一种贴片和透射阵结构复用的微波制造技术

本发明专利技术提供的一种贴片和透射阵结构复用的微波

【技术实现步骤摘要】
一种贴片和透射阵结构复用的微波/毫米波双频宽带天线


[0001]本专利技术涉及天线
，特别涉及一种贴片和透射阵结构复用的微波
/
毫米波双频宽带天线
。

技术介绍

[0002]近年来，随着毫米波通信的持续发展，天线系统中的微波
、
毫米波共存问题逐渐引起了越来越广泛的关注，同时也为天线设计带来的巨大的挑战
。
其中所涉及的主要问题包括：
1)
由于毫米波频段的电磁波在大气当中的衰减较高，因此该频段的天线一般须为阵列的形式，通过高增益来补偿传播损耗
。
但是，由于天线阵列往往需要引入馈电网络来为各个单元馈电，因此传统的天线阵列可能会导致较高的馈电损耗；
2)
在微波
、
毫米波共存的情况下，通信系统中的天线数量会随之增加，如果只简单地将两个频段的天线放置在一起，则会导致整个天线系统的尺寸变大，不利于实现系统的小型化
。3)
微波
、
毫米波共存本质上是实现双频天线的功能，但是由于这两个频段的频率比过高，传统的双频天线技术，例如：多模方法等，将不再适用
。
因此，综上所述，如何将微波
、
毫米波频段的天线有机地结合在一起，同时实现小型化以及毫米波频段的高增益是一个值得研究的问题
。
[0003]目前，实现微波
、
毫米波双频天线的方案大致可以分为两类：其一为两个频段分别采用两种独立的辐射结构，例如：文献
[1]中，微波频段采用单极子天线，毫米波频段采用栅格阵列天线；文献
[2]中，微波频段采用单极子天线，毫米波频段采用贴片缝隙天线
。
这种方案对于实现微波
、
毫米波双频提供了较为直观的设计思路，但是辐射结构的分立放置会一定程度上增加天线系统的尺寸
。
其二为采用共口径的方式将微波
、
毫米波天线结合在一起，例如：文献
[3]将基片集成波导漏波天线和
PIFA
天线结合在一起，其中毫米波频段的基片集成波导构成微波频段
PIFA
天线的部分结构，两种天线共用同一口径面
。
文献
[4]将贴片天线和磁电偶极子天线结合在一起，二者通过重叠放置的方式共用同一口径面
。
相较之下，共口径方案是目前较优的微波
、
毫米波双频方案，它可以有效减小天线系统的物理尺寸，但是已报道的方案在毫米波频段通常采用直馈的阵列，即需要引入馈电网络，这可能带来一定的馈电损耗，另一方面，共口径的情况下，工作于微波
、
毫米波频段的天线通常会采用结构复用的方式，但是已报道的设计中结构复用率都较低，这会直接影响天线的尺寸
。
[0004][1]L.Zhang,K.Y.See,B.Zhang and Y.P.Zhang,“Integration of dual
‑
band monopole and microstrip grid array for single
‑
chip tri
‑
band application,”IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.61,no.1,pp.439
‑
443,Jan.2013.
[0005][2]D.Wang and C.H.Chan,“Multiband antenna for Wi
‑
Fi and Wi
‑
Gig communications,”IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.,vol.15,pp.309
‑
312,2016.
[0006][3]Y.R.Ding and Y.J.Cheng,"A Tri
‑
Band Shared
‑
Aperture Antenna for(2.4,5.2)GHz Wi
‑
Fi Application With MIMO Function and 60GHz Wi
‑
Gig Application With Beam
‑
Scanning Function,"IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.68,no.3,pp.1973
‑
1981,March 2020
[0007][4]X.Yang et al.,"An Integrated Tri
‑
Band Antenna System With Large Frequency Ratio for WLAN and WiGig Applications,"IEEE Transactions on Industrial Electronics,vol.68,no.5,pp.

技术实现思路

[0008]为了至少解决现有技术存在的问题之一，本专利技术提出了一种贴片和透射阵结构复用的微波
/
毫米波双频宽带天线，该天线在微波
、
毫米波频段分别以贴片天线和透射阵天线的形式工作，两种天线以结构复用的方式设计于同一口径面内
。
与传统的微波
/
毫米波双频天线相比，本专利技术具有结构复用率高
、
尺寸小
、
带宽宽
、
毫米波频段馈电简单
、
馈电损耗低
、
高增益等的优势
。
[0009]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的一种贴片和透射阵结构复用的微波
/
毫米波双频宽带天线，包括金属板
、
微波功分器
、L
形探针
、
极化旋转表面和透射阵阵面，天线的微波频段由同轴接头馈电，毫米波频段由波导馈电；
[0010]L
形探针设置有两个，且关于
YOZ
面镜像放置，每个
L
形探针的一端与微波功分器的相应输出端连接，另一端悬空；
[0011]透射阵阵面位于极化旋转表面的上方，透射阵阵面包括多个阵面单元，每个阵面单元包括第一
PCB
板
、
第二
PCB
板
、
第三
PCB
板和第四
PCB
板，每个
PCB
板的两侧均设置有金属层，定义为第一金属层
、
第二金属层
、
第三金属层
、
第四金属层和第五金属层，第一金属层上设置有第一圆形贴片，第二金属层上设置有第一
U
形槽，第三金属层上设置有移相线，第四金属层上设置有第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种贴片和透射阵结构复用的微波
/
毫米波双频宽带天线，其特征在于，包括金属板
(33)、
微波功分器
(14)、L
形探针
(13)、
极化旋转表面
(11)
和透射阵阵面
(12)
，天线的微波频段由同轴接头
(21)
馈电，毫米波频段由波导
(32)
馈电；
L
形探针
(13)
设置有两个，且关于
YOZ
面镜像放置，每个
L
形探针
(13)
的一端与微波功分器
(14)
的相应输出端连接，另一端悬空；透射阵阵面
(12)
位于极化旋转表面
(11)
的上方，透射阵阵面
(12)
包括多个阵面单元
(24)
，每个阵面单元
(24)
包括第一
PCB
板
(421)、
第二
PCB
板
(422)、
第三
PCB
板
(423)
和第四
PCB
板
(424)
，每个
PCB
板的两侧均设置有金属层，定义为第一金属层
(411)、
第二金属层
(412)、
第三金属层
(413)、
第四金属层
(414)
和第五金属层
(415)
，第一金属层
(411)
上设置有第一圆形贴片
(51)
，第二金属层
(412)
上设置有第一
U
形槽
(52)
，第三金属层
(413)
上设置有移相线
(53)
，第四金属层
(414)
上设置有第二
U
形槽
(54)
，第五金属层
(415)
上设置有第二圆形贴片
(55)
，且第一
U
形槽
(52)
和第二
U
形槽
(54)
正交
。2.
根据权利要求1所述的一种贴片和透射阵结构复用的微波
/
毫米波双频宽带天线，其特征在于，还包括介质支架
(31)
，介质支架
(31)
固定在金属板
(33)
上，透射阵阵面
(12)
固定在介质支架
(31)
上，且位于极化旋转表面
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马自龙，汤毅，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：