一种去耦合贴片天线阵列的制作方法

本发明涉及无线通信
技术领域：
，特别涉及一种去耦合贴片天线阵列。
背景技术：
：贴片天线阵列拥有结构简单(仅需要在介质基板上镀金属层即可实现)，剖面很低以及易于与集成电路兼容等优点，非常适合制成共形天线应用于飞机、火箭等高速移动的物体。现有技术中，在阵列间距受限的条件下，单元间互耦强烈，隔离度很差，一般通过引入电路元件消耗耦合能量的方法改善隔离度。但这种方式会增加贴片天线阵列的复杂程度，降低能量利用率。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种去耦合贴片天线阵列，通过引入去耦线抵消贴片间耦合场的方法，提高天线单元间隔离度。为实现上述目的，本发明提出一种去耦合贴片天线阵列，所述去耦合贴片天线阵列包括：第一介质基板，所述第一介质基板其中一表面上至少设置有第一贴片天线、第二贴片天线以及与所述第一贴片天线耦合设置的第一去耦馈线，所述第一贴片天线、第二贴片天线间隔设置，所述第一介质基板的另一表面上设置有接地板，且所述第一贴片天线上开设有避让槽，所述第一去耦馈线位于所述避让槽内；第二介质基板，所述第二介质基板的其中一表面上设置有所述接地板，所述第二介质基板的另一表面上设置有多个馈电端口以及第一微带线；多个探针，多个所述探针依次穿过所述第一介质基板、接地板及第二介质基板，其中一所述馈电端口通过所述探针向所述第一贴片天线馈电，另一所述馈电端口通过所述探针给所述第一去耦馈线馈电，所述第一微带线的一端经所述探针与所述第一去耦馈线连接，所述第一微带线的另一端经所述探针与所述第二贴片天线连接，以通过所述第一微带线对所述第二贴片天线馈电；其中，所述第一贴片天线与第二贴片天线之间产生第一h面耦合场，所述第一去耦馈线与所述第一贴片天线之间产生第二h面耦合场以抵消第一h面耦合场。可选的，所述第一贴片天线与所述第二贴片天线沿第一方向间隔设置，所述第一去耦馈线设置在所述第一贴片天线的与所述第一方向平行的侧边位置。可选的，所述第一贴片天线具有多个，多个所述第一贴片天线沿所述第一方向等距间隔排列，且沿所述第一方向设置有多个第一去耦馈线，所述第一去耦馈线与所述第一贴片天线一一对应。可选的，所述去耦合贴片天线阵列还包括：至少一第三贴片天线，所述第三贴片天线与所述第二贴片天线沿第二方向间隔设置，所述馈电端口通过所述探针给所述第三贴片天线馈电，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；至少一第二去耦馈线，所述第二去耦馈线与所述第三贴片天线耦合设置，所述第二贴片天线与所述第三贴片天线产生第一e面耦合场，所述第二去耦馈线与所述第三贴片天线产生第二e面耦合场，以抵消所述第一e面耦合场。可选的，所述去耦合贴片天线阵列还包括：第二微带线，所述第二微带线一端通过所述探针与所述第二去耦馈线连接，所述第二微带线另一端通过所述探针与所述第一去耦馈线连接。可选的，所述第三贴片天线为多个，多个所述第三贴片天线沿所述第一方向等距间隔排列；所述第二去耦馈线为多个，多个所述第二去耦馈线与所述第三贴片天线一一对应。可选的，在所述第二方向上，多个所述第三贴片天线与所述第二贴片天线以及多个所述第一贴片天线并排且间隔设置，以使所述第二贴片天线、多个第一贴片天线以及多个第三贴片天线呈阵列排布。可选的，所述第一贴片天线及第三贴片天线上开设有避让槽，所述避让槽的纵深方向与所述第二方向平行，所述第一去耦合馈线和第二去耦馈线装设在所述避让槽内，并与所述避让槽间隔设置。可选的，所述探针与所述第一去耦馈线的连接位置位于第一去耦馈线的对称轴上，所述第一去耦馈线的对称轴平行于所述第二方向；所述探针与所述第二去耦馈线的连接位置位于所述第二去耦馈线的对称轴上，所述第二去耦馈线的对称轴平行于所述第二方向。可选的，所述贴片天线的形状为轴对称形状。本发明技术方案通过在第一介质基板的一表面上间隔设置第一贴片天线、第二贴片天线，并将第一去耦馈线与第一贴片天线耦合设置，第一介质基板的另一表面上设置接地板，且第一贴片天线上开设有避让槽，第一去耦馈线位于避让槽内，第一贴片天线与第二贴片天线之间产生第一h面耦合场，第一去耦馈线述第一贴片天线之间产生第二h面耦合场以抵消第一h面耦合场，直接利用第一去耦馈线与第一贴片天线产生的第二h面耦合场抵消第一h面耦合场，而非依靠引入电路元件来调整去耦合贴片天线阵列的阻抗匹配从而达到抵消第一贴片天线与第二贴片天线的h面耦合，占用的体积小，能够提高小体积去耦合贴片天线阵列的工作带宽，提高了去耦合贴片天线阵列的应用性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明去耦合贴片天线阵列的分解结构示意图；图2为本发明去耦合贴片天线阵列的第一贴片天线、第二贴片天线第三贴片天线与第一去耦馈线、第二去耦馈线的结构图；图3为本发明去耦合贴片天线阵列的第一h面耦合场与第二h面耦合场的原理示意图；图4为本发明去耦合贴片天线阵列的部分结构的尺寸示意图；图5为本发明去耦合贴片天线阵列的另一部分结构的尺寸示意图；图6为本发明发明去耦合贴片天线阵列的又一部分结构的尺寸示意图；图7为本发明发明去耦合贴片天线阵列的各贴片天线间的h面耦合的s参数结果图；图8为本发明发明去耦合贴片天线阵列的第二贴片天线产生的h面耦合的s参数结果图；图9为本发明发明去耦合贴片天线阵列的各贴片天线间的e面耦合的s参数结果图；图10为本发明发明去耦合贴片天线阵列的第二贴片天线的方向图；图11为本发明发明去耦合贴片天线阵列的第一贴片天线的方向图；图12为本发明发明去耦合贴片天线阵列中对应于第二贴片天线的第三贴片天线的方向图；图13为本发明发明去耦合贴片天线阵列中对应于第一贴片天线的第三贴片天线的方向图。附图标号说明：标号名称标号名称1第一介质基板6馈电端口2接地板7探针3第二介质基板81第一微带线41第一贴片天线82第二微带线42第二贴片天线83第三微带线43第三贴片天线9传输孔44避让槽h1第一h面耦合场45馈电点h2第二h面耦合场51第一去耦馈线y第一方向52第二去耦馈线x第二方向本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。如图1、2所示，为实现上述目的，本发明提出一种去耦合贴片天线阵列，所述去耦合贴片天线阵列包括：第一介质基板1，所述第一介质基板1其中一表面上至少设置有第一贴片天线41、第二贴片天线42以及与所述第一贴片天线41耦合设置的第一去耦馈线51，所述第一贴片天线41、第二贴片天线42间隔设置，所述第一介质基板1的另一表面上设置有接地板2；第二介质基板3，所述第二介质基板3的其中一表面上设置有所述接地板2，所述第二介质基板3的另一表面上设置有多个馈电端口6以及第一微带线81(如图4所示)；多个探针7，多个所述探针7依次穿过所述第一介质基板1、接地板2及第二介质基板3，其中一所述馈电端口6通过所述探针7向所述第一贴片天线41馈电，另一所述馈电端口6通过所述探针7给所述第一去耦馈线51馈电，所述第一微带线81的一端经所述探针7与所述第一去耦馈线51连接，所述第一微带线81的另一端经所述探针7与所述第二贴片天线42连接，以通过所述第一微带线81对所述第二贴片天线42馈电；其中，如图3所示，所述第一贴片天线41与第二贴片天线42之间产生第一h面耦合场h1，所述第一去耦馈线51与所述第一贴片天线41之间产生第二h面耦合场h2以抵消第一h面耦合场h1。在本实施例中，接地板2位于第一介质基板1以及第二介质基板3之间，接地板2的正反两面分别贴设在第一介质基板1及第二介质基板3上，第一贴片天线41、第二贴片天线42以及第一去耦馈线51设置在第一介质基板1的背离该接地板2的表面，第一微带线81贴设在第二介质基板3的背离该接地板2的表面，因此，接地板2与第一贴片天线41、第二贴片天线42以及第一去耦馈线51之间间隔有第一介质基板1，具有隔离作用，避免了接地板2与第一贴片天线41、第二贴片天线42以及第一去耦馈线51之间产生信号干扰，第一微带线81与接地板2之间间隔有第二介质基板3，避免第一微带线81与接地板2之间产生信号干扰。如图5所示，馈电端口6与第一微带线81位于同一表面，第一介质基板1、接地板2以及第二介质基板3上均开设有传输孔9(如图6所示)，探针7从传输孔9穿过，以向第一贴片天线41、第二贴片天线42以及第一去耦馈线51馈电。第一贴片天线41与第二贴片天线42间隔设置，第一去耦馈线51与第二贴片天线42之间连接第一微带线81，也即，第二贴片天线42的电信号经由第一去耦馈线51再经第一微带线81获得，第一去耦馈线51可只经探针7连接馈电端口6，此时，馈电端口6位于第二介质基板3上的对应于该第一去耦馈线51的位置；当然，第一去耦馈线51也可经探针7以及第二微带线82连接到馈电端口6。第一微带线81以及第二微带线82可以曲折延伸以调节的长度，从而调节整个去耦合贴片天线阵列的阻抗匹配。第一去耦馈线51与第一贴片天线41之间存在间隙且相距较近(相对于第一贴片天线41与第二贴片天线42的间距而言)，当馈电端口6经第一去耦馈线51向第二贴片天线42馈电时，第一贴片天线41与第一去耦馈线51产生第二h面耦合场h2，抵消第一贴片天线41与第二贴片天线42之间产生的第一h面耦合场h1。本实施例提出的去耦合贴片天线阵列直接利用第一去耦馈线51与第一贴片天线41产生的第二h面耦合场h2抵消第一h面耦合场h1，而非依靠引入电路元件来调整去耦合贴片天线阵列的阻抗匹配从而达到抵消第一贴片天线41与第二贴片天线42的h面耦合，占用的体积小，能够提高小体积去耦合贴片天线阵列的工作带宽，提高了去耦合贴片天线阵列的应用性。在进一步的实施例中，如图2-4所示，去耦合贴片天线阵列可在第一介质基板1上贴设多个沿第一方向y(如图4所示)间隔排列的第二贴片天线42，也即，第二贴片天线42可以只有一片，排列在起始端，排列于第二贴片天线42之后的均为第一贴片天线41，间隔设置的相邻第一贴片天线41之间由于存在信号干扰，亦会产生第一h面耦合场h1，此时，沿第一方向y设置有多个第一去耦馈线51，第一去耦馈线51的数量与第一贴片天线41的数量一致，且位置与第一贴片天线41的位置一一对应，也即，第一去耦馈线51与第一贴片天线41成对设置，每一对第一贴片天线41及第一去耦馈线51均会产生第二h面耦合场h2以抵消第一h面耦合场h1(第一方向y上相互间隔排列的第一贴片天线41间产生)，且馈电端口6的数量亦与第一去耦馈线51的数量一致，即，每一去耦馈线均单独连接一与之对应的馈电端口6。本实施例中的多个第一去耦馈线51平行于第一方向y排列，位于第一贴片的平行于第一方向y的侧边位置。作为一种可选实施例，在成对设置的第一贴片天线41与第一去耦馈线51中，第一去耦馈线51位于第一贴片天线41的正下方，即，第一贴片天线41的对称轴与第一去耦馈线51的对称轴重合，探针7与所述第一去耦馈线51的连接位置位于第一去耦馈线51的对称轴上，探针7与所述第二去耦馈线52的连接位置位于所述第二去耦馈线52的对称轴上，保证第二h面耦合场h2与第一h面耦合场h1的耦合效果。本实施例中，第一去耦馈线51的对称轴以及第二去耦馈线52的对称轴均平行于第二方向x(垂直于第一方向y如图4所示)。在一可选实施例中，排列在第一方向y上的第一贴片天线41与第二贴片天线42等距排列。当去耦合贴片天线阵列上需要设置较多的贴片天线时，与第一方向y垂直的第二方向x上间隔设置有第三贴片天线43。相邻的第三贴片天线43与第二贴片天线42之间，或是相邻的第三贴片天线43与第一贴片天线41之间会产生信号干扰，生成第一e面耦合场(图中未标示)，第三贴片天线43的平行于第一方向y的侧边位置设置有第二去耦馈线52，第二去耦馈线52通过探针7连接至馈电端口6，也可以通过探针7以及第三微带线83连接至馈电端口6。在本实施例中，第二去耦馈线52与第一去耦馈线51连接同一个馈电端口6，馈电端口6、第二去耦馈线52、第一去耦馈线51、第二贴片天线42依次设置，其中，需要穿过第一介质基板1、接地板2及第二介质基板3的位置以探针7连接。第三贴片天线43有与其对应的馈电端口6为其馈电。基于上述实施例，在更进一步的实施例中，第一方向y上可间隔排列多个第三贴片天线43形。第二贴片天线42和与其相邻的第三贴片天线43间生成第一e面耦合场，第三贴片与第二去耦馈线52耦合设置，生成第二e面耦合场(图中未标示)以抵消第一e面耦合场，两相邻的第三贴片天线43之间会产生信号干扰生成第一h面耦合场h1，第二贴片天线42与第一去耦馈线51之间生成第二h面耦合场h2以抵消第一h面耦合场h1。本实施例中，第二去耦馈线52与第三贴片天线43成对设置，第二去耦馈线52位于第三贴片天线43的正下方，即，第二去耦馈线52的中心位于第三贴片天线43的对称轴上。第一贴片天线41、第二贴片天线42、第三贴片天线43以及第四贴片天线上均可开设避让槽44(如图3、4所示)用于容纳第一去耦馈线51和/或第二去耦馈线52。避让槽44的纵深方向与第二方向x平行，去耦合馈线装设在所述避让槽44内，并与所述避让槽44间隔设置。如图5所示，给出一组较佳的结构尺寸：第一介质基板1、第二介质基板3以及接地板2的长宽均为l×l，l＝143mm，厚度均为h＝1mm，第一介质基板1及第二介质基板3的介电常数为2.2；第一贴片天线41、第二贴片天线42以及第三贴片天线43的尺寸相同，如图4所示，lp＝29.1mm，避让槽44的纵深ln＝6mm，槽宽wn＝5.5mm；馈电点45高度f＝10.05mm；如6图所示，各相邻贴片天线(包括第一贴片天线41、第二贴片天线42、第三贴片天线43)的中心间距均为d＝43mm；探针7直径d1＝1.3mm；传输孔9直径d2＝2mm；第一去耦馈以及第二去耦馈线52的线长ld＝6mm，宽wm＝3mm。如图5所示，第三微带线83尺寸：l1＝5mm,第二微带线82尺寸：l2＝16.5mm，l3＝13mm，l4＝7mm，l5＝22mm，l6＝16.5mm，第一微带线81尺寸：l7＝6.5mm，l8＝25mm，l9＝10mm，l10＝14mm，l11＝7.5mm，l12＝10.5mm，lg＝1.5mm，s＝1mm。图7-9为仿真的去耦合贴片天线阵列的s参数图，从图中的结果可以看出，去耦合贴片天线阵列工作于约3.5ghz频带，-10db阻抗带宽约为3.47ghz—3.52ghz；去耦合贴片天线阵列的h面耦合度(s12和s34)由未去耦前的-15db下降到-40db，同时e面耦合度(s13和s24)由未去耦前的-19db下降到大约-40db，且各贴片天线在对角线上的耦合度均低于-20db。从图10-13可以看出，去耦合贴片天线阵列在工作频带具有良好的定向辐射特性。可见，本发明通过引入第一去耦馈线51、第二去耦馈线52，将其和馈电探针7合理设置，削弱了阵列单元间产生的耦合场，有效提高了阵列间单元的隔离度。在进一步的方案中，第一方向y上可排列m个第一贴片天线41，第二方向x上可排列n列第三贴片天线，形成m*n去耦合贴片天线阵列，在此不一一详述。所述贴片天线的形状为轴对称形状，如圆形或是方形、矩形、正六边形等轴对称多边形。以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12