[发明专利]一种多层微带天线阵元及天线阵面

说明书

本发明公开了一种多层微带天线阵元及天线阵面，通过设置包括寄生辐射贴片和第一介质基片的寄生贴片层、在寄生贴片层一侧设置包括泡沫介质片的泡沫介质层、在泡沫介质层一侧设置包括辐射贴片和第二介质基片的辐射贴片层、在辐射贴片层一侧设置有馈电缝隙的天线地板，再在天线地板一侧设置包括第三介质基片及馈电网络的馈电网络层。由于泡沫介质片具有极低的相对介电常数和损耗角正切，以及对高频应用极其有利的传输性能等优点，因此可以降低天线的损耗，提高天线增益，同时也不会增大天线的生产成本，且生产加工简易。具有提高微带天线带宽和增益，降低天线损耗和生产成本，保证成品天线一致性的技术效果。

技术领域

本发明涉及相控阵天线结构领域，特别是涉及一种多层微带天线阵元及天线阵面。

背景技术

目前，微带贴片天线通常因其具有体积小、重量轻、剖面低、且易于加工等优点，在无线通信领域中具有广泛的应用需求。然而，传统的微带天线带宽很窄，一般只有1％～7％。为了使微带天线实现更宽的带宽，现有技术中通常采用以下两种方式：第一种是在传统微带天线的辐射贴片上再增设一层寄生贴片，寄生贴片通常需要选用损耗角正切非常小的板材，然而该方式还是会造成整个微带天线的厚度增加，使微带天线的生产成本增高，容易造成微带天线损耗大、增益低的后果。第二种方式是将微带天线的介质层替换为空气层(微带天线的基板通常为采用多层微波介质板压合加工而成，介质层可以视为每一层微波介质板)，然而，传统的PCB多层板压合方式无法在多层板内部加工形成空气腔，因此，该种方式的实现通常需要使用螺钉固定来实现PCB板之间的空气腔，由此加工形成的空气腔尺寸偏差较大，如果天线工作在微波频段，则天线的批量一致性和无线信号收发传递性能均会受到很大的影响。

可见，现有技术中存在着传统的微带天线在采用增设寄生贴片实现带宽增大时容易造成生产成本增高、天线损耗大、增益低的后果，而采用将介质层替换为空气层以实现带宽增大时又容易造成空气腔尺寸偏差较大，严重影响微带天线的无线信号收发传递性能的技术问题。

发明内容

本申请提供一种多层微带天线阵元及天线阵面，用以解决现有技术中存在着的微带天线在采用增设寄生贴片实现带宽增大时容易造成生产成本增高、天线损耗大、增益低的后果，而采用将介质层替换为空气层以实现带宽增大时又容易造成空气腔尺寸偏差较大，严重影响微带天线的无线信号收发传递性能的技术问题。

本申请第一方面提供了一种多层微带天线阵元，应用于相控阵天线，其特征在于，包括：

寄生贴片层，包括寄生辐射贴片和第一介质基片，所述寄生贴片贴附设置在所述第一介质基片的一侧外表面上；

泡沫介质层，包括泡沫介质片，所述泡沫介质片贴附设置在所述第一介质基片的另一侧外表面上；

辐射贴片层，包括辐射贴片和第二介质基片，所述辐射贴片贴附设置在所述第二介质基片的一侧外表面上且贴附于所述泡沫介质片，其中，所述寄生辐射贴片垂直投影在所述辐射贴片所在面上的投影完全覆盖所述辐射贴片；

天线地板，包括设置在所述天线地板上的馈电缝隙，其中，所述天线地板贴附设置在所述第二介质基片的另一侧外表面上，所述天线地板用以接地，所述馈电缝隙用以向所述辐射贴片馈入信号；

馈电网络层，包括第三介质基片及馈电网络，其中，所述第三介质基片的一侧外表面贴附设置于所述天线地板，所述馈电网络设置在所述第三介质基片的另一侧外表面上，所述馈电网络的所在位置与所述馈电缝隙相匹配，以使信号可经所述馈电网络馈入所述馈电缝隙。

可选地，所述泡沫介质层的厚度与所述相控阵天线的工作频率相对应。

可选地，所述泡沫介质片的损耗角正切小于等于10^-4量级。

可选地，所述泡沫介质层还包括：