一种阵列天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种阵列天线，包括底板、印刷线路和印刷电路板基板，所述印刷电路板基板通过支撑柱置于所述底板之上，所述印刷电路板基板和所述底板之间为空气层；所述印刷电路板基板的下表面设有所述印刷线路，所述印刷线路位于所述空气层之上，所述印刷电路板基板之下；所述印刷电路板基板的上表面设有印刷辐射单元，所述印刷辐射单元与所述印刷线路电连接。采用本实用新型专利技术，所述阵列天线低成本、高增益、生产一致性好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种阵列天线
本技术涉及一种移动通信中基站台收发天线装置，尤其涉及一种适用于3G/4G高增益移动通信基站的阵列天线。
技术介绍
天线作为无线通信系统的咽喉要道，是辐射和接受电磁波的系统部件。天线性能的优劣，对移动通信系统的总体性能起着非常重要的作用，一副高性能的天线能放宽系统的要求且改善整个系统的性能。如今，移动通信系统的不断升级换代给天线提供了新的指标要求，小型化，低剖面，宽频带，低成本，坚固耐用且易于与系统集成等成为现代天线设计师需要考虑的主要因素。特别是3G/4G系统的先后问世并市场化，高性能、低成本、个性化天线的需求越来越多。目前已有的技术中，采用半波振子作为辐射单元，同轴射频电缆作为馈电网络的技术大量应用到基站台天线中。如US6195063B1，这类天线一般采用金属振子作为辐射单元，采用射频电缆作为馈电网络的主要组成部分，其缺点一是焊点较多，生产一致性差，很难保证如三阶交调等这类对天线生产工艺要求较高的指标；二是在某些特殊要求如高增益要求时，射频电缆的损耗偏大，并不能满足要求。其次，目前已有的技术中，有些技术采用贴片天线的形式作为辐射单元，馈电网络可以采用高频微带电路板，如US8378915B2，两者集成加工，虽然可以解决生产一致性问题，但高频微带电路板价格很高，损耗较大。再次，目前已有的技术中，有些技术采用空气微带的形式取代高频微带电路板，如US6034649则采用空气微带的形式取代高频微带电路板，虽然该技术可以使馈电网络的损耗降低并进而提高天线的增益，但空气微带线路很难固定，生产一致性差，并不适合用在频率较高如5GH以上的基站天线中。S卩，现有的阵列天线不能同时满足低成本、高增益、生产一致性的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，解决上述技术瓶颈，设计新型馈电网络及辐射单元，以提供一种低成本、高增益、生产一致性好的阵列天线。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种阵列天线，包括底板、印刷线路和印刷电路板基板，所述印刷电路板基板通过支撑柱置于所述底板之上，所述印刷电路板基板和所述底板之间为空气层；所述印刷电路板基板的下表面设有所述印刷线路，所述印刷线路位于所述空气层之上，所述印刷电路板基板之下；所述印刷电路板基板的上表面设有印刷辐射单元，所述印刷辐射单元与所述印刷线路电连接。作为上述方案的改进，所述空气层的厚度为所述印刷电路板基板的厚度的5-8倍。作为上述方案的改进，所述印刷电路板基板的厚度为0.4-0.8mm，所述空气层的厚度为 2-6.4mm。作为上述方案的改进，所述印刷线路和所述印刷辐射单元通过通孔电连接。作为上述方案的改进，所述通孔旁设有开路枝节。作为上述方案的改进，所述通孔上覆有导电材料；和/或，所述通孔为圆形孔、椭圆形孔或多边形孔。作为上述方案的改进，所述阵列天线还包括寄生辐射单元，所述寄生辐射单元通过支撑柱设于所述印刷辐射单元的上方。作为上述方案的改进，所述寄生辐射单元为金属片状物，或者所述寄生辐射单元印刷在PCB上；印刷在PCB上的所述寄生辐射单元，可设于所述PCB的上方一侧，或设于所述PCB的下方一侧。作为上述方案的改进，所述阵列天线构成单极化或双极化，所述双极化包括垂直/水平双极化，以及+45° /-45°双极化；和/或，所述阵列天线为线阵或面阵；和/或，所述阵列天线的馈电网络采用并馈与串馈混合形式。作为上述方案的改进，所述阵列天线的馈电网络的等效介电常数为1-2。实施本技术，具有如下有益效果:本技术提供了一种阵列天线，本技术采用悬置微带线作为馈电网络，其主要部件包括底板、空气层、印刷线路、印刷电路板基板等四部分，悬置微带线设计中，微带线采用准TEM波传播，空气层作为能量主要载体，印刷电路板基板作为微带电路载体的介质层，由于悬置微带线的主要能量传播载体位于空气层，其对印刷电路板基板的要求并不高，印刷电路板基板可以采用如RF4这类成本低的板材。因此，本技术阵列天线在满足一定的设计带宽，降低成本的同时，保证了天线的高增益和生产的一致性。【附图说明】图1是本技术一种阵列天线第一实施例的示意图；图2是图1所示A部的局部放大图；图3是本技术一种阵列天线第二实施例的示意图；图4是图3所示B部的局部放大图；图5是图3所示阵列天线第二实施例的实际测试增益示意图；图6是图3所示阵列天线第二实施例的驻波测试图；图7是图3所示阵列天线第二实施例的方向图；图8是本技术一种阵列天线第三实施例的示意图；图9是图8所示C部的局部放大图；图10是图8所示阵列天线第三实施例的实际测试增益示意图；图11是图8所示阵列天线第三实施例的驻波测试图；图12是图8所示阵列天线第三实施例的方向图；图13是本技术一种阵列天线第四实施例的示意图；图14是图13所示D部的局部放大图；图15是图13所示阵列天线第四实施例的实际测试增益示意图；图16是图13所示阵列天线第四实施例的驻波比曲线示意图；图17是图13所示阵列天线第四实施例的方向图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。仅此声明，本技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本技术的附图为基准，其并不是对本技术的具体限定。本技术提供了一种阵列天线，包括底板、印刷线路和印刷电路板基板，所述印刷电路板基板通过支撑柱置于所述底板之上，所述印刷电路板基板和所述底板之间为空气层；所述印刷电路板基板的下表面设有所述印刷线路，所述印刷线路位于所述空气层之上，所述印刷电路板基板之下；所述印刷电路板基板的上表面设有印刷辐射单元，所述印刷辐射单元与所述印刷线路电连接。本技术采用悬置微带线作为馈电网络，其主要部件包括底板、空气层、印刷线路、印刷电路板基板等四部分。悬置微带线设计中，由于微带线采用准TEM波传播，作为能量主要载体的空气层和作为微带电路载体的印刷电路板基板介质层均对该微带的阻抗产生影响，设计非常复杂。所以虽然看到悬置微带线用于某些小部件，如CN95240757.4公开的一种小型悬置微带线双工滤波器，但把悬置微带线作为整个天线的馈电网络，尚无公开的技术。设计悬置微带线作为天线的馈电网络，其难点之一是确定等效介电常数。空气介质的介电常数一般为1.0，本技术的实施例中，印刷电路板基板优先采用价格便宜的RF4作为介质层，介电常数为4.4。本技术通过底板、空气层、印刷线路和印刷电路板基板之间的配合设计，使得等效介电常数处于1到2之间，达到较佳的效果。等效介电常数确定后，悬置微带线的设计技术即可借鉴一般介质微带线的设计，如阻抗匹配、功率分配等。需要说明的是，所述等效介电常数的确定可以采用相位法作为提取等效介点常数的方法，即计算或测试一定长度的悬置微带线的相位，然后和某一长度相同的介质微带线进行比较，并适当改变该介质微带线的介电常数，当两者的相位一致时，介质微带线的介电常数即为等效介电常数。还需要说明的是，RF4是一种环氧板，价格便宜，来源广泛，并具有较高的机械性能和介电性能，较好的耐热性和耐潮性，良好的机械加工性，广泛应用于电机，电器设备中作绝缘结构零部件，包括各式样之开关、电器绝缘、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列天线，包括底板、印刷线路和印刷电路板基板，其特征在于，所述印刷电路板基板通过支撑柱置于所述底板之上，所述印刷电路板基板和所述底板之间为空气层；所述印刷电路板基板的下表面设有所述印刷线路，所述印刷线路位于所述空气层之上，所述印刷电路板基板之下；所述印刷电路板基板的上表面设有印刷辐射单元，所述印刷辐射单元与所述印刷线路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线，包括底板、印刷线路和印刷电路板基板，其特征在于，所述印刷电路板基板通过支撑柱置于所述底板之上，所述印刷电路板基板和所述底板之间为空气层；所述印刷电路板基板的下表面设有所述印刷线路，所述印刷线路位于所述空气层之上，所述印刷电路板基板之下；所述印刷电路板基板的上表面设有印刷辐射单元，所述印刷辐射单元与所述印刷线路电连接。2.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，所述空气层的厚度为所述印刷电路板基板的厚度的5-8倍。3.如权利要求2所述的阵列天线，其特征在于，所述印刷电路板基板的厚度为0.4-0.8mm,所述空气层的厚度为2_6.4mm。4.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，所述印刷线路和所述印刷辐射单元通过通孔电连接。5.如权利要求4所述的阵列天线，其特征在于，所述通孔旁设有开路枝节。6.如权利要求4所述的阵列天...

【专利技术属性】
技术研发人员：金西荣，
申请(专利权)人：佛山市蓝波湾通讯设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：