[發明專利]一種適用于雷達感應的毫米波封裝天線

在審

• 申請號: 202210638523.3
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114927856A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 洪凱東;袁濤;陳哲;李津;劉毅;李昊展;王亞星
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/52;H01Q9/04
• 代理公司: 深圳市欣亞知識產權代理事務所(普通合伙) 44621
• 代理人: 葛勤;程光慧

本發明公開了一種適用于雷達感應的毫米波封裝天線，包括：順次疊置的第一介質基板、第一金屬地板、第二介質基板及第二金屬地板；第一介質基板上側設有天線層，第二金屬地板設有縫隙以及多個短路金屬柱，短路金屬柱的兩端分別連接第一金屬地板和第二金屬地板的共面波導傳輸線，第二介質基板靠近第二金屬地板的一側設有三組共面波導傳輸線；天線層包括一H形解耦結構及三個輻射貼片，H形解耦結構具有相對的兩個開口，兩個輻射貼片對應H形解耦結構的開口設置且均被H形解耦結構的開口部分包圍，三個輻射貼片均工作在基模TM₀₁模式下。本發明通過設置H形解耦結構，抑制表面波傳播，增加輻射方向圖的互補特性，提高兩個輻射貼片之間的隔離度。

技術領域

本發明涉及天線、電路與系統技術領域，尤其涉及一種適用于雷達感應的毫米波封裝天線。

背景技術

隨著第五代移動通信技術的快速發展，毫米波天線因其具有低時延、高傳輸速率和高接入密度等優點被廣泛應用于各種無線通信系統和雷達傳感器中。在傳統的毫米波雷達傳感器設計中，天線和芯片設置于同一平面上，芯片和電路之間的互連通過跳線或較長的平面傳輸線實現，這會增加通信系統前端模組的橫向尺寸和鏈路射頻損耗，系統集成度較低。

基于多層互聯傳輸線的封裝天線技術可以有效地解決這些技術問題。封裝天線技術將芯片倒裝在天線和互聯電路背面，天線和電路通過多層傳輸線過渡互連，避免了跳線或較長的平面傳輸線的使用，可以有效減小毫米波頻段的射頻損耗，減小天線模組的橫向尺寸。

但是，對于具有多個輻射單元的封裝天線或陣列而言，電路板面積的減少會增大天線單元間的互耦，導致天線單元間的隔離度惡化，天線模組的抗干擾能力下降。為了實現精準定位的系統應用需求，發射天線和接收天線之間或任意兩個天線輻射單元之間的隔離度往往要求大于20dB。因此，在有限空間內如何在不犧牲天線輻射性能的前提下提升天線單元之間的隔離度成為目前封裝天線技術領域亟需解決的關鍵問題之一。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種適用于雷達感應的毫米波封裝天線，為實現封裝天線多個單元間的高隔離度和毫米波前端收發模組的緊湊集成提供一種可行的技術方案。

為實現上述目的，本發明提供了一種適用于雷達感應的毫米波封裝天線，其特征在于，包括：順次疊置的第一介質基板、第一金屬地板、第二介質基板及第二金屬地板。所述第一介質基板上側設有天線層，所述第二金屬地板設有縫隙，以及圍設于所述縫隙周圍的多個短路金屬柱，所述短路金屬柱的兩端分別連接所述第一金屬地板及第二金屬地板的共面波導傳輸線，所述第二介質基板靠近所述第二金屬地板的一側設有三組所述共面波導傳輸線。

其中，所述天線層包括與所述第一金屬地板連接的一H形解耦結構，以及與三個所述共面波導傳輸線對應連接的三個輻射貼片，所述H形解耦結構具有相對的兩個開口，兩個所述輻射貼片對應所述H形解耦結構的開口對稱設置且均被H形解耦結構的開口部分包圍，三個所述輻射貼片均工作在基模TM₀₁模式下。

其中，還包括用于從所述共面波導傳輸線向所述輻射貼片饋電的第一探針，所述第一探針的兩端分別與所述天線層和所述共面波導傳輸線連接。

其中，相鄰所述短路金屬柱的間距小于與天線工作頻率對應的波長的四分之一。

其中，還包括穿設于所述第一介質基板的多個沿所述H形解耦結構長度方向延伸的短路金屬連接柱，所述短路金屬連接柱的兩端分別連接所述H形解耦結構與第一金屬地板。

其中，所述縫隙包括順次相連的三段階梯形縫隙，并與三段順次相連的階梯形金屬導帶相適配，構成所述共面波導傳輸線。

其中，所述第一金屬地板設有圓環形槽，所述圓環形槽圍繞所述第一探針對稱設置。

其中，還包括位于所述第一金屬地板與第二介質基板之間的介質粘合層，所述介質粘合層用于粘合所述第一金屬地板與第二介質基板。