[发明专利]一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列及其设计方法

说明书

本发明公开了一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列及其设计方法，所述天线阵列包括多个子微带天线，每个子微带天线包括至少两个微带贴片，微带贴片之间通过串馈微带传输线连接，与馈电端接近的微带贴片与馈电端通过馈电微带传输线连接，所述串馈微带传输线、馈电微带传输线的长度通过传输函数计算得到，实现每个微带贴片传输不同相位的传输信号，通过叠加后实现子微带天线的传输特性。本发明通过传输线长度变化产生多个信号相位，进而利用多相位信号源建立子阵列天线，利用不同子天线阵列的相位特性建立大规模天线阵列，相位调整灵活，解决了无源天线增益不足，灵活性不够的问题。

技术领域

本发明属于天线设计技术领域，尤其涉及一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列及其设计方法。

背景技术

近年来，60GHz免许可频段在越来越多的国家得到开放，60GHz毫米波通信技术具有抗干扰能力强、安全性高、频谱资源丰富、传输速率高、集成度高等特点。60GHz毫米波通信技术用途广泛，涵盖高速无线通信、汽车雷达、医疗成像、无线高清多媒体接口等领域。

作为60GHz毫米波通信技术的关键组成部分，天线是目前毫米波通信的研究热点。大规模天线阵列设计是现代无线通讯，尤其是毫米波通讯的核心技术，毫米波通讯芯片大多采用MIMO技术，相应需要有天线阵列的配合。

然而，在实际设计中，传统无源天线设计增益不足，无法满足设计需要。为增加天线增益，采用有源天线设计的话又增加成本。

此外，一般来说MIMO通路较少，由于相位数量少，造成设计困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列及其设计方法，就是通过多相位子天线阵列的设计，来解决上述背景技术中提到的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列，所述天线阵列包括多个子微带天线，每个子微带天线包括至少两个微带贴片，微带贴片之间通过串馈微带传输线连接，与馈电端接近的微带贴片与馈电端通过馈电微带传输线连接，所述串馈微带传输线、馈电微带传输线的长度通过传输函数计算得到，实现每个微带贴片传输不同相位的传输信号，通过叠加后实现子微带天线的传输特性。

本发明还提出了一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列设计方法，包括：

根据通信设备的设计指标和所要传输的无线信号本身的特征参数，确定所要设计的天线阵列中子微带天线的个数及天线阵列的传输函数；

根据每个子微带天线预设的微带贴片数量，通过传输函数计算得到串馈微带传输线、馈电微带传输线的长度；

其中，微带贴片之间通过串馈微带传输线连接，与馈电端接近的微带贴片与馈电端通过馈电微带传输线连接。

本发明提出的一种应用于毫米波通讯的无源天线阵列及其设计方法，利用传输线特性，通过传输线长度变化产生多个信号相位，进而利用多相位信号源建立子阵列天线，利用不同子天线阵列的相位特性建立大规模天线阵列。本发明通过子阵列天线的设计提供天线设计所需要的相位灵活度，解决了无源天线增益不足，灵活性不够的问题。

附图说明

图1为本发明实施例天线阵列PCB结构示意图；

图2为本发明实施例天线阵列示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。