[發明專利]一種基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線

在審

• 申請號: 202010621494.0
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111900533A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 周利蘋;朱明;劉昊;許戎戎;孫兆陽
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司;北京航天金泰星測技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

本發明公開了一種基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線，包括：方錐漸變喇叭、空氣波導、微波PCB上層芯板、半固化片PP、微波PCB下層芯板和金屬化過孔；微波PCB上層芯板、半固化片PP、微波PCB下層芯板和金屬化過孔依次層疊、壓合后形成一微波多層PCB板；方錐漸變喇叭與空氣波導連接后，通過螺釘固定在微波多層PCB板的上面表，構成毫米波頻段帶狀線探針天線。本發明具有相對帶寬大、插損低、駐波小、天線增益大小可調控的優點，且結構簡單緊湊、成本低，方便與毫米波芯片集成在微波PCB板上。

技術領域

本發明屬于毫米波通信技術領域，尤其涉及一種基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線。

背景技術

隨著毫米波人體安檢，毫米波通信的興起。基于低成本的微波多層PCB板上毫米波電路和天線一體化集成的需求越來越多。一般的小型化毫米波天線多為微帶貼片天線與微帶探針天線。其中，毫米波微帶貼片天線效率不高，方向圖和增益不可調；毫米波微帶探針天線往往采用微帶線與波導間的探針和鰭線等過渡方式，這種過渡方式需要做背腔開槽結構，把微帶線嵌入在波導結構中，會導致體積較大，不利于多芯片與天線集成，并且在毫米波頻段，微帶傳輸饋線的插入損耗較大。

可見，本領域技術人員亟需一種適合工程上使用的插入損耗小、體積小、成本低、天線電路一體化集成方便的毫米波天線。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線，具有相對帶寬大、插損低、駐波小、天線增益大小可調控的優點，且結構簡單緊湊、成本低，方便與毫米波芯片集成在微波PCB板上。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線，包括：方錐漸變喇叭、空氣波導、微波PCB上層芯板、半固化片PP、微波PCB下層芯板和金屬化過孔；

微波PCB上層芯板、半固化片PP、微波PCB下層芯板和金屬化過孔依次層疊、壓合后形成一微波多層PCB板；

方錐漸變喇叭與空氣波導連接后，通過螺釘固定在微波多層PCB板的上面表，構成毫米波頻段帶狀線探針天線。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，上層芯板、半固化片PP和下層芯板上預留有與金屬化過孔形狀相匹配的通孔；金屬化過孔通過所述通孔、垂直貫穿上層芯板、半固化片PP和下層芯板，形成一個由半固化片介質和芯板介質圍成的方形介質波導。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，微波PCB上層芯板與半固化片PP構成一帶狀線傳輸結構，微波PCB上層芯板下表面的50歐姆帶狀線漸變成一帶狀線漸變探針；其中，毫米波電磁場能量通過帶狀線漸變探針過渡到由微波多層PCB板形成的方形介質波導中，再將能量饋入到空氣波導和漸變方錐喇叭，最后經過漸變方錐喇叭將磁場能量輻射出去。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，微波PCB上層芯板、微波PCB下層芯板的介電常數與半固化片PP的介電常數保持一致，以保證方形介質波導中介質均勻。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，半固化片PP和微波PCB下層芯板的厚度滿足如下要求：微波PCB下層芯板的下層金屬層作為方形介質波導的短路面，短路面與帶狀線漸變探針的垂直距離為：四分之一毫米波在方形介質波導中的波長。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，方錐漸變喇叭與空氣波導連接后，通過螺釘固定在微波PCB上層芯板的上表面，以保證方形介質波導中的毫米波能量能完全饋入到空氣波導中。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，微波多層PCB板的上、下表面分別粘帖一SMT芯片Ⅰ和一SMT芯片Ⅱ，以實現毫米波頻段帶狀線探針天線與電路設計的集成。

在上述基于微波PCB板的毫米波頻段帶狀線探針天線中，