[實用新型]一種高頻片上天線波束整形裝置

有效

• 申請號: 201920476919.6
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN209675480U
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 鄧小東;熊永忠;李一虎
• 申請（專利權）人: 成都聚利中宇科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q13/02;H01Q19/10
• 代理公司: 11212 北京輕創知識產權代理有限公司
• 代理人: 董德<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本申請涉及一種高頻片上天線波束整形裝置，包括天線、PCB板、PCB板固定件以及輻射喇叭；天線的一部分貼設PCB板的頂面或底面，天線的另一部分延伸至PCB板的邊緣以外；天線還與PCB板電連接以形成片載天線；PCB板的側面覆蓋有金屬反射層；PCB板在PCB板固定件上；輻射喇叭為矩形體，且相對兩側設置有輸入口和輸出口，且輸入口的小于輸出口的；輸入口和輸出口之間連接有輻射通道，輻射通道的口徑從輸入口到輸出口逐漸增大；輻射喇叭與PCB板固定件連接，且天線位于輻射喇叭的輸入口中，且輸入口中露出金屬反射層的一部分。使得片載天線的增益和波束可控，極大地拓展了片上天線的實用范圍和場景。

技術領域

本實用新型涉及通信設備領域，尤其涉及一種高頻片上天線波束整形裝置。

背景技術

近年來，隨著低頻段電磁頻譜日益擁擠，高頻段甚至毫米波、太赫茲技術的研究在世界范圍內受到了極大的關注。同時，隨著集成電路的發展，把太赫茲收發組件集成在微小的芯片上面成為了現實。

天線，作為接收端的第一個元件和發射端的最后一個元件，都必須與電路相連接，因此為了保證最大功率傳輸，阻抗匹配是必不可少的環節。此外，由于天線是常規PCB上實現，金絲鍵合用于將它們連接到集成電路，可以極大地影響匹配，尤其是在毫米波、太赫茲這么高的頻段，因為這些鍵合線通常具有不確定性，不能保證可重復性。相比之下，片載天線可以與前級電路一次集成，緩解了上述問題。

然而，在現有的半導體工藝中，襯底一般具有較低的電阻率(通常10 Ω.cm)，天線向空間輻射的能量更多的通過襯底的低電阻路徑，從而導致增益下降。同時，襯底通常還具有高介電常數(εr＝11.9)，導致天線的輻射功率被限制在襯底里邊，而不是被輻射到自由空間，進一步降低了輻射效率。

而且，片載天線受限于輻射面積以及輻射效率，其增益往往處于一個非常低的水平(通常小于0dB)，無法滿足對天線性能有特定要求的場合，例如調頻連續波雷達，通常要求天線增益高于20dB；再如成像系統、相控陣系統等實際應用中，通常要求天線增益和波束寬度在特定范圍內。

綜上所述，現有的片載天線存在有效截面積小；天線效率低；天線增益低的問題，無法應用于對天線增益要求高的場合等缺陷。

實用新型內容

本實用新型為了解決上述技術問題提供一種高頻片上天線波束整形裝置。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種高頻片上天線波束整形裝置，包括天線、PCB板、PCB板固定件以及輻射喇叭。

所述天線的一部分貼設所述PCB板的頂面或底面，且臨近所述PCB板的邊緣，所述天線的另一部分延伸至所述PCB板的邊緣以外；所述天線還與所述PCB板電連接以形成片載天線。

所述PCB板的側面覆蓋有金屬反射層。

所述PCB板在所述PCB板固定件上。

所述輻射喇叭為矩形體，所述矩形體的一側面開設有輸入口，與所述輸入口關于所述矩形體中心對稱的所述矩形體的側面開設有輸出口，且所述輸入口的口徑小于所述輸出口的口徑；所述輸入口和所述輸出口之間連接有輻射通道，所述輻射通道的口徑從所述輸入口到所述輸出口逐漸增大。

所述輻射喇叭與所述PCB板固定件連接，且所述天線位于所述輻射喇叭的輸入口中，且所述輸入口露出所述金屬反射層的一部分。

本實用新型的有益效果是，通過將所述天線與所述PCB板電連接以形成片載天線，可避免了毫米波、太赫茲系統封裝如金絲鍵合帶來的損耗和不確定性。通過在PCB板的側面覆蓋有金屬反射層，以及在天線的發射端設置輻射喇叭，可通過設定輻射喇叭的長度以及輸入口和輸出口的形狀、大小對片載天線的波束進行整形。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。