一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元制造技术

一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元，包括自上而下依次布置的顶部金属层

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元


[0001]本专利技术涉及天线领域，具体涉及一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元
。

技术介绍

[0002]考虑到毫米波技术应用场景的多样性（工业互联网
、
高速无线接入
、
智能交通和虚拟现实等），除了已经划分为具体应用需求的毫米波频段，毫米波频段巨量的频谱资源尚未充分开发，可以覆盖多种应用需求的毫米波宽带天线是符合毫米波技术发展需要的；针对现有的毫米波宽带天线技术，带宽展宽方法主要包含多模辐射体设计
、
电抗加载技术
、
多辐射体融合设计
、
介质加载
、
辐射体加载等等，但相当多的宽带天线设计需要外力比如螺丝进行板间固定，从而增加了和前端电路集成设计的难度，并降低了天线性能的稳定性，基于多层
PCB
工艺实现天线设计可以有效避免这类问题；针对现有的毫米波宽带天线设计，有相当多的天线设计通过加厚辐射层来减小天线品质因数，从而增加天线带宽，过厚的辐射层不利于多层
PCB
工艺的加工稳定性，同时也增加了天线尺寸和空间，从而宽带天线具有低剖面特性是较为重要的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元，利用叠层贴片和叠层枝节实现了通带内存在四个反射系数极小值点的低剖面宽带特性，减小辐射层厚度，并更好地和前端电路进行集成，便于单元性能优化和组阵后性能优化
。
[0004]一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元，包括自上而下依次布置的顶部金属层
、
顶部基板
、
第一中间金属层
、
粘贴片
、
第二中间金属层
、
底部基板
、
底部金属层
。
[0005]优选的是，本专利技术的顶部金属层上设置关于
X
轴对称设置的形状尺寸一致的第一微带线枝节和第二微带线枝节
。
[0006]优选的是，本专利技术的顶部金属层上设置关于
Y
轴对称设置的形状尺寸一致的第一扇形贴片和第二扇形贴片，第一扇形贴片和第二扇形贴片分别位于第一微带线枝节和第二微带线枝节长度方向的两侧
。
[0007]优选的是，本专利技术的第一中间金属层上包括关于
X
轴对称设置的形状尺寸一致的第三微带线枝节和第四微带线枝节
。
[0008]优选的是，本专利技术的第一中间金属层上包括关于
Y
轴对称设置的形状尺寸一致的第三扇形贴片和第四扇形贴片，第三扇形贴片和第四扇形贴片分别位于第三微带线枝节和第四微带线枝节长度方向的两侧
。
[0009]优选的是，本专利技术的第一微带线枝节和第三微带线枝节通过贯穿顶部基板的金属化盲孔连接；所述第二微带线枝节和第四微带线枝节通过贯穿顶部基板的金属化盲孔连接
。
[0010]优选的是，本专利技术的第二中间金属层上蚀刻第一缝隙槽，并在底部金属层上设置不等宽且相连的两段微带线，分别为第一微带线和第二微带线，其中第一微带线和第一缝
隙槽正交设置，第二微带线作为馈电微带线，特性阻抗为
50
欧姆
。
[0011]本专利技术的目的在于基于多辐射体融合设计的宽带天线技术，可以提供一种应用于毫米波频段的宽带低剖面天线单元，并利用多层
PCB
工艺实现，从而避免了现有的一些毫米波宽带天线需要螺丝固定的缺点，并可以很好地和毫米波前端电路及芯片进行集成，同时利用叠层贴片和叠层枝节实现了通带内存在四个反射系数极小值点的低剖面宽带特性，可以减小辐射层厚度，并更好地和前端电路进行集成，此外，天线结构参数较少，便于单元性能优化和组阵后性能优化
。
[0012]本专利技术通过设计一种阻抗带宽可以覆盖
24
‑
38.4GHz
频段的毫米波低剖面天线单元，相比于现有的一些需要外力固定的宽带天线，可以直接和毫米波前端电路及芯片集成，同时天线结构较为简单，结构参数较少，性能优化较为方便，并且单元尺寸合适，可以进行组阵设计
。
附图说明
[0013]图1为本专利技术天线单元的侧视图；图2为本专利技术天线单元顶部金属层的示意图；图3为本专利技术天线单元第一中间金属层的示意图；图4为本专利技术天线单元第二中间金属层的示意图；图5为本专利技术天线单元底层金属层的示意图；图6为本专利技术天线单元反射系数的曲线示意图；图7为本专利技术天线单元法向增益随频率变化的曲线示意图；图8为本专利技术天线单元分别在
24GHz、31GHz
和
38GHz
通带内频点处的
E
面远场方向图；图9为本专利技术天线单元分别在
24GHz、31GHz
和
38GHz
通带内频点处的
H
面远场方向图
。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明：如图1‑
图5所示，一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元，从顶部到底部分别包括顶部金属层
1、
顶部基板
2、
第一中间金属层
3、
粘贴片
4、
第二中间金属层
5、
底部基板
6、
底部金属层7；所述宽带低剖面天线单元，在顶部金属层1上包括关于天线单元中心沿
Y
轴对称设置的形状尺寸一致的第一扇形贴片8和第二扇形贴片9，另外包括关于天线单元中心沿
X
轴对称设置的形状尺寸一致的第一微带线枝节
10
和第二微带线枝节
11
；所述宽带低剖面天线单元，在第一中间金属层3上包括关于天线单元中心沿
Y
轴对称设置的形状尺寸一致的第三扇形贴片
12
和第四扇形贴片
13
，另外包括关于天线单元中心沿
X
轴对称设置的形状尺寸一致的第三微带线枝节
14
和第四微带线枝节
15
；进一步地，所述第一微带线枝节
10
和第三微带线枝节
14
通过贯穿顶部基板2的金属化盲孔
16
连接，而所述第二微带线枝节
11
和第四微带线枝节
15
通过贯穿顶部基板2的金属化盲孔
17
连接；
所述宽带低剖面天线单元，在第二中间金属层5上蚀刻第一缝隙槽
18
，并在底部金属层7上设置不等宽且相连的两段微带线，分别为第一微带线
19
和第二微带线
20
，其中第一微带线
19
和第一缝隙槽
18
正交设置，而第二微带线
20
作为馈电微带线，特性阻抗为
50
欧姆...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种毫米波频段的宽带低剖面天线单元，其特征在于包括自上而下依次布置的顶部金属层（1）
、
顶部基板（2）
、
第一中间金属层（3）
、
粘贴片（4）
、
第二中间金属层（5）
、
底部基板（6）
、
底部金属层（7）
。2.
根据权利要求1所述的毫米波频段的宽带低剖面天线单元，其特征在于顶部金属层（1）上设置关于
X
轴对称设置的形状尺寸一致的第一微带线枝节（
10
）和第二微带线枝节（
11
）
。3.
根据权利要求2所述的毫米波频段的宽带低剖面天线单元，其特征在于顶部金属层（1）上设置关于
Y
轴对称设置的形状尺寸一致的第一扇形贴片（8）和第二扇形贴片（9），第一扇形贴片（8）和第二扇形贴片（9）分别位于第一微带线枝节（
10
）和第二微带线枝节（
11
）长度方向的两侧
。4.
根据权利要求1所述的毫米波频段的宽带低剖面天线单元，其特征在于第一中间金属层（3）上包括关于
X
轴对称设置的形状尺寸一致的第三微带线枝节（
14
）和第四微带线枝节（
15
）
。5.
根据权利要求4所述的毫米波频段的宽带低剖面天线单元，其特征在于第一中间金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱袁炜，穆志弘，
申请(专利权)人：江苏亿连通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：