[发明专利]一种带状线馈电的宽带毫米波天线单元

说明书

本发明公开一种带状线馈电的宽带毫米波天线单元，包括介质基板本体，以及贯通所述介质基板本体上下表面的多个金属化通孔；其特征在于，所述介质基板本体由依次叠合在一起的多层介质基板组成，在相邻两层所述介质基板之间、以及所述介质基板本体的上、下表面分别设有金属覆铜层，设置在所述介质基板本体下表面的金属覆铜层为全覆盖的大面积覆铜层，设置在最下两层所述介质基板之间的金属覆铜层为长条形带状线，剩下的各所述金属覆铜层均为蚀刻有矩形缝隙的大面积覆铜层，所述金属化通孔将各所述大面积覆铜层电气连接。本发明实现宽带的适用于PCB加工的高增益毫米波天线单元，具有高增益、高效率、宽带化、平面化、低成本、易于量产等优点。

技术领域

本发明涉及天线设计技术领域，具体涉及一种带状线馈电的宽带毫米波天线单元。

背景技术

天线是通信系统的重要组成部分，天线的性能将直接影响通信的质量。其中，毫米波频段是现代通信的重要频段。由于毫米波的频率较高，其路径损耗更大，在通信系统中一般需要使用高增益的毫米波天线。使用天线单元进行组阵来提升整体天线的增益是常用的方法，阵列中，单元的性能设计对整体阵列性能有决定性影响。

对于毫米波天线而言，其波长为毫米量级，因而对天线的加工精度提出了更高的要求。金属腔体天线虽然能实现较好的成品稳定性，但由于需要高精度机械加工，其成本较为昂贵。而采用平面加工工艺的印制电路板(PCB)技术、低温共烧陶瓷(LTCC)技术等，在实现较高成品精度的同时其成本较低，是毫米波天线的一个重要发展方向。

带状传输线是常用的平面结构的微波传输线，具备易于平面工艺加工、无色散的TEM场模式、低辐射泄露等优点。对于带状线馈电的天线单元，需要将带状线的传输电磁波高效率地转化为空间辐射电磁波。此外，随着通信系统不断地提升通信速率要求，具有宽带特性的天线越来越广泛地应用于天线设计中。

基于上述背景，在实际应用中需要一种带状线馈电的宽带毫米波天线单元，以满足现代毫米波通信中对天线宽带化、高效率、低加工成本等方面的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种带状线馈电的宽带毫米波天线单元。该天线具有宽带化、高效率、低加工成本、平面化、易于量产等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种带状线馈电的宽带毫米波天线单元，包括介质基板本体，以及贯通所述介质基板本体上下表面的多个金属化通孔；其特征在于，所述介质基板本体由依次叠合在一起的多层介质基板组成，在相邻两层所述介质基板之间、以及所述介质基板本体的上、下表面分别设有金属覆铜层，设置在所述介质基板本体下表面的金属覆铜层为全覆盖的大面积覆铜层，设置在最下两层所述介质基板之间的金属覆铜层为长条形带状线，剩下的各所述金属覆铜层均为蚀刻有矩形缝隙的大面积覆铜层，所述金属化通孔将各所述大面积覆铜层电气连接。

更为优选的是，各所述介质基板的长度不超过天线单元辐射波的1个自由空间波长。

更为优选的是，所述金属化通孔的数量多于八个，沿所述介质基板本体的一条水平线对称分布，各所述矩形缝隙介于两排所述金属化通孔之间，所述长条形带状线介于两列所属金属化通孔之间。

更为优选的是，所述水平线为水平中心线。

更为优选的是，所述长条形带状线设置在所述介质基板本体的竖直中心线上，各所述金属化通孔沿所述竖直中心线对称分布。

更为优选的是，各所述矩形缝隙和所述长条形带状线在所述下表面上的正投影有重合，且位于下侧的所述矩形缝隙开口尺寸小于位于上侧的所述矩形缝隙开口尺寸。

更为优选的是，相邻两行及相邻两列所述金属化通孔之间的间距小于天线单元辐射波的1/2介质波长。