[发明专利]方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋天线单元，特别是一种方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元。

背景技术

在毫米波频段，圆极化天线对于提高信号传输质量有极大的好处，所以得到了广泛的应用。而在这些圆极化天线中，螺旋天线以其独有的宽轴比带宽和宽阻抗带宽，得到了非常广泛的应用。尤其是在低温共烧陶瓷（LTCC）技术产生以来，为多种天线平面化提供了便利的介质条件。

螺旋天线和LTCC技术的结合使得螺旋天线实现了平面化，但是现有技术中，在W波段的高频段，使用LTCC技术的螺旋天线受到加工工艺技术的限制，使得天线的辐射方向图由轴向辐射方向图分裂成圆锥形辐射方向图，轴向的增益和轴比产生极大的恶化，不能满足轴向辐射的条件。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元，包括中心螺旋辐射体、介质集成喇叭、馈线和LTCC介质，所述LTCC介质为长方体，长方体LTCC介质内设置介质集成喇叭，介质集成喇叭的中心设置中心螺旋辐射体，LTCC介质的下部为馈线，所述馈线的厚度为LTCC介质总厚度的1/4~1/3，上述馈线同时位于介质集成喇叭的下方。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明通过中心螺旋辐射体和介质集成喇叭共同承担天线的辐射，使天线单元方向图实现修正，有效遏制单元方向图的分裂；2）本发明的介质集成喇叭具有波束聚集的效果，可有效提高天线单元的增益；3）本发明的介质集成喇叭使得天线单元对加工精度的敏感度降低，降低了加工误差对天线性能的影响。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元的三维透视结构图。

图2为本发明的方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元的三维结构图。

    图3为本发明的天线单元的俯视图和侧视图，其中图（a）为俯视图，图（b）为侧视图。

    图4为本发明的中心螺旋辐射体的结构图。

    图5为同加工精度情况下普通的LTCC螺旋天线（case1）和方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元(case2)在95GHz时的方向图对比。

    图6为同加工精度情况下普通的LTCC螺旋天线(case1)和方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元(case2)在105GHz时的方向图对比。

图中标号所代表的含义为：1为中间螺旋辐射体、2为介质集成喇叭、3为介质集成波导、4为LTCC介质、5为空气矩形波导、6为金属过孔、7为金属转片。

具体实施方式

结合图1和图2，本发明的一种方向图修正的W波段LTCC螺旋天线单元，包括中心螺旋辐射体1、介质集成喇叭2、馈线3和LTCC介质4，所述LTCC介质4为长方体，长方体LTCC介质4内设置介质集成喇叭2，介质集成喇叭2的中心设置中心螺旋辐射体1，LTCC介质4的下部为馈线3，所述馈线3的厚度为LTCC介质4总厚度的1/4~1/3，上述馈线3同时位于介质集成喇叭2的下方。

所述长方体LTCC介质4的下方设置矩形空气波导5。

LTCC介质4的介电常数为6，其每层的厚度为0.096mm。

中心螺旋辐射体1由若干金属转片7连接而成，相邻两个金属转片7通过金属过孔连接，连接过孔6的直径为0.1mm。

介质集成喇叭2是由分布于LTCC介质中的金属圆环叠加而成，该金属圆环的直径自下而上依次增大。

下面进行具体描述：