[发明专利]双频带毫米波天线

说明书

本发明公开了一种双频带毫米波天线，包括自上而下五层结构：一对开设有U形槽的第一金属贴片；并排设置的一对第一金属条带；第二金属贴片，经由第一金属通孔与第一金属条带连接；开设有一个通孔的金属大地；第二金属条带，经由第二金属通孔与第二金属贴片连接；第一金属条带、第二金属贴片以及第一金属通孔组成折叠型阶跃阻抗谐振器,第二金属条带将信号通过第二金属通孔馈给谐振器，再将信号耦合到第一金属贴片，形成两个具有两个反射零点的工作频带，形成一定的带宽，且两个频带上的辐射方向图一致性较好，谐振器与刻槽金属贴片在金属大地的同一侧，有效节约了射频系统的布线空间，有利于天线与射频系统的集成。

技术领域

本发明涉及微波通信领域，尤其涉及一种双频带毫米波天线。

背景技术

随着无线通信技术的发展，数据传输速率越来越高，因此要求提升工作频率，目前工作频段可提升至毫米波频段，例如第五代移动通信支持工作频率26GHz、40GHz以及应用于室内网络的60GHz无线系统。同时，毫米波双频天线相比于单频天线或宽频天线具有明显的优点。相对于两个单频工作的毫米波天线，双频天线能减少天线个数及总体口径，并能减少射频通道，因此有利于减少系统尺寸、复杂度及成本。与宽频天线相比，双频带天线对两个频段中间的信号具有一定的抑制作用，有效提高带外信号抑制、降低杂散干扰、提高通信质量。因此，双频带毫米波天线技术对于无线通信系统向着小尺寸、低成本和高性能的方向发展具有重要作用，是未来毫米波通信系统天线技术发展的一个重要趋势。

目前有多种双频带毫米波天线技术。一种是使用超表面天线设计技术，在基板上排列不同尺寸的矩形贴片，使其拥有双频带的特性，但使用该技术设计的天线尺寸过大，无法组阵成为相控阵。另一种是通过在矩形贴片刻蚀L形槽及十字槽实现，两条L形槽长度不同，因此构成双频带槽天线，但是该类天线通常带宽较窄，且为圆极化辐射而非线极化辐射。除此之外，还有一种是在单个矩形贴片上刻蚀一个倒置U形槽，U形槽使矩形贴片谐振在两个不同频带，但是该设计的辐射方向图在两个频段上方向图一致性较差，且高频段方向图发生分裂。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的双频带毫米波天线均存在各自不同的缺点，比如使用超表面天线设计技术，能够获得良好的双频带特性和辐射特性，但是其天线尺寸过大，不利于阵列及相控阵；通过在矩形贴片上刻蚀L形槽及十字槽实现双频带的天线，其带宽太窄，且为圆极化辐射，而非线极化；在单个矩形贴片上刻蚀U形槽，存在两个频段上方向图一致性差、高频方向图分裂等问题，提供一种双频带毫米波天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种双频带毫米波天线，包括：

设置于第一层介质基板上表面的第一层结构，包括并排设置的一对第一金属贴片，所述第一金属贴片开设有U形槽；

设置于第一层介质基板下表面和第二层介质基板上表面之间的第二层结构，包括与所述一对第一金属贴片对应的并排设置的一对第一金属条带；

设置于第二层介质基板下表面和第三层介质基板上表面之间的第三层结构，包括第二金属贴片，第二金属贴片经由穿过所述第二层介质基板的一对第一金属通孔与所述一对第一金属条带连接；

设置于第三层介质基板下表面和第四层介质基板上表面之间的第四层结构，包括开设有一个通孔的金属大地；

设置于第四层介质基板下表面的第五层结构，包括第二金属条带，所述第二金属条带经由第二金属通孔与第二金属贴片连接，第二金属通孔依次穿过第三层介质基板、通孔、第四层介质基板；

其中，所述第一金属条带、第二金属贴片以及第一金属通孔组成折叠型阶跃阻抗谐振器,第二金属条带用于将信号通过第二金属通孔馈给所述折叠型阶跃阻抗谐振器，再将信号耦合到所述第一金属贴片。