[发明专利]基于多层PCB的毫米波集成Vivaldi天线有效

专利信息
申请号: 202011250506.X 申请日: 2020-11-10
公开(公告)号: CN112467360B 公开(公告)日: 2022-09-27
发明(设计)人: 徐光辉;朱传明;杨利霞;黄志祥 申请(专利权)人: 安徽大学
主分类号: H01Q1/38 分类号: H01Q1/38;H01Q21/00
代理公司: 上海段和段律师事务所 31334 代理人: 李佳俊;郭国中
地址: 230031*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 基于 多层 pcb 毫米波 集成 vivaldi 天线
【说明书】:

发明提供了一种基于多层PCB集成毫米波Vivaldi天线,包括:天线辐射体、多层介质基板、SIW缝隙馈电结构、金属化通孔;所述辐射体置于每层介质基板上表面,多层介质基板通过金属化通孔相连接;所述SIW缝隙馈电结构置于天线底层。本发明通过在传统的微带Vivaldi天线结构基础上,将指数渐变曲线离散化,使得该结构在毫米波频段易于集成。同时在边射方向形成行波,扩展了带宽。本发明的天线物理尺寸小,适用于毫米波相控阵列。

技术领域

本发明涉及天线技术领域,具体地,涉及基于多层PCB的毫米波集成Vivaldi天线。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展,毫米波波段凭借其丰富的频谱资源越来越受到人们的重视和研究。作为无线通信系统中重要的前端器件--天线也在面向小型化、集成化、多功能的方向发展。在毫米波波段,为了补偿电磁波在空气中的传播损耗,需要天线具有高增益特性,同时也要具有稳定的辐射模式和较宽的工作带宽。在毫米波波段,天线的小型化和集成化也是发展趋势。国内外在毫米波宽带Vivaldi天线方向也有大量的工作。本发明是对传统微带Vivaldi天线进行变形,使其在毫米波波段实现多层PCB的集成化。Vivaldi天线和各类毫米波天线目前已有大量工作报道,然而还没有基于多层PCB集成毫米波Vivaldi天线的报道。

发明内容

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种基于多层PCB集成毫米波Vivaldi天线。

根据本发明提供的一种基于多层PCB集成毫米波Vivaldi天线,包括多层天线结构,其中最底层天线结构为SIW缝隙馈电结构,其余层的天线结构为介质基板;

多层天线结构之间以及多层天线结构内均设置有天线辐射体,

所述天线辐射体包括设置于每层天线结构表面的金属贴片和设置于每层天线结构内的金属化通孔;

每层天线结构的金属化通孔连接盖层天线结构上下表面的金属贴片。

优选地,所述天线辐射体采用波导馈电。

优选地,每层天线结构的大小相同。

优选地,多个介质基板的厚度自上而下递增。

优选地,每层介质基板表面均设置两个金属贴片,且自上而下方向,两个金属贴片的间距递减。

优选地,每层介质基板表面的两个金属贴片的其中一个短边相对设置,两个金属贴片的长边的延长线处于同一直线。

优选地,每层介质基板上均设置有两个金属化通孔,且自上而下方向,每层的两个金属化通孔的间距递减。

优选地,每层介质基板上的两个金属化通孔的上开口贴合设置在该层介质基板表面的金属贴片,每层介质基板上的两个金属化通孔的下开口贴合设置在该层介质基板下一层的介质基板表面的金属贴片,

优选地,所述金属贴片的宽度大于所述金属化通孔的直径。

优选地,多层介质基板上的金属贴片沿竖直方向设置。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

1、本发明通过将传统Vivaldi天线指数渐变槽线等效离散化,易于多层集成实现,减小了物理尺寸。

2、本发明采用开口递增的堆叠行波式辐射结构以及SIW缝隙耦合馈电增加了带宽,提高了增益。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明提供的基于多层PCB集成毫米波Vivaldi天线的三维结构示意图;

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