[發(fā)明專利]基于MEMS工藝的毫米波高增益縫隙陣列天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910711535.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN110401022B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程鈺間;柏航;寧靜;樊勇;張波;林先其;宋開軍;張永鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/10;H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種基于MEMS工藝的毫米波高增益縫隙陣列天線，其特征在于：包括10層硅片，從上到下依次為輻射口面上層（1）、輻射口面中層（2）、輻射口面下層（3）、匹配層上層（4）、匹配層中層（5）、匹配層下層（6）、輻射縫隙層（7）、輻射波導(dǎo)上層（8）、輻射波導(dǎo)下層（9）、垂直過渡層（10）；

所述輻射口面上層（1）、輻射口面中層（2）、輻射口面下層（3）、匹配層上層（4）、匹配層中層（5）、匹配層下層（6），每一層硅片都設(shè)有空氣腔并且對(duì)其金屬化，每一層硅片的空氣腔位置上下對(duì)齊；

所述輻射縫隙層（7）在硅片上設(shè)有n個(gè)縫隙并對(duì)其金屬化，n為大于等于8的偶數(shù)，所述n個(gè)縫隙相對(duì)于輻射縫隙層中心線（11）左右交替排布，其中，第1個(gè)和第n個(gè)縫隙長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同，第2個(gè)和第n-1個(gè)縫隙長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同，第3個(gè)和第n-2個(gè)縫隙長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同……依次類推，相鄰縫隙在輻射縫隙層中心線（11）的投影之間的距離相同為半個(gè)波導(dǎo)波長，還包括設(shè)置于輻射縫隙層（7）的輻射縫隙層短路壁（12），所述第n個(gè)縫隙靠近輻射縫隙層短路壁（12）設(shè)置，第n個(gè)縫隙距離輻射縫隙層短路壁（12）的距離為1/4個(gè)波導(dǎo)波長；

輻射波導(dǎo)上層（8）和輻射波導(dǎo)下層（9）的硅片中都設(shè)有空氣腔并且對(duì)其金屬化；輻射縫隙層（7）的輻射縫隙層中心線（11）、輻射波導(dǎo)上層（8）的輻射波導(dǎo)上層中心線（81）、輻射波導(dǎo)下層（9）的輻射波導(dǎo)下層中心線（91）三者長度相同上下對(duì)齊，還包括設(shè)置于輻射波導(dǎo)上層（8）的輻射波導(dǎo)上層短路壁（82）和設(shè)置于輻射波導(dǎo)下層（9）的輻射波導(dǎo)下層短路壁（92），輻射縫隙層短路壁（12）、輻射波導(dǎo)上層短路壁（82）、輻射波導(dǎo)下層短路壁（92）三者上下對(duì)齊；

所述10層硅片各層之間通過金金鍵合連接固定，垂直過渡層（10）的硅片左側(cè)設(shè)有一個(gè)空氣腔并且對(duì)其金屬化；所述輻射口面上層（1）、輻射口面中層（2）、輻射口面下層（3）、匹配層上層（4）、匹配層中層（5）、匹配層下層（6），每一層硅片的空氣腔都為一個(gè)大小相等的矩形通槽；

所述輻射口面上層（1）、輻射口面中層（2）和輻射口面下層（3）結(jié)構(gòu)相同，每一層硅片中的空氣腔都包括四個(gè)空氣槽，四個(gè)空氣槽之間通過支撐條（13）隔開，且每一層中間的兩個(gè)空氣槽大于兩端的兩個(gè)空氣槽，所述輻射口面上層（1）、輻射口面中層（2）和輻射口面下層（3）的支撐條上下對(duì)齊；所述匹配層上層（4）、匹配層中層（5）和匹配層下層（6）結(jié)構(gòu)相同，每一層硅片中都包括兩個(gè)相同的空氣槽，兩個(gè)空氣槽之間通過支撐條隔開，所述匹配層上層（4）、匹配層中層（5）和匹配層下層（6）位于中心的支撐條，和輻射口面上層（1）、輻射口面中層（2）和輻射口面下層（3）位于中心的支撐條上下對(duì)齊；

在發(fā)射狀態(tài)下，輸入信號(hào)從垂直過渡層（10）的空氣腔進(jìn)入，經(jīng)過輻射波導(dǎo)下層（9）、輻射波導(dǎo)上層（8）的空氣腔后進(jìn)入輻射縫隙層（7），再通過輻射縫隙層（7）的縫隙進(jìn)行輻射，輻射信號(hào)依次進(jìn)入匹配層下層（6）、匹配層中層（5）、匹配層上層（4）、輻射口面下層（3）、輻射口面中層（2）、輻射口面上層（1）的空氣腔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS工藝的毫米波高增益縫隙陣列天線，其特征在于：輻射波導(dǎo)上層（8）和輻射波導(dǎo)下層（9）結(jié)構(gòu)相同，所述輻射波導(dǎo)上層（8）和輻射波導(dǎo)下層（9）的空氣腔為一個(gè)矩形通槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS工藝的毫米波高增益縫隙陣列天線，其特征在于：所述輻射縫隙層（7）在硅片上設(shè)有8個(gè)縫隙并且對(duì)其金屬化，其中第一縫隙（71）和第八縫隙（78）長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同，第二縫隙（72）和第七縫隙（77）長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同，第三縫隙（73）和第六縫隙（76）長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同，第四縫隙（74）和第五縫隙（75）長度相同且相對(duì)輻射縫隙層中心線（11）偏置距離相同。