[發明專利]一種應用于AiP設計的圓極化天線及其測試工裝

在審

• 申請號: 202210190251.5
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114512812A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 羅彥彬;汪偉;陳明;王篤文;鄭雨陽;鄭治;楊志堅;趙磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q15/00;H01Q1/38;H01Q1/48;G01R29/10
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 朱文振

本發明提供一種應用于AiP設計的圓極化天線及其測試工裝包括：阻焊層、第一金屬地板、第一介質板、第一粘接層、第二金屬地板、第二介質板、第二粘接層、第三金屬地板、第三介質板、矩形輻射貼片，圓極化天線包含一個反相饋電腔，其為雙腔體結構；反L形諧振腔與矩形諧振腔之間通過矩形金屬縫隙相連接，反相饋電腔的頂部通過反相饋電腔頂部延長線接入梯度相位饋電網絡；在反L形諧振腔內設置不少于2個的金屬諧振柱，用以在特定頻段形成諧振，以阻礙相應頻段電磁波的傳輸并過濾預設頻段的電磁波，并使反L形諧振腔內的電磁波在預設頻段產生較強的諧振，據以形成阻帶。解決了增益下降明顯、存在空間電磁波的干擾、缺少封裝測試的技術問題。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體涉及一種應用于AiP設計的圓極化天線及其測試工裝。

背景技術

封裝天線(AiP)是基于封裝材料與工藝，將天線與芯片集成在封裝內，實現系統級無線功能的一門技術。相對于片上天線，AiP擁有更好的輻射性能，是一個非常有前景的“天線-芯片”集成封裝解決方案。AiP技術順應了硅基半導體工藝集成度提高的潮流，為系統級無線芯片提供了良好的天線解決方案，因而深受廣大芯片及封裝制造商的青睞。AiP技術很好地兼顧了天線性能、成本及體積，代表著近年來天線技術的重要成就。另外，AiP技術將天線觸角伸向集成電路(IC)、封裝、材料與工藝等領域，倡導多學科協同設計與系統級優化。影響AiP性能的主要因素是天線、芯片以及天線與芯片之間的互聯。天線作為AiP技術中的重要角色，其性能的好壞會直接影響到AiP系統整體性能的發揮。AiP系統的整體性能與天線的效率、增益、帶寬、極化、剖面高度等關鍵指標息息相關。而隨著電磁環境的日益復雜，單一的線極化天線很多時候無法滿足通信需求，這促使了圓極化天線技術的迅速崛起。在通信中使用圓極化天線可以抗云、雨干擾；在電子對抗中，圓極化天線可以偵查和干擾敵方的各種線極化及橢圓極化波；在劇烈擺動或滾動的飛行器上安裝圓極化天線，即使在惡劣的環境下也能捕捉信息。

要實現圓極化輻射需要有一對正交、等幅并且相位差為90°的信號。申請號為CN202111202798.4的發明專利《一種用于微波能量收集的圓盤耦合饋電小型化圓極化天線》包括介質板以及導電探針(5)；在介質板的上側面中心處設置有圓形金屬層(3)，并在圓形金屬層(3)的偏心位置處設置有偏心圓孔(6)；在介質板內平行于上側板面嵌入設置有一個耦合饋電圓盤(4)，且耦合饋電圓盤(4)的圓心偏離圓形金屬層(3)的圓心以及偏心圓孔(6)的圓心；介質板的下側面為地板，導電探針(5)的上端與耦合饋電圓盤(4)的下側面圓心處電連接，導電探針(5)的下端與地板電連接。目前圓極化天線主要有如下幾種：喇叭天線、維瓦爾第(Vivaldi)天線、螺旋天線、微帶貼片天線等。其中，喇叭天線、維瓦爾第(Vivaldi)天線和螺旋天線均為行波天線，能夠在寬頻段內實現良好的駐波比和圓極化性能，但由于此類天線的剖面較高，體積、重量較大，不適合與芯片集成。而微帶貼片天線具有輕量化、結構緊湊和易于后端集成等優勢，是AiP技術的不二之選。目前所報道的一些微帶圓極化天線，有些是窄帶工作，有些具備較大的駐波帶寬但偏離中心頻點時的增益損耗較大。

此外，隨著微波技術的高速發展，需要在空間有限的平臺上集成越來越多的滿足不同要求的電子設備以及可以與之配套的各種天線，這就需要考慮不同天線之間的串擾問題。對此，傳統的設計往往通過在天線末端連接相應的濾波器來減小串擾。然而，濾波器和天線是分開設計的兩個獨立器件，二者之間的級聯勢必會引入新的損耗，且不利于器件的小型化。將濾波器和天線進行集成一體化設計，是解決這一問題的有效手段。