[發明專利]半球形多層介質透鏡、天線模組、高頻無線模組和設備

在審

• 申請號: 202010584855.9
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111600135A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 張麗麗;羅振東
• 申請（專利權）人: 深圳市前海派速科技有限公司
• 主分類號: H01Q15/08
• 分類號: H01Q15/08;H01Q19/06;H01Q21/00;H01Q23/00
• 代理公司: 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 王利彬

本發明涉及無線通信技術領域，提供了一種半球形多層介質透鏡、天線模組、高頻無線模組和設備。本發明利用半球形多層介質透鏡中不同電介質層的介電常數的梯度變化，使得高頻電磁波通過多層介質透鏡后，形成高聚焦的方向性輻射波束，能夠顯著改善毫米波或者太赫茲有源模塊的輻射特性，能夠在減小陣列天線單元數的前提下提高高頻無線信號的有效輻射功率，降低對有源模塊的輸出功率要求，并提升波束掃描范圍。同時，多層介質疊層成本低，易于與有源模塊集成。本發明非常適合用于毫米波雷達系統和太赫茲高分辨率成像系統。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種半球形多層介質透鏡、天線模組、高頻無線模組和設備。

背景技術

現有的多層介質透鏡如圖1所示，通常包含低介電常數電介質層，中介電常數電介質層和高介電常數電介質層。由于目前大陣列天線模塊結構大多采用微帶貼片天線陣列來實現增益合成和波束掃描，需要增加天線單元數量來形成大陣列，以得到高增益和高方向性，而大的陣列天線將會占據較大的面積，同時會限制掃描角的范圍。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明主要目的在于，提供一種半球形多層介質透鏡、天線模組、高頻無線模組和設備，以解決現有的陣列天線占據面積大，同時會限制掃描角的范圍的問題。

(二)技術方案

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種半球形多層介質透鏡，所述半球形多層介質透鏡為中空半球體，且包括多層電介質，所述半球形多層介質透鏡由內向外依次為低介電常數電介質層、中介電常數電介質層和高介電常數電介質層。

進一步地，所述低介電常數電介質層的厚度小于所述中介電常數電介質層的厚度，所述中介電常數電介質層的厚度小于所述高介電常數電介質層的厚度。

一種天線模組，包括天線模組本體，所述天線模組本體包括天線陣列、封裝模組、模組互連結構，所述天線陣列安裝在所述封裝模組的上表面，所述模組互連結構封裝在所述封裝模組內，并與所述天線陣列連接，所述天線模組還包括如上所述的半球形多層介質透鏡，所述半球形多層介質透鏡蓋設在所述上表面上，且所述天線陣列設置在所述半球形多層介質透鏡的中空區域內。

一種高頻無線模組，包括如上所述的天線模組，還包括有源高頻芯片，所述有源高頻芯片安裝在所述封裝模組的下表面，并與所述模組互連結構連接，以與所述天線陣列通信。

進一步地，所述有源高頻芯片為毫米波芯片或太赫茲芯片。

一種高頻通信設備，包括如上所述的高頻無線模組。

(三)有益效果

與現有技術相比，本發明利用半球形多層介質透鏡中不同電介質層的介電常數的梯度變化，使得高頻電磁波通過多層介質透鏡后，形成高聚焦的方向性輻射波束，能夠顯著改善毫米波或者太赫茲有源模塊的輻射特性，能夠在減小陣列天線單元數的前提下提高高頻無線信號的有效輻射功率，降低對有源模塊的輸出功率要求，并提升波束掃描范圍。同時，多層介質疊層成本低，易于與有源模塊集成。本發明非常適合用于毫米波雷達系統和太赫茲高分辨率成像系統。

附圖說明

圖1是傳統的多層介質透鏡的結構原理示意圖；

圖2是本發明半球形多層介質透鏡的剖面結構示意圖；

圖3是本發明高頻無線模組的組成原理示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步詳細說明。