[实用新型]一种E频段二维相控阵天线架构

说明书

技术领域

本实用新型涉及相控阵天线领域，具体地讲，是涉及一种E频段二维相控阵天线架构。

背景技术

随着5G通信技术的不断发展，对于射频天线系统要求越来越高。高频段相控阵天线系统是实现5G通信射频系统的最优选方式。特别是工作在在E波段（72~74GHz）的相控阵天线，将可能是实现近距离、高数数据通道的一种形式。

相控阵天线通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。E波段，即72GHz~74GHz，是实现近距离、高数数据通道的一种形式。E波段二维相控阵天线需要考虑较大的波束扫描范围（通常需要大于±45°），而该频段的电磁波波长只有4mm左右，如果采用常规的矩形布阵，天线每个通道的间距只能在2.2mmX2.2mm空间实现；E波段天线工作频率高，波长短，导致天线的硬件实现困难。天线整体架构设计面临通道间距小、电路集成空间不足、产品热量集中和天线规模扩展性差等问题。

实用新型内容

为克服现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种设计巧妙、结构简单的E频段二维相控阵天线架构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种E频段二维相控阵天线架构，包括2N个呈L型的天线模块，其中N为整数，每N个天线模块沿其L型的弯折处紧靠并层叠为两组，且该两组天线模块沿L型的同一侧面背靠背，并且所有天线模块的该背靠背的侧面端部设置为同一平面；

所述天线模块包括相互连接并构成L型的波导过渡腔和电路安装腔，设置于电路安装腔内并与波导过渡腔连通的射频电路板，以及设置于电路安装腔背部的供电控制电路板，其中，所述波导过渡腔的端面为天线辐射口面，所有天线模块的天线辐射口面处于同一平面；所述背靠背的侧面为每组中最下端天线模块的波导过渡腔背面。

进一步地，所述电路安装腔背部还设有散热通道。

具体地，所述散热通道为数个并排开设的散热槽。

更进一步地，所述电路安装腔包括相互匹配的腔体和腔盖，所述腔体与所述波导过渡腔连接。

更进一步地，所述天线辐射口面上包括并排设置的数个辐射口，且所述波导过渡腔内设有与这些辐射口一一对应的波导腔道；所述辐射口和波导腔道的数量与所述射频电路板上输出的射频路数对应。通常来讲，射频电路为8路信号输出，因此，每个天线模块上的辐射口及对应的波导腔道为8个；根据该架构的设计思路，4个天线模块即可组成32通道的天线产品，以此类推，也能够较为容易地实现64通道、128通道和256通道的天线产品。

更进一步地，相邻的所述天线模块上的辐射口错位布置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过将天线辐射单元和后端的射频通道分离，波导天线和后端的波导传输一体化加工实现，降低了过渡段损耗，并通过阶梯叠层的方式将每列天线的有源电路部分进行纵向分离，为有源电路和连接器的集成提供了足够的空间，同时模块化的设计实现了产品的可维修性和可扩展性，并且本实用新型设计巧妙，结构简单，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

（2）本实用新型通过电路安装腔背面加散热通道，为散热设计提供了空间，保证产品长期工作可靠性能。

（3）本实用新型将辐射口采用三角布阵方式使通道间距配置为2.2mmX3.2mm，在保证同样波束扫描范围的情况下，减小了天线的互耦，提高了天线口径利用率，并降低了机械加工难度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中天线模块的结构示意图。

图3为本实用新型中辐射口（64通道）的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图3所示，该E频段二维相控阵天线架构，包括2N个呈L型的天线模块1，其中N为整数，每N个天线模块沿其L型的弯折处紧靠并层叠为两组，且该两组天线模块沿L型的同一侧面（YZ面）背靠背，并且所有天线模块的该背靠背的侧面端部设置为同一平面（XY面）；