一种毫米波滤波超表面天线模块及通信设备制造技术

本发明专利技术适用于通信技术领域，提供了一种毫米波滤波超表面天线模块及通信设备，所述毫米波滤波超表面天线模块包括基于LTCC工艺依次层叠设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；所述第一介质基板的第一表面和第二表面上设置有金属接地板；所述第一介质基板上设置的滤波器，所述滤波器的输出端口连接有金属连接器，所述金属连接器设置在所述第一介质基板和第二介质基板的侧壁；超表面天线，所述超表面天线包括超表面单元阵列和微带线馈电结构，所述超表面单元阵列设置在所述第四介质基板上。本发明专利技术的毫米波滤波超表面天线模块，相对于单个器件独立在系统中搭建，减少了额外的元器件、电路，具有集成度高、体积小的优点。体积小的优点。体积小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波滤波超表面天线模块及通信设备


[0001]本专利技术属于通信
，尤其涉及一种毫米波滤波超表面天线模块及通信设备。

技术介绍

[0002]随着第五代移动通信技术的发展，毫米波由于具有带宽极宽、波长短和易小型化等优点，在短距离通信中发挥着越来越重要的作用，因此在5G通信中引起了越来越多的关注，具有广阔的应用前景，是5G重点部署的关键技术。相比中低频段，毫米波的频谱资源更加丰富，更容易提供和划分宽带的工作频段，为满足高传输速率的终端用户需求提供可能。
[0003]天线是现代无线通信系统中辐射、接受能量的关键部件，其性能好坏往往决定了整个通信系统的成败，同时随着无线通信技术的快速发展，对于天线尺寸和电性能的要求越来越高。超表面作为超材料的二维平面结构，具有低剖面、设计简单、低损耗等优点。超表面天线作为一种新型的天线结构，具有较宽的阻抗带宽和高增益等特性，被业内广泛关注。
[0004]基片集成波导结构是近几年应用较多的一种新型导波结构，主要应用于微波毫米波频段的电路中。它的低辐射损耗与高品质因数特性与传统矩形波导类似，并且有着微带线的易加工、易集成、体积小等优点，因此得到了微波毫米波界的广泛应用。
[0005]滤波器和天线都是射频前端的关键器件，他们通常是独立设计，应用到系统中，需要通过额外的传输线进行级联，并且需要额外的电容电感元件进行器件间的匹配。这种方法会占用整个系统较大的空间；因此，如何在保证器件电性能的前提下，减小整个系统的体积成为一个急需解决的问题。

技术实现思路
r/>[0006]本专利技术实施例的目的在于提供一种毫米波滤波超表面天线模块，工作在5G毫米波n257频段；旨在改善射频器件（在保证系统性能时）在系统中集成时体积较大、难以集成的问题。
[0007]本专利技术实施例是这样实现的，一种毫米波滤波超表面天线模块，包括：基于LTCC工艺依次层叠设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；所述第一介质基板的第一表面和第二表面上设置有金属接地板；所述第一介质基板上设置的滤波器，所述滤波器的输出端口连接有金属连接器，所述金属连接器设置在所述第一介质基板和第二介质基板的侧壁；超表面天线，所述超表面天线包括超表面单元阵列和微带线馈电结构，所述超表面单元阵列设置在所述第四介质基板上；其中，所述金属连接器远离所述第一介质基板的一端与所述微带线馈电结构电性连接，所述微带线馈电结构与所述超表面单元阵列耦合连接，所述金属连接器呈L型，所述金属连接器的宽度可调，以实现所述滤波器及超表面天线的输入/输出端口之间的阻抗匹配。
[0008]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种通信设备，所述通信设备包括如上所述的毫米波滤波超表面天线模块。
[0009]本专利技术实施例提供的一种毫米波滤波超表面天线模块，将超表面天线放置于滤波器的上方，两个器件共用第一介质基板上层的金属接地板，使用呈L型的金属连接器侧边级联滤波器的输出端口与超表面天线的馈电端口（或输入端口），调节L型的金属连接器的宽度实现器件间的阻抗匹配；本专利技术相对于单个器件独立在系统中搭建，减少了额外的元器件添加与额外的电路辅助，具有集成度高、体积小的优点。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例提供的一种毫米波滤波超表面天线模块的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种毫米波滤波超表面天线模块的主视图；图3为一个实施例中滤波器的三维结构示意图；图4为一个实施例中滤波器的俯视图；图5为一个实施例中第二金属接地板的结构示意图；图6为一个实施例中超表面天线的三维结构示意图；图7为一个实施例中超表面天线的侧视图；图8为一个实施例中微带线馈电结构的三维结构示意图；图9为一个实施例中微带线馈电结构的俯视图；图10为本专利技术实施例中毫米波滤波超表面天线模块的S参数曲线图；图11为本专利技术实施例中毫米波滤波超表面天线模块的增益（Gain）曲线图；图12为本专利技术实施例中毫米波滤波超表面天线模块的E面（E
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plane）方向图；图13为本专利技术实施例中毫米波滤波超表面天线模块的H面（H
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plane）方向图。
[0011]附图中：1
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第一介质基板；2
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第二介质基板；3
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第三介质基板；4
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第四介质基板；5
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第一金属接地板；6
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第二金属接地板；7
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金属化通孔；8
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超表面单元阵列；9
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金属连接器；101
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滤波器的输入端口；102
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滤波器的输出端口；103
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第一金属腔；104
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第二金属腔；105
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第三金属腔；106
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第四金属腔；107
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交叉耦合结构；301
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微带馈线；302
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金属连接柱；303
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微带贴片天线；304
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金属焊盘。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0013]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx元件称为第二xx元件，且类似地，可将第二xx元件称为第一xx元件。
[0014]以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述。
[0015]如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种毫米波滤波超表面天线模块的结构图，包括：
基于LTCC工艺依次层叠设置的第一介质基板1、第二介质基板2、第三介质基板3和第四介质基板4；所述第一介质基板1的第一表面和第二表面上设置有金属接地板；所述第一介质基板1上设置的滤波器，所述滤波器的输出端口102连接有金属连接器9，所述金属连接器9设置在所述第一介质基板1和第二介质基板2的侧壁；超表面天线，所述超表面天线包括超表面单元阵列8和微带线馈电结构，所述超表面单元阵列8设置在所述第四介质基板4上；其中，所述金属连接器9远离所述第一介质基板1的一端与所述微带线馈电结构电性连接，所述微带线馈电结构与所述超表面单元阵列8耦合连接，所述金属连接器9呈L型，金属连接器9的长度为二分之一波长，所述金属连接器9的宽度可调，以实现所述滤波器及超表面天线的输入/输出端口之间的阻抗匹配。
[0016]本实施例中，该毫米波滤波超表面天线模块，工作时天线的频段包含整个n257频段，带宽广、增益较佳；将超表面天线放置于滤波器的上方，两个器件共用第一介质基板1上层的金属接地板，使用呈L型的金属连接器9侧边级联滤波器的输出端口与超表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波滤波超表面天线模块，其特征在于，所述毫米波滤波超表面天线模块包括：基于LTCC工艺依次层叠设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；所述第一介质基板的第一表面和第二表面上设置有金属接地板；所述第一介质基板上设置的滤波器，所述滤波器的输出端口连接有金属连接器，所述金属连接器设置在所述第一介质基板和第二介质基板的侧壁；超表面天线，所述超表面天线包括超表面单元阵列和微带线馈电结构，所述超表面单元阵列设置在所述第四介质基板上；其中，所述金属连接器远离所述第一介质基板的一端与所述微带线馈电结构电性连接，所述微带线馈电结构与所述超表面单元阵列耦合连接，所述金属连接器呈L型，所述金属连接器的宽度可调，以实现所述滤波器及超表面天线的输入/输出端口之间的阻抗匹配。2.根据权利要求1所述的毫米波滤波超表面天线模块，其特征在于，该滤波器包括排列设置在所述第一介质基板中的多个金属化通孔形成的四个中腔结构，相邻的所述中腔结构之间设置有耦合窗口。3.根据权利要求2所述的毫米波滤波超表面天线模块，其特征在于，四个中腔结构分别为第一金属腔、第二金属腔、第三金属腔、第四金属腔；所述第二金属腔与第三金属腔之间的耦合窗口宽度与第四金属腔与第一金属腔之间的耦合窗口宽度相同，所述第一金属腔与第二金属腔之间的耦合窗口宽度大于所述第三金属腔与第四金属腔之间的耦合窗口宽度，所述第三金属腔与第四金属腔之间的耦合窗口宽度大于所述第二金属腔与第三金属腔之间的耦合窗口宽度。4.根据权利要求3所述的毫米波滤波超表面天线模块，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴博，李薪，吴先良，邓腾飞，李园园，孔勐，张量，汪海港，王尹，李晓敏，尹文静，
申请(专利权)人：安徽蓝讯通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：