[發明專利]一種反射陣列天線單元、反射陣列天線和制作方法

在審

• 申請號: 202010889904.X
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111952722A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 臧家偉;王守源
• 申請（專利權）人: 中國信息通信研究院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q13/10;H01Q19/10;H01Q21/06
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

本申請公開了一種反射陣列天線單元、反射陣列天線和制作方法，反射陣列天線單元的上層介質基板和下層介質基板壓合連接，上層介質基板頂面的角部有輻射貼片，上箔板上開設有位于輻射貼片下方的第一耦合縫隙、第二耦合縫隙和第三耦合縫隙；下層介質基板中包含金屬化過孔，與上箔板、下箔板共同構成介質集成波導；金屬化過孔包含均勻分布在天線單元的四周及輻射貼片至少一側的第一金屬化過孔；其三縫隙與輻射貼片起到諧振器的作用，相互之間存在耦合和交叉耦合，具有濾波特性，能有效抑制帶外干擾；其反射陣列天線采用空饋的方式對各天線單元進行饋電，具有低損耗，低剖面和高增益的特性，信號質量好，同時具有小型化和集成化的特性。

技術領域

本申請涉及天線技術領域，尤其涉及一種反射陣列天線單元、反射陣列天線和制作方法。

背景技術

微帶天線是20世紀七十年代出現的一種天線形式，早在1953年，Deschamps就提出利用微帶線的輻射原理制成微帶天線的概念。直到微帶傳輸理論模型以及對敷銅的介質基片的光刻技術發展以后，Munson和Howell等學者才研制出了第一批實用的微帶天線。七十年代以后，微帶天線無論是在理論還是在應用的廣度和深度上都進一步發展，并且顯示出它在實際應用上的巨大潛力。各種新形式新性能的微帶天線不斷出現，并廣泛應用于衛星通信、導航遙測遙控、武器引信等軍事領域以及現代移動通信、個人通信、醫療器件、環境保護、等民用領域。

隨著移動通信進入5G時代，通信頻譜越來越高，電磁波損耗也隨之增加，為確保通信覆蓋半徑，現有技術中的微帶陣列天線往往需要增加天線單元數來提高天線增益，然而單元數目增加后，需要設計復雜的饋電網絡。

未來長期一段時間，5G將與4G/3G等長期共存發展，天線占用空間大，可利用空間越發緊張，而且不同頻譜之間也存在潛在的電磁干擾與耦合。

可見，現有技術的天線在結構和效果方面有以下問題：(1)天線體積大，復雜的饋電網絡將引入額外的損耗，對于高頻毫米波頻段此問題尤為突出，難以實現高增益；(2)不同頻譜之間也存在潛在的電磁干擾與耦合，造成信號質量差。

發明內容

本申請提出一種反射陣列天線單元、反射陣列天線和制作方法，以解決現有技術中所存在的上述問題，使其減小體積，采用空饋的方式對各天線單元進行饋電，實現不需要饋電網絡，滿足高增益天線的需求；天線具有濾波帶外抑制特性，有效解決不同頻譜間電磁干擾與耦合問題。

本申請提供一種反射陣列天線單元，包括矩形且由上至下依次連接的上層介質基板、上箔板、下層介質基板和下箔板；上層介質基板和下層介質基板壓合連接，上層介質基板頂面的角部有輻射貼片，上箔板上開設有位于輻射貼片下方的第一耦合縫隙、第二耦合縫隙和第三耦合縫隙；下層介質基板中包含金屬化過孔，與上箔板、下箔板共同構成介質集成波導；所述金屬化過孔包含均勻分布在所述天線單元的四周及輻射貼片至少一側的第一金屬化過孔。

還可以優選的，所述金屬化過孔還包括位于所述介質集成波導中轉角部的匹配過孔。

還可以優選的，位于所述介質集成波導一端的至少一個第一金屬化過孔向內偏移為第二金屬化過孔。

還可以優選的，第一耦合縫隙、第二耦合縫隙和第三耦合縫隙中心對齊且平行排列。

還可以優選的，所述第一耦合縫隙、第二耦合縫隙和第三耦合縫隙與介質集成波導傳播方向垂直。

還可以優選的，上層介質基板包括第一層介質基板和第二層介質基板，第一層介質基板與下層介質基板通過第二層介質基板壓合連接。