
15）的下表面形成有寄生贴片（1
‑
16），所述第二高温共烧陶瓷基板（1
‑
8）、第四高温共烧陶瓷基板（1
‑
15）与所述空气孔围合成空气腔（1
‑
17），所述辐射贴片（1
‑
9）以及所述寄生贴片（1
‑
16）位于所述空气腔（1

【专利技术属性】
技术研发人员：曾欣，赖邱亮，
申请(专利权)人：石家庄烽瓷电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：