[发明专利]一种阵列天线结构及多层过孔结构

权利要求书

1.一种阵列天线结构，其特征在于：包括辐射单元和馈电网络，其中，辐射单元采用平面贴片形式，馈电网络采用基片集成波导的形式；整体结构采用多层印制电路板工艺实现，层次结构上从上至下分别为顶部金属层、第一层介质基片、粘贴介质层、中间金属层、第二层介质基片、底部金属层；所述辐射单元处于顶部金属层，采用正方形金属贴片的形式，每个正方形金属贴片绕自身中心轴旋转45度后，在横向和纵向上分别等距排列形成平面阵列，平面阵列由共四行四列16个正方形金属贴片构成；所述馈电网络采用在弯折的基片集成波导宽边上开横缝，通过缝隙耦合对顶部金属贴片进行馈电，且一个横缝对位于顶部金属层的四个正方形金属贴片进行激励，所述馈电网络的整个结构由中间金属层、第二层介质基片、底部金属层以及穿过这三层结构的金属化通孔构成；

所述辐射单元中，横向和纵向各两个相邻的正方形金属贴片组成一个方形的辐射子阵，每个辐射子阵中，使用一个位于子阵中心的微带功分器将四个正方形金属贴片连接起来，微带功分器由两个背靠背放置的细窄的U型弯折微带线通过一个短的细窄的直微带线将两者从中间连接构成；两个细窄的U型弯折微带线端口朝相反方向放置，其中，上面的一个细窄的U型弯折微带线的两端分别与第一行方形金属贴片的下方的角相连，下面的一个细窄的U型弯折微带线的两端分别与第二行方形金属贴片的上方的角相连，两个相对的细窄的U型弯折微带线的中间通过一段短的细窄的直微带线相连。

2.如权利要求1所述的一种阵列天线结构，其特征在于：所述馈电网络中横缝的中心与其馈电的四个正方形金属贴片形成的辐射子阵的中心在垂直方向上重合。

3.如权利要求1所述的一种阵列天线结构，其特征在于：所述馈电网络中采用的弯折基片集成宽边开的横缝，具体表现为在基片集成波导宽边通过一排金属化通孔形成短路面，在顶部金属层开一个与短路面平行的细缝，通过此细缝将电磁信号耦合到顶部金属贴片上，然后辐射到空间。

4.如权利要求1所述的一种阵列天线结构，其特征在于：所述馈电网络共采用四个弯折基片集成波导横缝结构，每个弯折基片集成波导横缝结构对顶部金属层的四个正方形金属贴片进行馈电，四个弯折基片集成波导横缝结构在横向上相对排列，即激励端口相对，在纵向上四个弯折基片集成波导横缝结构同向排列，通过一个“工”字形的基片集成波导功率分配结构将四个弯折基片集成波导横缝结构连接起来，所述“工”字形基片集成波导功率分配结构的四个输出端分别连接到四个弯折基片集成波导横缝结构的激励端口上去，“工”字形基片集成波导功率分配结构的输入位于“工”字形竖直枝节的中心。

5.如权利要求1所述的一种阵列天线结构，其特征在于：所述第一层介质基片和第二层介质基片采用相同厚度的介质基片，均为0.254mm。

6.一种多层过孔结构，其特征在于：将位于多层印制电路板中间某一层介质基片上的基片集成波导的一个端口通过一排金属化通孔封闭，形成一个短路端口，在此基片集成波导中轴线上距离短路端口半个基片集成波导宽度的位置，通过一个金属化过孔作为射频信号传输之用，穿过多层介质基片及粘贴介质层与位于底部金属层的微带线相连；

所述作为射频信号传输之用的金属化过孔的顶部与基片集成波导的上层金属相连，此金属化过孔的底部与底部金属层的微带线相连，此金属化过孔经过的中间各层金属层不与此过孔直接相连，均挖掉一个与此金属化过孔同圆心的圆槽进行避让；

所述作为射频信号传输之用的金属化过孔的底部与微带线相连部分为一个金属圆盘，微带线横穿金属圆盘，一端向金属圆盘外延伸一小段距离，一端作为馈电微带线端口，用于直接与射频端口相连；

所述金属圆盘的外围，且位于微带线两侧各打几个金属化孔将作为射频信号传输之用的金属化过孔包围，这些外围的金属化孔的顶部位于多层印制电路板中基片集成波导下层金属的下面一层金属，底部位于微带线所在的金属层。