[发明专利]一种工作于60GHz频段的方向图可重构天线

说明书

本发明涉及一种工作于60GHz频段的方向图可重构天线，其特征在于：包括依次层叠设置的第一层介质基板(10)、第二层介质基板(20)、第三层介质基板(30)和第四层介质基板(40)；第一层介质基板(10)的下表面为金属接地层(11)，上表面为蚀刻有一缝隙(12)且缝隙(12)的周围蚀刻有一排腔体(13)，腔体(13)将缝隙(12)的四周完全包围；第二层介质基板(20)的上表面设置有馈电结构；第三层介质基板(30)上表面设置一耦合贴片(31)；第四层介质基板(40)的上表面设置有寄生贴片(41)，寄生贴片(41)四周设置有一圈盲孔(42)。与传统的相控阵天线相比，本发明成本更低更易于加工，更符合5G通信的市场化需求。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种工作于60GHz频段的方向图可重构天线。

背景技术

60GHz频段由于其具有免费的7GHz-9GHz宽带频谱资源，即使采用低阶调制方式，也能够确保3-5Gbps的传输速率，成为了一大热门的研究方向。60GHz时氧气对电磁波的吸收达到峰值且60GHz毫米波信号在穿越障碍物的时候会有很大的损耗，这两点极大地提高了60GHz通信技术的安全性和抗干扰能力，同时也使得60GHz频段仅适用于短距离无线通信。2012年该频段被IEEE纳入了802.11ad标准中。该标准指出，60GHz毫米波通信可以采用波束赋形技术对抗60GHz频段的高路径损耗来支持传输距离超过10m的可靠通信。因此，工作在60GHz频段的毫米波天线为了补偿传播衰减，不但需要有较高的增益，对于10米以上的通信距离则必须采用波束赋形天线以对抗氧气的吸收。

为了达到波束赋形效果，传统方式一般是采用相控阵天线来实现方向图扫描，但是由于移相器的价格比较昂贵(特别是在微波高端、毫米波频段)导致整体相控阵系统的造价不菲，如果60GHz通信系统为了满足系统要求仍旧使用传统天线，那么相控阵天线的数量、系统的成本以及复杂程度也会大幅增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工作于60GHz频段的方向图可重构天线，

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工作于60GHz频段的方向图可重构天线，包括依次层叠设置的第一层介质基板10、第二层介质基板20、第三层介质基板30和第四层介质基板40；

所述第一层介质基板10的下表面为金属接地层11，上表面为蚀刻掉一缝隙12的金属面，且在缝隙12的周围蚀刻有一排腔体13，所述腔体13将所述缝隙12的四周完全包围；

所述第二层介质基板20的下表面与所述第一层介质基板10的上表面紧贴设置，所述第二层介质基板20的上表面设置有馈电结构，所述馈电结构位于缝隙12和腔体13的上方；

所述第三层介质基板30下表面与所述第二层介质基板20的上表面紧贴设置，所述第三层介质基板30上表面设置一耦合贴片31，所述耦合贴片31位于所述馈电结构和腔体13的上方；

所述第四层介质基板40的下表面与所述第三层介质基板30的上表面紧贴设置，所述第四层介质基板40的上表面设置有寄生贴片41，所述寄生贴片41四周设置有一圈盲孔42，所述寄生贴片41位于所述耦合贴片31的上方。

进一步，所述腔体13由周期排列的金属化过孔和金属接地层11组成，所述腔体用于抑制天线的后向辐射。

进一步，所述馈电结构包含微带馈线21，所述微带馈线21的末端设置有一段长度为四分之一波长的微带开路枝节22，所述微带开路枝节22用以形成阶梯阻抗，增加天线的带宽。

进一步，所述耦合贴片31为方形结构，所述微带开路枝节22和所述缝隙12与所述耦合贴片31的中心对齐设置。

进一步，所述寄生贴片41的数量为9，所述寄生贴片41为同尺寸的正方形贴片，呈九宫格紧密排列。