[发明专利]适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵

权利要求书

1.一种适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述多波束背腔式高增益天线阵包括辐射贴片天线以及波束成型馈电网络，所述辐射贴片天线由上层基板和下层基板组成，所述波束成型馈电网络包括四个输入端、四个定向耦合器、两个45°移相器、两个0°移相器以及四个输出端，其中：

所述上层基板的上表面间隔设置有四个天线单元，所述四个天线单元的四周采用多个金属化过孔围成一个金属腔；

所述下层基板设置有四路基片集成波导，每一路基片集成波导由多个金属化过孔围成，所述四路基片集成波导设置有所述辐射贴片天线的四个输入端；

所述辐射贴片天线的四个输入端各自对应连接至所述波束成型馈电网络的四个输出端；

当所述波束成型馈电网络的四个输入端输入四路电磁波束激励时，所述波束成型馈电网络的相邻输出端的相位相差分别为45度、135度、-135度和-45度。

2.如权利要求1所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述上层基板和下层基板层叠粘合在一起，所述上层基板的厚度为60GHz介质波的四分之一波长。

3.如权利要求1所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述天线单元由交叉型辐射贴片构成并间隔印刷在所述上层基板的上表面，每两个天线单元之间的间距为3mm。

4.如权利要求3所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述天线单元由位于该天线单元底下的缝隙进行电磁波的耦合与激励。

5.如权利要求1所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述金属腔的大小为长13mm、宽5mm，用于抑制表面电磁波的传播。

6.如权利要求1所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述波束成型馈电网络为一种基于基片集成波导的Butler矩阵实现的Butler矩阵馈电网络。

7.如权利要求1所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述波束成型馈电网络的两个输入端作为第一定向耦合器的两个输入端，第一定向耦合器的第一输出端连接至第一45°移相器的输入端，第一定向耦合器的第二输出端连接至第四定向耦合器的输入端。第一45°移相器的输出端连接至第二定向耦合器的第一输入端，第二定向耦合器的第一输出端连接至第一0°移相器的输入端，第一0°移相器的输出端连接至波束成型馈电网络的第一输出端，第二定向耦合器的第二输出端连接至波束成型馈电网络的第三输出端。

8.如权利要求7所述的适用于毫米波通信的多波束背腔式高增益天线阵，其特征在于，所述波束成型馈电网络的另外两个输入端作为第三定向耦合器的两个输入端，第三定向耦合器的第一输出端连接至第二45°移相器的输入端，第三定向耦合器的第二输出端连接至第二定向耦合器的第二输入端。第二45°移相器的输出端连接至第四定向耦合器的第二输入端，第四定向耦合器的第一输出端连接至第二0°移相器的输入端，第二0°移相器的输出端连接至波束成型馈电网络的第四输出端，第四定向耦合器的第二输出端连接至波束成型馈电网络的第二输出端。