CN217768766U - 天线与馈电网络集成一体化天线阵列 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列，属于天线技术领域。采用纵向堆叠的方式，将馈电网络通过带状线形式设置在天线地板后的介质叠层板中，馈电网络通过介质板中的金属化过孔对天线进行馈电，并将最终的总输出端口设置在天线面，方便安装焊接，有效的降低了天线剖面尺寸，且印制板加工一体成形，免去后期带状线装配带来的误差及贴合不紧等问题，整体结构形式简单便于集成。

Description

天线与馈电网络集成一体化天线阵列

技术领域

本发明涉及天线系统，更具体地，本发明涉及一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列。

背景技术

近年来，随着系统集成度的提升，对于天线及馈电网络的集成化要求越来越高，现有常见的方式为将对称阵子与馈电网络集成在一块印制板上，可以简化整体结构设计，但是其纵向尺寸仍旧较大，可到0.25波长左右，且纵向安装不方便。

发明内容

要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是将天线单元与阵列的馈电网络进行集成一体化设计，并能够保证低剖面与易集成，解决常规方案中网络占尺寸过大，不易集成的问题。

技术方案

一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列，其特征在于包括从上往下依次层叠设置的第一金属覆铜层、第一介质层、第一半固化片层、第二金属覆铜层、第二介质层、第三金属覆铜层、第二半固化片层、第三介质层和第四金属覆铜层；所述第一金属覆铜层设置有辐射贴片；所述第一半固化片层与第二半固化片层通过高温融化将上下介质粘接为一体；所述第二金属覆铜层设置有大面积接地面，在接地面上蚀刻出网络馈电的隔离孔；所述第三金属覆铜层设置有功分馈电网络，功分馈电网络末端通过金属化过孔上穿第二介质层、第二金属覆铜层、第一半固化片层、第一介质层与第一金属覆铜层的辐射贴片连接；第四金属覆铜层为大面积接地；对外接头的金属法兰直接接触在第四金属覆铜层上，并进行焊接，接头的馈电针穿过第四金属覆铜层、第三介质层、第二半固化片层后，与第三金属覆铜层的馈电总口连接，并将第一金属覆铜层、第一介质层、第一半固化片层加工预留焊接孔，最终的焊接位置预留在第二金属覆铜层，实现对外馈电。

所述馈电网络由多级馈电子网络构成，每一级馈电子网络有一个“T”形功分结构，上一级馈电子网络的“T”形功分结构的两个输出端分别与下一级子网络的两个“T”形功分结构的输入端连接，周期排列下去共同组成功分馈电网络。

所述“T”形功分结构末端采用特性阻抗50欧姆微带线，中间采用特性阻抗70.7欧姆微带线，0.25倍波长阻抗变换段，实现功率分配。

所述辐射贴片外形为方形、圆形和菱形。

有益效果

本发明所述的馈电网络与天线单元进行集成一体化设计，印制板加工一体成形，免去后期装配带来的误差及贴合不紧等问题，整体结构形式简单、剖面低，便于集成安装。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明天线网络一体化阵列天线的三维结构示意图。

图2为本发明天线网络一体化阵列天线的第一金属覆铜层的结构示意图。

图3为本发明天线网络一体化阵列天线的第二金属覆铜层的结构示意图。

图4为本发明天线网络一体化阵列天线的第三金属覆铜层的结构示意图。

图5为本发明天线网络一体化阵列天线的第四金属覆铜层的结构示意图。

图中标记说明：1-第一金属覆铜层、2-第一介质层、3-第一半固化片层、4-第二金属覆铜层、5-第二介质层、6-第三金属覆铜层、7-第二半固化片层、8-第三介质层、9-第四金属覆铜层、10-辐射贴片、11-馈电网络、12-隔离孔、13-金属化通孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

天线与馈电网络集成一体化天线阵列如图1-5所示，具体采用以下技术方案：馈电网络与天线单元一体化形式采用金属多层覆铜板一体压合的形式实现，从上往下依次层叠设置的第一金属覆铜层1、第一介质层2、第一半固化片层3、第二金属覆铜层4、第二介质层5、第三金属覆铜层6、第二半固化片层7、第三介质层8和第四金属覆铜层9；所述第一金属覆铜层1设置有辐射贴片10；所述第一半固化片层3与第二半固化片层7通过高温融化将上下介质粘接为一体；所述第二金属覆铜层4设置有大面积接地面，在接地面上蚀刻出功分馈电网络的隔离孔12，隔离孔12里面设有连接功分馈电网络11末端的金属化过孔；所述第三金属覆铜层6设置有功分馈电网络11，功分馈电网络11末端通过金属化过孔上穿第二介质层5、第二金属覆铜层5、第一半固化片层3、第一介质层2与第一金属覆铜层1的辐射贴片10连接；第四金属覆铜层9为大面积接地。对外接头的金属法兰直接接触在第四金属覆铜层9上，并进行焊接，接头的馈电针穿过第四金属覆铜层9、第三介质层8、第二半固化片层7后，与第三金属覆铜层6的馈电总口连接，并将第一金属覆铜层1、第一介质层2、第一半固化片层3加工预留焊接孔，最终的焊接位置预留在第二金属覆铜层4，实现对外馈电。第一金属覆铜层1、第一介质层2、第一半固化片层3、第二金属覆铜层4、第二介质层5、第三金属覆铜层6、第二半固化片层7、第三介质层8和第四金属覆铜层9通过四周的金属化过孔13将其地连通。

所述辐射贴片的形状可以是圆形、矩形、菱形、椭圆等类似结构，作为优选，所述辐射贴片选择方形。

所述馈电网络由多级馈电子网络构成，每一级馈电子网络有一个“T”形功分结构，上一级馈电子网络的“T”形功分结构的两个输出端分别与下一级子网络的两个“T”形功分结构的输入端连接，周期排列下去共同组成功分馈电网络。

所述“T”形功分结构末端采用特性阻抗50欧姆微带线，中间采用特性阻抗70.7欧姆微带线，0.25倍波长阻抗变换段，实现功率分配。

实施例1

本实施例中天线的中心频率为9.5GHz，对天线在HFSS中进行电磁全波仿真。选用的第一介质层2的介电常数为3.48，厚度为1.5mm；第一半固化片层3和第二半固化片层7的介电常数为2.8，厚度为0.1mm；第二介质层5和第三介质层8介电常数为3.48，厚度均为0.5mm；辐射贴片7的边长为7.6mm；天线单元个数为16个。

HFSS仿真结果表明，在9.4～9.6GHz的范围内，端口馈电时，端口驻波系数小于1.5，天线增益大于16dBi。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列，其特征在于包括从上往下依次层叠设置的第一金属覆铜层(1)、第一介质层(2)、第一半固化片层(3)、第二金属覆铜层(4)、第二介质层(5)、第三金属覆铜层(6)、第二半固化片层(7)、第三介质层(8)和第四金属覆铜层(9)；所述第一金属覆铜层(1)设置有辐射贴片(10)；所述第一半固化片层(3)与第二半固化片层(7)通过高温融化将上下介质粘接为一体；所述第二金属覆铜层(4)设置有大面积接地面，在接地面上蚀刻出网络馈电的隔离孔(12)；所述第三金属覆铜层(6)设置有功分馈电网络(11)，功分馈电网络(11)末端通过金属化过孔上穿第二介质层(5)、第二金属覆铜层(4)、第一半固化片层(3)、第一介质层(2)与第一金属覆铜层(1)的辐射贴片(10)连接；第四金属覆铜层(9)为大面积接地；对外接头的金属法兰直接接触在第四金属覆铜层(9)上，并进行焊接，接头的馈电针穿过第四金属覆铜层(9)、第三介质层(8)、第二半固化片层(7)后，与第三金属覆铜层(6)的馈电总口连接，并将第一金属覆铜层(1)、第一介质层(2)、第一半固化片层(3)加工预留焊接孔，最终的焊接位置预留在第二金属覆铜层(4)，实现对外馈电。

2.根据权利要求1所述的一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列，其特征在于所述馈电网络由多级馈电子网络构成，每一级馈电子网络有一个“T”形功分结构，上一级馈电子网络的“T”形功分结构的两个输出端分别与下一级子网络的两个“T”形功分结构的输入端连接，周期排列下去共同组成功分馈电网络。

3.根据权利要求2所述的一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列，其特征在于所述“T”形功分结构末端采用特性阻抗50欧姆微带线，中间采用特性阻抗70.7欧姆微带线，0.25倍波长阻抗变换段，实现功率分配。

4.根据权利要求1所述的一种天线与馈电网络集成一体化天线阵列，其特征在于所述辐射贴片(10)外形为方形、圆形和菱形。

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