[实用新型]间隙波导馈电毫米波微带天线单元及阵列天线

说明书

本实用新型公开了一种间隙波导馈电毫米波微带天线单元及阵列天线，所述天线单元包括金属底板，所述金属底板的上表面形成有若干个金属引脚，靠近中间的所述金属引脚之间形成有脊间隙波导，所述金属引脚的上表面设置有上层金属板，所述上层金属板的中心形成有耦合孔，且所述脊间隙波导的内侧端部位于所述耦合孔的下侧，所述上层金属板的上表面形成有一层介质层，所述介质层的上表面形成有若干个辐射片，所述辐射片之间通过微带线进行互联，且所述微带线位于所述耦合孔的上侧。所述阵列天线具有机械组装方便，成本低，增益高等优点。

技术领域

本实用新型涉及毫米波天线技术领域，尤其涉及一种间隙波导馈电毫米波微带天线单元及阵列天线。

背景技术

近年来，由于对高数据速率短距离无线通信的需求，60GHz频段毫米波无线通信系统的发展有所增加。60GHz频段的主要挑战是由氧分子共振引起的非常高的无线电波吸收。作为求解方法的一种候选方法是使用具有高辐射效率的高增益天线。近年来，开发具有高辐射效率的高增益宽带毫米波天线阵列越来越受到关注。不同的平面天线阵列，如微带和衬底集成波导（SIW）阵列和缝隙天线阵列是毫米波应用的两种主要技术。微带和SIW天线阵列的低效率给他们实际的毫米波应用带来了很多限制。限制这些天线阵列可实现增益的一个主要方面是馈电网络中的损耗。实际上，在毫米波段实现高增益阵列天线需要低损耗馈电网络。作为常见的候选者，馈电波导槽阵列已被用于实现高增益和效率。在高频下，这些天线需要精确、高精度和昂贵的制造。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种机械组装方便，成本低，增益高的间隙波导馈电毫米波微带天线单元及阵列天线。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种间隙波导馈电毫米波微带天线单元，其特征在于：包括金属底板，所述金属底板的上表面形成有若干个金属引脚，靠近中间的所述金属引脚之间形成有脊间隙波导，所述脊间隙波导固定在所述金属底板的上表面，且所述脊间隙波导的内侧端部位于所述金属底板的中部，所述脊间隙波导的外侧端部位于所述金属底板的边缘部分，所述金属引脚的上表面设置有上层金属板，所述上层金属板的中心形成有耦合孔，且所述脊间隙波导的内侧端部位于所述耦合孔的下侧，所述上层金属板的上表面形成有一层介质层，所述介质层的上表面形成有若干个辐射片，所述辐射片之间通过微带线进行互联，且所述微带线位于所述耦合孔的上侧；所述脊间隙波导的高度小于所述金属引脚的高度；所述上层金属板通过支撑柱与所述金属底板固定连接，使得所述上层金属板与所述金属引脚的上表面之间形成有空气间隙。

优选的，所述空气间隙为0.05mm。

进一步的技术方案在于：所述辐射片的整体为矩形，四个所述辐射片呈圆周状设置，每个辐射片的内侧形成有延伸部，所述延伸部通过所述微带线进行互联。

进一步的技术方案在于：所述微带线包括位于中间的中心馈线以及位于中心馈线两端的侧向馈线，所述侧向馈线设置有四条，分别与每个所述辐射片上的延伸部连接。

进一步的技术方案在于：所述耦合孔与所述延伸部之间的介质板相对设置。

优选的所述辐射片的长为1.6mm，宽为1.25mm，厚度为18μm，相邻辐射片之间的中心间距在x和y方向均为2.45 毫米。

本实用新型还公开了一种间隙波导馈电毫米波微带阵列天线，其特征在于：包括16个所述的毫米波微带天线单元，通过功率分配器与所述天线单元中的脊间隙波导连接实现所述天线单元之间的连接。

进一步的技术方案在于：所述阵列天线中的金属底板的中心形成有一个过孔，所述过孔内形成有输入波导，所述输入波导与所述功分器进行连接，通过功分器将输入的信号分配给所述天线单元中的脊间隙波导进行传输。