柔性天线阵列及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性天线阵列及其制作方法，柔性天线阵列包括多个单线性天线阵列，多个所述单线性天线阵列通过第一微带线进行并联馈电设置，每个所述单线性天线阵列包括多个串联设置的辐射单元，相邻辐射单元通过第二微带线进行串联馈电设置。本发明专利技术的柔性天线阵列，具有体积小、重量轻、可实现与曲面共形的特点，并且还具有良好的信号旁瓣性能、信号覆盖范围大等优点，在车载、通信雷达方面具有良好的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
柔性天线阵列及其制作方法


[0001]本专利技术是关于雷达天线
，特别是关于一种柔性天线阵列及其制作方法。

技术介绍

[0002]毫米波微带天线阵具有体积小、重量轻、剖面低、易于安装和与载体表面共形等特点；且馈电网络可以与天线一起制作，方便与有源器件及电路集成形成单一的模块；随着目前各种柔性低耗介电材料的发展，以及天线制备技术的进步(光刻及微机械技术)，各种关于集成收发天线阵的研究及应用不断出现，如汽车防撞雷达、制导及数据通信等。近些年来，随着对带宽、高速率通讯及平面集成天线需求的不断增加，毫米波微带天线阵已经成为研究的一大热点。特别是新材料、新工艺带来的天线制备新技术已经成为毫米波微带天线阵的重点研究内容。
[0003]在无线通讯及雷达探测领域，作为收发系统前端的天线系统有着十分重要的地位，由于应用的多样化，目前对天线的性能要求也随之增加。在民用商用领域，除了要求天线具有良好的性能、满足系统需求、适应系统环境，还希望天线的加工制造成本低、占用空间小、重量轻、能够大规模加工批量生产等。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种柔性天线阵列及其制作方法，具有体积小、重量轻、可实现与曲面共形的特点，并且还具有良好的信号旁瓣性能、信号覆盖范围大等优点，在车载、通信雷达方面具有良好的应用前景。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种柔性天线阵列，包括柔性的天线基材以及形成于所述天线基材表面的多个单线性天线阵列，多个所述单线性天线阵列通过第一微带线进行并联馈电设置，每个所述单线性天线阵列包括多个串联设置的辐射单元，相邻辐射单元通过第二微带线进行串联馈电设置。
[0007]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述天线基材采用柔性薄膜材料制成，所述柔性薄膜材料的介电常数大于3.2，所述柔性薄膜材料包括聚酰亚胺、液晶聚合物，所述天线基材的厚度范围为0.1mm～0.8mm。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述柔性天线阵列还包括接地层，所述接地层设置于所述天线基材背离所述单线性天线阵列的表面上。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述单线性天线阵列以及所述接地层的材料选自金属浆料，所述金属浆料包括导电金浆料、导电银浆料、导电铜浆料、导电铝浆料以及复合金属浆料。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述单线性天线阵列以及所述接地层通过印刷图形化方式形成于所述天线基材的第一表面上；所述印刷图形化方式包括丝网印刷、喷
墨印刷、柔版印刷、凹版印刷或转印印刷。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述单线性天线阵列和/或所述接地层的厚度范围为0.1um～0.3mm。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，每个所述辐射单元呈中心对称结构设置，所述单线性天线阵列中的多个所述辐射单元的中心线位于同一直线上，所述第二微带线位于相邻辐射单元的中心连线上。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述单线性天线阵列中，所述辐射单元的尺寸自中部位置到端部位置逐渐减小。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，多个所述单线性天线阵列尺寸相同，每个所述单线性天线阵列到外部电路连接端口的距离均相等。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第一微带线和所述第二微带线的长度与所述柔性天线阵列的介质波长有关，所述介质波长是根据所述柔性天线阵列信号频率和所述天线基材的介电常数确定的。
[0016]本专利技术还提供了上述柔性天线阵列的制作方法，包括：提供柔性的天线基材，所述天线基材包括相对设置的第一表面和第二表面；通过金属浆料印刷图形化方式在所述天线基材的第一表面上形成辐射单元以及微带线；通过金属浆料印刷图形化方式在所述天线基材的第二表面上形成接地层。
[0017]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的柔性天线阵列及其制作方法，通过多个辐射单元串联馈电形成单线性天线阵列，再通过多个单线性天线阵列并联馈电，实现柔性天线阵列良好的信号旁瓣性能，信号覆盖范围大，信号质量好及增益水平高。
[0018]根据本专利技术实施方式的柔性天线阵列及其制作方法，采用了高介电常数(ε
r
>3.2)的柔性薄膜材料作为天线基材，可以将三维结构降维到二维平面结构，在保证信号性能的基础上，解决了天线阵列可弯曲与共形问题，扩展了天线阵列的应用场景，同时扩展了雷达信号的覆盖范围。在使用时，柔性天线阵列可以与曲面实现共形，从而增加了雷达信号的覆盖范围，在不增加系统设计复杂度和成本的基础上，实现探测距离与覆盖范围的兼顾。
[0019]根据本专利技术实施方式的柔性天线阵列及其制作方法，采用了金属浆料作为辐射单元、微带线以及接地层的制备材料，可适应各种增材制造工艺，减小了柔性天线阵列制造的工艺限制，同时在低温处理条件下，可获得高电性能，有效提升天线的性能表现。
[0020]根据本专利技术实施方式的柔性天线阵列及其制作方法，采用了印刷图形化技术进行辐射单元、微带线以及接地层的制作，可通过直接图形化印刷进行大规模、低成本制作，可满足柔性天线阵列的多方要求，并且适合各种基材，如液晶聚合物薄膜(LCP)、聚酰亚胺(PI)、陶瓷等，可实现大规模、高效率、低成本的卷对卷生产制造，有力推动柔性雷达天线的实际应用。
附图说明
[0021]图1是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列的结构示意图；
[0022]图2是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列中的单线性天线阵列的结构示意图；
[0023]图3是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列中的单线性天线阵列的方向图仿真
及测试结果；
[0024]图4是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列中的辐射单元的结构示意图；
[0025]图5是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列中的辐射单元的方向图仿真结果；
[0026]图6是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列共形到圆柱上的结构示意图；
[0027]图7是根据本专利技术一实施方式的柔性天线阵列共形到圆柱上的实测性能结果。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0029]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0030]如
技术介绍
所言，天线系统在无线通讯及雷达探测领域有着十分重要的地位，在民用商用领域，除了要求天线具有良好的性能、满足系统需求、适应系统环境，还希望天线的加工制造成本低、占用空间小、重量轻、能够大规模加工批量生产等。
[0031]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性天线阵列，其特征在于，包括柔性的天线基材以及形成于所述天线基材表面的多个单线性天线阵列，多个所述单线性天线阵列通过第一微带线进行并联馈电设置，每个所述单线性天线阵列包括多个串联设置的辐射单元，相邻辐射单元通过第二微带线进行串联馈电设置。2.如权利要求1所述的柔性天线阵列，其特征在于，所述天线基材采用柔性薄膜材料制成，所述柔性薄膜材料的介电常数大于3.2，所述柔性薄膜材料包括聚酰亚胺、液晶聚合物；所述天线基材的厚度范围为0.1mm～0.8mm。3.如权利要求1所述的柔性天线阵列，其特征在于，还包括接地层，所述接地层设置于所述天线基材背离所述单线性天线阵列的表面上。4.如权利要求3所述的柔性天线阵列，其特征在于，所述单线性天线阵列以及所述接地层的材料选自金属浆料，所述金属浆料包括导电金浆料、导电银浆料、导电铜浆料、导电铝浆料以及复合金属浆料。5.如权利要求3所述的柔性天线阵列，其特征在于，所述单线性天线阵列以及所述接地层通过印刷图形化方式形成于所述天线基材的第一表面上；所述印刷图形化方式包括丝网印刷、喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春山，张志伟，陈劲松，崔铮，钟涛，张双益，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：