波束可重构的毫米波天线制造技术

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，公开了一种波束可重构的毫米波天线，包括辐射组件和馈电组件，其中辐射组件由12个呈环形等间距设置的辐射贴片和第一馈电结构组成，馈电组件包括自上而下层叠设置的第一功分器、第二功分器、第二馈电结构和第三馈电结构组成，其中第一功分器为一分十二结构，在接收第三馈电结构的信号后分别传输给12个第一馈电结构和辐射贴片，形成全向波束，第二功分器和第二馈电结构各三个，在接收第二馈电结构的信号后分为两路信号分别传输给相邻的两个第一馈电结构和辐射贴片，形成定向波束。该波束可重构的毫米波天线，能够以较为简单的结构实现波束重构，从而满足用户的多种需求。用户的多种需求。用户的多种需求。

【技术实现步骤摘要】
波束可重构的毫米波天线


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体的，涉及一种波束可重构的毫米波天线。

技术介绍

[0002]第五代移动通信系统(5G)发展迅速，相比较于前几代移动通信系统，5G具有更高的通信速率、更低的时延以及更大的通信容量，而为了实现这些优势，通信系统对各组成部分尤其是天线提出了更高的要求。信道容量不足一直是通信系统的关键问题，5G中急速增长的各种移动终端和无线数据业务更激化了这种矛盾，而5G毫米波频段拥有Gb级别的带宽容量，相比于低频段信道资源十分充足，因此毫米波频段的天线成为目前移动通信的热门研究领域。毫米波通信系统具有较大的频谱资源，但是也存在一些问题，由于信号频率升高至毫米波量级后，电磁波在大气中传播时水吸收和空气吸收效果较为明显，信号的传播距离大大降低，导致毫米波信号更适合视距传输，在户外时并不适合现有的需求，这个特性也限制了毫米波更大范围内的推广。
[0003]另外，大部分毫米波天线辐射波束覆盖范围较窄，难以满足新一代移动通信系统的应用场景。为了应对这种情况，毫米波天线通常需要多波束可重构方案来实现大范围的信号覆盖。在毫米波天线阵列中，馈电网络是实现波束可重构的重要部分，但是目前存在的各种可重构馈电网络普遍存在设计复杂、体积较大等劣势，并不适合商业化的大规模使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种波束可重构的毫米波天线，能够以较为简单的结构实现波束重构，以满足用户的多种需求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种波束可重构的毫米波天线，包括：辐射组件，包括环状的第一基板和第二基板，所述第二基板套在所述第一基板外周，所述第二基板的外表面等距设有12个辐射贴片，所述第一基板上等距设有12个第一馈电结构，每个所述第一馈电结构的外表面设有与所述辐射贴片相向的激励缝隙，下端设有输入端口；馈电组件，包括自上而下顺次层叠在一起的第三基板、第四基板、第五基板和第六基板，其中在第三基板上设有一分十二的第一功分器，其输出端口与所述第一馈电结构的输入端口相向，在第四基板上设有三个角对称的一分二的第二功分器，其输出端口分别与相邻的两个所述第一馈电结构的输入端口相向，在第五基板上设有三个角对称的第二馈电结构，其输出端口经由同轴线与所述第二功分器的输入端口相连，在第六基板上设有一个第三馈电结构，其输出端口经由同轴线与所述第一功分器的输入端口相连；其中各个所述馈电结构、功分器均为基片集成波导结构。
[0006]优选地，所述辐射贴片为“福”字形结构。
[0007]优选地，所述激励缝隙与所述辐射贴片中的“口”字部分相向。
[0008]优选地，所述辐射贴片的右侧与所述第一馈电结构右侧边缘间的垂直距离为0.5
‑
1.2mm。
[0009]优选地，所述第一基板、第二基板的直径为18mm、厚度为0.257mm。
[0010]优选地，所述第一功分器包括：六个均匀围绕在中心的同轴线外周的第一金属过孔、六个与所述第一金属过孔相向的第一分隔带、六个分别设在所述第一分隔带之间的第二分隔带；其中所述第一分隔带和第二分隔带均为金属过孔组成的“人”字形结构；相邻的所述第一分隔带和第二分隔带间设有与所述第一馈电结构的输入端口相向的安装孔。
[0011]优选地，所述第二功分器包括：“人”字形的第三分隔带和设在其内的“人”字形的第四分隔带；其中所述第三分隔带的头部为馈入信号的同轴线；相邻的所述第三分隔带和第四分隔带间设有与所述第一馈电结构的输入端口相向的安装孔。
[0012]优选地，所述第一馈电结构呈四边形，下端的输入端口插设在所述第三基板、第四基板上的安装孔内，另外三个侧边为金属过孔，且所述第一基板的内外表面均覆有金属层。
[0013]优选地，所述第三基板、第四基板、第五基板、第六基板的上下表面均覆有金属层；所述第二馈电结构、第三馈电结构呈四边形，一侧为馈电端口，另外三个侧边为金属过孔，中部为馈出信号的同轴线。
[0014]优选地，所述第三基板、第四基板、第五基板、第六基板的厚度为0.787mm。
[0015]根据上面的描述和实践可知，本专利技术所述的波束可重构的毫米波天线通过第三馈电结构或者不同的第二馈电结构对辐射组件进行馈电，可以产生不同波束形式的辐射信号，包括三个定向和一个全向的辐射模式，能够使得天线应用在不同的场景，满足当前用户复杂的多元化需求。另外，该波束可重构的毫米波天线中各个辐射贴片设在了环状的第二基板上，使辐射贴片形成共形结构，降低了天线的口径面尺寸，提高天线的增益，最终可得到低交叉极化的高增益天线。此外，该波束可重构的毫米波天线中的馈电结构和功分结构均采用了基片集成波导结构，可将馈电组件中的四个基板层叠在一起，大大减小了馈电组件的体积。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的一个实施例中涉及的波束可重构的毫米波天线的立体结构图和分解示意图。
[0017]图2为本专利技术的一个实施例中涉及的辐射组件中一个单元结构的立体图和俯视图。
[0018]图3为本专利技术的一个实施例中涉及的馈电组件的分解图。
[0019]图4为本专利技术的一个实施例中涉及的馈电组件各层的结构示意图。
[0020]图5为本专利技术的一个实施例中涉及的辐射组件中一个单元结构的性能图。
[0021]图6为本专利技术的一个实施例中涉及的辐射组件中一个单元结构在25GHz、26GHz、27GHz频率时的方向图。
[0022]图7为本专利技术的一个实施例中涉及的辐射组件的性能图。
[0023]图8为本专利技术的一个实施例中涉及的辐射组件在采用不同馈电端口进行馈电时的方向图。
[0024]图中的附图标记为：
[0025]10、辐射组件；11、辐射贴片；12、激励缝隙；20、馈电组件；21、同轴线；22、第一金属过孔；31、第一基板；32、第二基板；33、第三基板；34、第四基板；35、第五基板；36、第六基板；
41、第一馈电结构；42、第二馈电结构；43、第三馈电结构；51、第一功分器；52、第二功分器；61、第一分隔带；62、第二分隔带；63、第三分隔带；64、第四分隔带。
具体实施方式
[0026]现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
[0027]此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波束可重构的毫米波天线，其特征在于，包括：辐射组件，包括环状的第一基板和第二基板，所述第二基板套在所述第一基板外周，所述第二基板的外表面等距设有12个辐射贴片，所述第一基板上等距设有12个第一馈电结构，每个所述第一馈电结构的外表面设有与所述辐射贴片相向的激励缝隙，下端设有输入端口；馈电组件，包括自上而下顺次层叠在一起的第三基板、第四基板、第五基板和第六基板，其中在第三基板上设有一分十二的第一功分器，其输出端口与所述第一馈电结构的输入端口相向，在第四基板上设有三个角对称的一分二的第二功分器，其输出端口分别与相邻的两个所述第一馈电结构的输入端口相向，在第五基板上设有三个角对称的第二馈电结构，其输出端口经由同轴线与所述第二功分器的输入端口相连，在第六基板上设有一个第三馈电结构，其输出端口经由同轴线与所述第一功分器的输入端口相连；其中各个所述馈电结构、功分器均为基片集成波导结构。2.如权利要求1所述的波束可重构的毫米波天线，其特征在于，所述辐射贴片为“福”字形结构。3.如权利要求2所述的波束可重构的毫米波天线，其特征在于，所述激励缝隙与所述辐射贴片中的“口”字部分相向。4.如权利要求3所述的波束可重构的毫米波天线，其特征在于，所述辐射贴片的右侧与所述第一馈电结构右侧边缘间的垂直距离为0.5
‑
1.2mm。5.如权利要求1所述的波束可重构的毫米波天线，其特征在于，所述第一基板、第二基板的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁胜，
申请(专利权)人：东莞市南斗星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：