CN114336043A - 一种小型化集成相控阵天线及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线领域，为小型化集成相控阵天线及其设计方法，相阵控天线的天线阵列包括多个天线单元，天线单元设在第一介质片上；第一介质片顶层覆铜为辐射天线，底层覆铜为铜片地板；馈电网络设在第二介质片上，包括多个微带线结构、移相器芯片，将从一个微带线结构的输入端输入馈电网络的能量均等分配至其余微带线结构的输出端口；第二介质片顶面覆铜形成微带线线路，底面覆铜为铜片地板；天线阵列与馈电网络的铜片地板面对面压合，将天线单元的馈电探针延长至馈电网络的微带线以连接各天线单元的天线与馈电网络的微带线，馈电探针与铜片地板无接触。本发明将天线阵列与馈电网络集成一体化，仅一个馈电端口，实现增益方向图‑58至62度波束扫描。

Description

一种小型化集成相控阵天线及其设计方法

技术领域

本发明涉及天线领域，特别涉及一种天线阵列与馈电网络一体化的小型化集成相控阵天线及其设计方法。

背景技术

相控阵天线由多个相同的天线单元组成，通过控制天线单元的馈电相位，进而控制方向图波束扫描。相控阵天线主要分为天线阵列和馈电网络两部分。目前，市面上相控阵天线采用分离设计的思想，将相控阵天线的结构分离成两部分，再通过连接器或连接电缆将天线阵列和馈电网络两部分连接起来。由此设计出的相控阵天线，具有非常多的馈电端口，并且需要很多连接器和连接电缆，体积庞大，不利于小型化。

现有相控阵天线除了馈电网络和天线结构分离之外，在馈电网络设计中，经常采用已封装好的移相器和功分器，非常不利于集成一体化，也导致整体相控阵天线体积大，无法集成一体化。

发明内容

针对现有相控阵天线所存在的馈电网络与天线分离造成整体体积庞大、连接电缆数目众多的问题，本发明提供一种小型化集成相控阵天线及其设计方法，将天线阵列与馈电网络集成一体化，所形成的小型化相控阵天线仅一个馈电端口，且能够在4.9GHz频段工作，实现增益方向图-58至62度波束扫描，主极化与交叉极化隔离度＞30dB。

一方面，本发明小型化集成相控阵天线的技术方案为：小型化集成相控阵天线，包括天线阵列和馈电网络，天线阵列包括多个天线单元，天线单元为微带贴片天线，设置在第一介质片上；天线单元采用馈电探针的形式实现单端口馈电；

所述第一介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为辐射天线，底层覆铜作为铜片地板；馈电探针的顶端与第一介质片的顶层覆铜连接，馈电探针穿过第一介质片，到达第一介质片底层的铜片地板处，并以馈电探针为中心在铜片地板设置孔作为隔离环；

馈电网络设置在第二介质片上，包括多个微带线结构和多个移相器芯片，其中一个微带线结构的多个输出端与所述多个移相器芯片的输入端一一对应连接，所述多个移相器芯片的输出端分别与其余微带线结构的输入端一一对应连接，从而将从所述一个微带线结构的输入端输入馈电网络的能量均等分配至所述其余微带线结构的输出端口；所述其余微带线结构的输出端口之间的间距，与天线阵列的天线单元之间的间距一致；

在第二介质片的顶面覆铜，形成微带线线路，在第二介质片的底面覆铜作为铜片地板；天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板面对面压合，并将天线单元的馈电探针延长至馈电网络的微带线，以馈电探针为中心在馈电网络的铜片地板设置一个孔作为隔离环，馈电探针与天线阵列的铜片地板、馈电网络的铜片地板均无接触。

在优选的实施例中，所述馈电探针为金属化孔，或者由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱。其中金属化孔是空心的，仅有金属外壁。

在优选的实施例中，天线单元之间的间距满足以下条件：避免天线单元之间的强耦合，且实现-58至62度宽角域方向图波束扫描。更优选地，天线单元之间的间距d＝33mm。

在优选的实施例中，天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板上，以馈电探针为中心设置的孔为圆孔。

另一方面，本发明小型化集成相控阵天线的设计方法，包括以下步骤：

首先，在第一介质片上设计多个相同的微带贴片天线单元；对于每个天线单元，在第一介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为辐射天线，底层覆铜作为铜片地板；对每个天线单元使用馈电探针进行馈电；

然后，将多个相同的天线单元组成天线阵列，天线单元按照二维矩阵形式排列分布；设计天线单元之间的间距使得天线单元之间有至少20dB隔离度、天线阵列的增益方向图波束扫描范围为-58至62度；

接着，在第二介质片上设计馈电网络，在第二介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为微带线结构，底层覆铜作为铜片地板；并将多个移相器芯片焊接在第二介质片上面，使其中一个微带线结构的多个输出端与所述多个移相器芯片的输入端一一对应连接，所述多个移相器芯片的输出端分别与其余微带线结构的输入端一一对应连接；将所述一个微带线结构的输入端作为馈电网络的唯一馈电端口；

最后，将天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板面对面压合起来，延长天线单元中的馈电探针，使馈电探针穿过天线单元的铜片地板，再穿过馈电网络的铜片地板和第二介质片，到达馈电网络的微带线结构，并与微带线结构接触。

在优选的实施例中，所述馈电探针为金属化孔，或者由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱。其中金属化孔是空心的，仅有金属外壁。

从以上技术方案可知，本发明设计出集成一体化的馈电网络，其包括微带线功分器和移相器芯片，而不是封装起来的单独器件和设备。本发明还对天线阵列部分进行了设计，将天线阵列和馈电网络合并在一起，天线阵列的尺寸与馈电网络的边长尺寸一致，没有占用任何多余位置。天线阵列与馈电网络两部分通过双层PCB内部金属化孔连接，各部分之间没有任何连接电缆。而现有的相控阵天线采用现成的已封装成产品的功分器和移相器，需要借助多根馈电线缆连接；相对于现有技术，本发明具有如下的优点及有益效果：

1、本发明中天线阵列与馈电网络压合后，采用金属化孔将天线阵列与馈电网络连接。金属化孔便于天线阵列与馈电网络在双层PCB内部完成连接，有利于实现小型化和集成一体化。

2、本发明馈电网络采用九个1分8微带线功分器与移相器芯片组合的结构。采用九个1分8微带线功分器结构级联，功能上等同于1分64微带线功分器，实现了1个馈电端口可以给64个端口馈电；在微带线结构加入体积小和集成化的移相器芯片，移相器芯片的输出相位可调节，完成了相控阵天线的波束扫描控制部件，避免了功分器与移相器分离，实现了馈电网络的集成一体化和小型化。

3、本发明将天线阵列与馈电网络两部分，通过双层PCB压合加工成一个整体。天线阵列与馈电网络的铜片地板是一样的，都以穿过的馈电探针为中心设置一个孔作为隔离环，然后将一整片天线阵列和一整片馈电网络的覆铜地板面对面压合，实现了低剖面小型化设计，也完成了相控阵天线的集成一体化设计，最终馈电网络与天线阵列合成一个厚度仅2.25mm的低剖面整体。

4、本发明在小型化和集成一体化设计以后，相控阵天线的性能也很好。相控阵天线能工作于4.9GHz频段，在4.9GHz的S11为-20dB，增益方向图的主波束能在垂直和水平二维平面实现-58至62度波束扫描，最大增益达到22dB，主极化与交叉极化隔离度大于30dB。

附图说明

图1为本发明实施例中天线单元的结构示意图；

图2为本发明实施例中天线单元的剖面图；

图3为天线单元和真实增益随频率变化曲线图；

图4为天线单元增益方向图的主极化与交叉极化图；

图5为本发明实施例中的天线阵列示意图；

图6为本发明实施例中相控阵天线的馈电网络结构示意图；

图7为4.9GHz的1分8微带线功分器的结构示意图；

图8为1分8微带线功分器的输入端口和输出端口的插入损耗曲线图；

图9示意了馈电网络的输入输出功率分配图；

图10为天线阵列与馈电网络的地板压合一体化后的透视图；

图11为图10的局部放大图；

图12为馈电探针的连接示意图；

图13为馈电探针与金属化孔对比图

图14为相控阵天线整体结构剖面图；

图15为馈电端口随频率变化的曲线图；

图16为真实增益方向图波束随扫描角度的变化图；

图17为相控阵天线主极化与交叉极化方向图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例的小型化集成相控阵天线包括天线阵列和馈电网络，天线阵列包括64个天线单元。

天线单元为微带贴片天线，采用第一介质片(优选F4BM板材)。该板材相对介电常数为2.55，损耗正切角为0.001。第一介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为辐射天线，如图1所示，图中示出了影响天线单元性能的主要参数，其他尺寸不影响天线单元正常工作，其中a＝15.9mm，b＝1.2mm，c＝1mm，e＝4.2mm，f＝2.9mm，g＝1.3mm，i＝4.2mm，j＝2.9mm；底层覆铜作为铜片地板，铜片地板以馈电探针为中心设有一个圆孔作为隔离环。为了便于相控阵天线集成一体化，该天线单元采用馈电探针的形式实现单端口馈电，馈电探针顶端与第一介质片的顶层覆铜连接，再穿过第一介质片，最后到达第一介质片底层的铜片地板处；由于铜片地板上设有以馈电探针为中心的圆孔作为隔离环，馈电探针虽然到达铜片地板但是不与底层铜片地板接触。

天线单元的剖面图如图2所示，其中介质片2的尺寸为L×L，L为33mm，厚度h为1.93mm；1为介质片2的顶层覆铜；3为介质片2的底层覆铜，即铜片地板；馈电探针4距离天线单元中心的距离K为1.95mm，铜片地板上的圆孔5为隔离环，直径r为0.88mm。

该天线单元能工作于4.9GHz频段，天线单元S11和真实增益随频率变化曲线如图3所示。可见该天线单元在4.9GHz的S11＝-20dB，真实增益为7dB。如图4所示为天线单元增益方向图的主极化与交叉极化图，在X0Z和Y0Z平面-58至62度范围内主极化与交叉极化隔离度均大于22dB。

天线阵列由多个天线单元组成，本实施例中，天线阵列由64个天线单元组成。天线单元按照合适的间距进行二维矩阵形式排列分布，天线阵列采用45度线极化的极化方式。根据方向图乘积原理，阵列天线最终的方向图E(θ)由阵元方向图S(θ)与阵因子f(θ)共同决定，如式子(1)所示。阵元方向图即天线单元的方向图；阵因子方向图由天线单元位置分布、馈电相位等共同决定。

E(θ)＝S(θ)·f(θ) (1)

若阵列为N个阵元的均匀直线阵，馈电幅值相等，仅存在均匀变化的馈电相位差，归一化阵因子方向图可用式子(2)表示。阵中，天线单元可以比拟为点源，点源之间直线分布，点源直线间距为d，点源的馈电相位差为

方向图波束指向与两点源所在直线的夹角为θ，K为电磁波传播常数。阵列方向图波束扫描公式如式子(3)所示，当ψ＝0时，代表两点源方向图同相叠加，有最大增益。

相控阵天线需要合理设计天线单元的分布位置，以避免增益方向图出现旁瓣。在相控阵天线设计中，为避免旁瓣方向图出现，要求天线单元之间的间距满足如式子(4)所示的关系：

其中λ为电磁波工作波长，θ_max代表增益方向图波束扫描角度最大值。

式子(4)表达的间距d是一个上限值，而下限值不能太小。这是因为阵列天线需要考虑天线之间的耦合问题。在相控阵天线中，假定有其中两个相邻的第一天线单元和第二天线单元，第一天线单元向空间辐射能量，辐射出来的能量传播至相邻的第二天线单元，使后者产生感应电流，改变了其原来的电流流向和阻抗。同理，当第二天线单元工作时，也会存在耦合问题。当相控阵中所有辐射单元都互相耦合下，最终将产生巨大明显反射和恶化相控阵天线的方向图，使之无法正常工作。因此相控阵天线单元间距d过小，将会导致阵列单元之间强耦合而无法正常工作。

本发明设计的相控阵要求增益方向图波束扫描范围为-58至62度，为避免方向图出现明显旁瓣，同时也为了避免天线单元间距过小而导致较强的耦合，采用d＝33mm作为相控阵天线的单元间距，并采用8×8矩形平面阵列分布形式。如图5所示为天线阵列图，阵列整体尺寸为A×B＝310×286mm。在上述单元间距下，天线单元之间有不小于20dB隔离度，避免了天线单元之间的强耦合而恶化相控阵天线性能，同时也能实现-58至62度宽角域方向图波束扫描。

馈电网络包括两部分内容，分别是多个1分8微带线结构(也叫1分8功分器、1分8微带功分器)和多个移相器芯片，所述移相器芯片是一种输出相位可调、尺寸很小的芯片。为了从一个输入端口给64单元的阵列天线馈电，并集移相器于一体，本实施例设计的馈电网络采用9个1分8微带线结构和8个移相器芯片。如图6所示为相控阵天线馈电网络的示意图，能量由端口1输入馈电网络，通过1分8微带线结构将输入的能量均等分配到8个端口，这8个端口分别接入电压控制型移相器芯片的输入端，每个移相器芯片的输出端再接入相同结构的1分8功分器，将输入馈电网络的能量均分至64个端口。移相器芯片的尺寸仅5mm×5mm，与微带线功分器集成以后，仅需调节芯片的供电电压，就可以实现移相器芯片所在支路的相位，移相器芯片的相位移动范围在0至360度之间，满足波束宽角域连续扫描要求。在集成移相器芯片与多路功分器后，最终表现为端口1的能量均等分配到64个端口，每个移相器芯片控制同一列的8个天线单元相位。在电压改变的情况下，移相器相位随之变化，实现增益方向图波束扫描。

馈电网络部分采用相对介电常数2.55、损耗正切角0.001、厚度H为0.18mm的F4B板材，馈电网络整体尺寸为310mm×286mm×0.18mm。功分器是馈电网络中的一部分，1分8功分器结构尺寸为260mm×27.18mm×0.18mm。根据介质片与微带线宽度的关系，在该介质片厚度下，微带线50欧姆特性阻抗的宽度较小，有利于降低电磁波在微带线中的损耗。同时，该板材种类有较低的损耗正切角，也能减少1分8功分器的插入损耗。此外，小宽度微带线有利于减小布线占据面积，也能减少馈电网络中微带线之间的耦合度。如图7所示是4.9GHz的1分8微带线功分器的结构图，p1为输入端口，p2-p9为8个输出端口。在第二介质片的顶面覆铜，形成微带线线路，在第二介质片的底面覆铜作为铜片地板。1分8微带线结构采用双节阻抗变换器和两片隔离电阻的形式。功分器输出端口之间的间距d为33mm，与天线阵列的天线单元之间的间距一致，便于通过金属化孔连接馈电。

如图8所示，为1分8微带线功分器的输入端口回波损耗(S11)和输出端口的插入损耗曲线，图中只给出了输出端口2-5的插入损耗，另外4个端口6-9的插入损耗与2-5端口对称一致。在4.54-5.21GHz频段范围，输入端口回波损耗S11≤-20dB；而在4.9GHz频段，输入端口回波损耗S11达到-36dB；输出端口插入损耗约-9.8dB。图8表明，本实施例中1分8微带线功分器能工作于4.9GHz，即能为相同工作频率的天线单元馈电，具有反射小和低损耗的优点。

移相器芯片采用一种现成的芯片，焊接在馈电网络的介质片上面，仅需调节芯片的供电电压，就可以实现移相器芯片所在支路的相位。馈电网络中微带线结构和移相器芯片的位置关系如下：一个1分8微带线结构的8个输出端口各自接入一片移相器芯片的输入端，每一片移相器芯片的输出端接另一个1分8微带线结构。最终的馈电网络仅仅有一个馈电端口，从馈电端口馈电至每个天线单元过程中，依次经过1分8微带线功分器、移相器芯片和另一个1分8微带线功分器。如图9所示为最终馈电网络图，其中标号6为移相器芯片，标号7为1分8微带线功分器，馈电网络整体尺寸为A×B＝310mm×286mm。

天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板面对面压合,如图10所示。标记8所示为64单元相控阵天线中的一个天线单元，放大后如图11所示，可以看出馈电网络的输出端口与天线单元的馈电位置重合。由于馈电网络的64个输出端口与64个天线单元的馈电端口的位置是完全对应的，因此馈电网络输出端口与天线单元馈电端口这两部分可以通过64个金属化孔进行连接，其中馈电探针是由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱，而金属化孔是空心的，仅有金属外壁。如图12所示，天线阵列与馈电网络通过金属化孔9连接起来，金属化孔9的中间白色部分被挖空，阴影部分代表剩下金属外壁，其中铜片地板上设了直径r为0.88mm的圆孔5作为隔离环，以避免馈电探针与铜片地板接触，因此本实施例中馈电网络与64个天线单元之间通过PCB内部金属化孔连接实现馈电，其中标记10为天线单元部分，标记11为馈电网络部分，标记3为两部分的金属地板。如图13所示为馈电探针与金属化孔对比图，标记4为实心馈电探针，标记9为空心的金属化孔，金属化孔的阴影部分代表存在的金属外壁。通过双层PCB压合的方式，将天线阵列与馈电网络两部分合成整体高度近2.25mm的低剖面小型化相控阵天线。如图14所示为相控阵天线整体结构剖面图，其中1为64个天线单元的顶层覆铜(即覆铜图案)，2为天线阵列的第一介质片F4BM，3为底层覆铜(即铜片地板)，111为馈电网络的第二介质片F4B，112为馈电网络的微带线功分器和移相器芯片。整个相控阵天线尺寸为310mm×286mm×2.25mm，64天线单元只有一个馈电端口，采用2.92mm连接器连接，连接器内导体与馈电端口微带线连接，连接器外导体与相控阵天线的金属地板连接。从而，1分64功分器和8个移相器芯片全部集成于一片F4B板材馈电网络，并与天线阵列结合，内部无任何连接电缆。

本实施例中，64天线单元的相控阵天线仅仅通过一个馈电端口就可以完成工作，该唯一的馈电端口S11随频率变化曲线如图15所示，达到-26dB。此外，相控阵天线保持很好的相控阵性能，增益方向图的主波束能够实现水平和垂直二维平面-58至62度宽角域扫描，最大增益达到22.54dB。真实增益波束随扫描角度的变化如图16所示，由于3dB波束宽度大，因此还可以覆盖更大的角度范围。本实施例的相控阵天线采用45度线极化的极化方式，如图17所示为相控阵天线主极化与交叉极化方向图。主极化与交叉极化隔离度大于30dB，这表明还适合进一步研制出双极化相控阵天线。可见，本发明的相控阵天线设计在具备低剖面小型化和集成一体化的优势下，相控阵天线仍能具有很好的工作性能，能实现水平和垂直二维平面波束-58至62度扫描。

本实施例的天线结构、参数除了上述所提及的之外，还能做如下变换：天线单元可以改换天线图案形状、工作频段，工作频段并不局限于4.9GHz频段；1分8微带线功分器可以采用单节阻抗变换微带线和一片隔离电阻的结构，或者T型和U型微带线结构，只要与天线单元的工作频段一致即可；介质片可以更换其他板材；将天线阵列与馈电网络连接在一起的金属化孔也可以继续使用馈电探针，区别仅仅为：在实物加工时，金属化孔成本更低，加工更简单。其中馈电探针是由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱，而金属化孔是空心的，仅有金属外壁；天线阵列与馈电网络的铜片地板面对面压合的方式，可以采用半固化片粘合，也可以使用胶水粘合。

本实施例还提供小型化集成相控阵天线的设计方法，需要设计天线单元、天线阵列和馈电网络三个部分，具体如下：

首先，在第一介质片上设计多个相同的微带贴片天线单元，本实施例设计了64个相同的天线单元。对于每个天线单元，在第一介质片的双面覆铜，即在第一介质片的顶层和底层分别覆铜，其中顶层覆铜作为辐射天线，底层覆铜作为铜片地板，介质片采用F4BM板材；对每个天线单元使用馈电探针进行馈电，将馈电探针顶端与第一介质片的顶层覆铜连接，并穿过第一介质片，最后到达底层铜片地板，在铜片地板上以馈电探针为中心设置一个圆孔作为隔离环，使馈电探针与底层铜片地板无接触。

然后，将64个相同的天线单元组成天线阵列。天线单元按照二维矩阵形式排列分布，组成8行8列的64单元天线阵列，设计天线单元之间的间距d使得天线单元之间有至少20dB隔离度、天线阵列的增益方向图波束扫描范围为-58至62度；天线阵列采用45度线极化的极化方式。本实施例中，取值为d＝33mm。

接着，在第二介质片上设计馈电网络，所设计的馈电网络包括两部分内容，分别是1分64微带线功分器和移相器芯片。在第二介质片的双面覆铜，即在第二介质片的顶层和底层分别覆铜，其中顶层覆铜作为1分64微带线功分器，底层覆铜作为铜片地板。1分64微带线功分器由9个1分8微带线结构组成。移相器芯片采用一种现成的芯片，焊接在馈电网络的第二介质片上面，仅需调节芯片的供电电压，就可以调整移相器芯片所在支路的相位。馈电网络中微带线结构和移相器芯片的位置关系如下：一个1分8微带线结构的8个输出端口各自接入一片移相器芯片的输入端，每一片移相器芯片的输出端接另一个1分8微带线结构。最终的馈电网络仅仅有一个馈电端口，从馈电端口馈电至每个天线单元过程中，依次经过1分8微带线结构、移相器芯片和另一个1分8微带线结构。

最后，将天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板面对面压合起来。再延长天线单元中的馈电探针，使馈电探针穿过铜片地板，再穿过馈电网络的铜片地板和第二介质片，到达馈电网络的微带线结构，并与微带线结构接触。在馈电网络的铜片地板在馈电探针周围设置一个圆孔作为隔离环，使得馈电探针与馈电网络的铜片地板不接触。在此基础上，将馈电探针替换为金属化孔，其中馈电探针是由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱，而金属化孔是空心的，仅有金属外壁。通过双层PCB压合成整体高度近2.25mm的低剖面小型化相控阵天线。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型化集成相控阵天线，包括天线阵列和馈电网络，其特征在于，天线阵列包括多个天线单元，天线单元为微带贴片天线，设置在第一介质片上；天线单元采用馈电探针的形式实现单端口馈电；

所述第一介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为辐射天线，底层覆铜作为铜片地板；馈电探针的顶端与第一介质片的顶层覆铜连接，馈电探针穿过第一介质片，到达第一介质片底层的铜片地板处，并以馈电探针为中心在铜片地板设置孔作为隔离环；

馈电网络设置在第二介质片上，包括多个微带线结构和多个移相器芯片，其中一个微带线结构的多个输出端与所述多个移相器芯片的输入端一一对应连接，所述多个移相器芯片的输出端分别与其余微带线结构的输入端一一对应连接，从而将从所述一个微带线结构的输入端输入馈电网络的能量均等分配至所述其余微带线结构的输出端口；所述其余微带线结构的输出端口之间的间距，与天线阵列的天线单元之间的间距一致；

在第二介质片的顶面覆铜，形成微带线线路，在第二介质片的底面覆铜作为铜片地板；天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板面对面压合，并将天线单元的馈电探针延长至馈电网络的微带线，以馈电探针为中心在馈电网络的铜片地板设置一个孔作为隔离环，馈电探针与天线阵列的铜片地板、馈电网络的铜片地板均无接触。

2.根据权利要求1所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，所述天线阵列中，天线单元之间的间距满足以下条件：避免天线单元之间的强耦合，且实现-58至62度宽角域方向图波束扫描。

3.根据权利要求2所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，天线单元之间的间距d＝33mm。

4.根据权利要求1所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板上，以馈电探针为中心的孔为圆孔。

5.根据权利要求1所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，所述馈电探针为金属化孔，或者由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱。

6.根据权利要求1所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，所述天线阵列包括64个天线单元，多个微带线结构为9个1分8微带线结构，移相器芯片设有8个。

7.根据权利要求1所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，多个所述微带线结构的工作频段与天线单元的工作频段一致。

8.根据权利要求1所述的小型化集成相控阵天线，其特征在于，第一介质片为相对介电常数为2.55、损耗正切角为0.001、厚度为1.93mm的F4BM板材，第二介质片为相对介电常数为2.55、损耗正切角为0.001、厚度为0.18mm的F4B板材。

9.权利要求1所述小型化集成相控阵天线的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，在第一介质片上设计多个相同的微带贴片天线单元；对于每个天线单元，在第一介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为辐射天线，底层覆铜作为铜片地板；对每个天线单元使用馈电探针进行馈电；

然后，将多个相同的天线单元组成天线阵列，天线单元按照二维矩阵形式排列分布；设计天线单元之间的间距使得天线单元之间有至少20dB隔离度、天线阵列的增益方向图波束扫描范围为-58至62度；

接着，在第二介质片上设计馈电网络，在第二介质片的双面覆铜，其中顶层覆铜作为微带线结构，底层覆铜作为铜片地板；并将多个移相器芯片焊接在第二介质片上面，使其中一个微带线结构的多个输出端与所述多个移相器芯片的输入端一一对应连接，所述多个移相器芯片的输出端分别与其余微带线结构的输入端一一对应连接；将所述一个微带线结构的输入端为馈电网络的唯一馈电端口；

最后，将天线阵列的铜片地板与馈电网络的铜片地板面对面压合起来，延长天线单元中的馈电探针，使馈电探针穿过天线单元的铜片地板，再穿过馈电网络的铜片地板和第二介质片，到达馈电网络的微带线结构，并与微带线结构接触。

10.根据权利要求9所述的设计方法，其特征在于，所述馈电探针为金属化孔，或者由金属化孔浇筑而成的实心金属圆柱。

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