一种新型叠层的双频双极化毫米波天线的制作方法

[0001]
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种新型叠层的双频双极化毫米波天线。


背景技术：

[0002]
5g通信时代，将主要的通信频段分为sub-6g和毫米波两个频段。毫米波具有频带宽，信息量大，天线体积小、易集成等优势，逐渐成为5g通信的重要技术，同时毫米波也具有损耗大、精度要求高、成本高昂等特点，这也使得毫米波天线的研究和加工变得十分具有挑战性。
[0003]
目前毫米波天线形式主要为单频或者单极化，板层结构复杂，成本高，不适用于毫米波基站天线阵列。因此，提出一种新型板层叠构的双频双极化毫米波天线意义重大。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种新型叠层的双频双极化毫米波天线，在一个天线单元上实现双频双极化，同时工艺简单，制造成本低。
[0005]
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
[0006]
一种新型叠层的双频双极化毫米波天线，包括上下层叠设置的pcb板材层和hdi工艺板材层，所述pcb板材层和所述hdi工艺板材层之间采用导电膏进行电气连接；
[0007]
所述pcb板材层包括由上至下层叠设置的第一介质板、第二介质板、第三介质板和第四介质板，所述第一介质板的上表面设置有第一高频辐射片，所述第二介质板的上表面设置有第二高频辐射片，所述第三介质板的上表面设置有低频辐射片，所述第四介质板的上表面为所述毫米波天线的接地点；
[0008]
所述pcb板材层还包括馈电单元，所述馈电单元包括垂直极化馈电网络和水平极化馈电网络，所述垂直极化馈电网络连接所述第一高频辐射片和所述第二高频辐射片，实现垂直极化，所述水平极化馈电网络连接所述第一高频辐射片和所述第二高频辐射片，实现水平极化，所述低频辐射片通过所述第一高频辐射片和所述第二高频辐射片耦合馈电；
[0009]
所述hdi工艺板材层包括若干由上至下层叠设置的hdi工艺板材；
[0010]
所述毫米波天线的工作频段包括36.9ghz～40.9ghz和26.91ghz～28.61ghz。
[0011]
优选地，所述第一高频辐射片的四周排布有若干寄生辐射片。
[0012]
优选地，所述毫米波天线的四周排布有若干贯穿所述pcb板材层和所述hdi工艺板材层的金属屏蔽孔。
[0013]
优选地，所述垂直极化馈电网络和所述水平极化馈电网络为贯穿所述pcb板材层和所述hdi工艺板材层的金属化过孔。
[0014]
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0015]
1)本发明提供了一种新型叠层的双频双极化毫米波天线，包括上下层叠设置的pcb板材层和hdi工艺板材层，pcb板材层和hdi工艺板材层之间采用导电膏进行电气连接；
其中，pcb板材层包括由上至下层叠设置的第一介质板、第二介质板、第三介质板和第四介质板，第一介质板的上表面设置有第一高频辐射片，第二介质板的上表面设置有第二高频辐射片，第三介质板的上表面设置有低频辐射片，第四介质板的上表面为毫米波天线的接地点，pcb板材层还包括馈电单元，馈电单元包括垂直极化馈电网络和水平极化馈电网络，垂直极化馈电网络连接第一高频辐射片和第二高频辐射片，实现垂直极化，水平极化馈电网络连接第一高频辐射片和第二高频辐射片，实现水平极化，低频辐射片通过第一高频辐射片和第二高频辐射片耦合馈电，本发明提供的一种新型叠层的双频双极化毫米波天线涵盖5g毫米波通信n261(27.5ghz～28.35ghz)和n260(37ghz～40ghz)频段，同时极化方式为水平极化和垂直极化两种，在一个天线单元上实现了双频双极化，同时板层结构使得工艺简单，制造成本低。
附图说明
[0016]
图1为本发明实施例提供的一种新型叠层的双频双极化毫米波天线的整体结构图；
[0017]
图2为本发明实施例提供的一种新型叠层的双频双极化毫米波天线的分解图；
[0018]
图3为本发明实施例提供的一种新型叠层的双频双极化毫米波天线的回波损耗曲线；
[0019]
图4为本发明实施例提供的一种新型叠层的双频双极化毫米波天线的极化隔离曲线。
[0020]
附图标记说明：
[0021]
1：pcb板材层；11：第一介质层；111：第一高频辐射片；1111：寄生辐射片；12：第二介质层；121：第二高频辐射片；13：第三介质层；131：低频辐射片；14：第四介质层；15：馈电单元；151：垂直极化馈电网络；152：水平极化馈电网络；2：hdi工艺板材层；3：导电膏；4：金属屏蔽孔。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种新型叠层的双频双极化毫米波天线作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
[0023]
参看图1至图2所示，本实施例提供了一种新型叠层的双频双极化毫米波天线，包括上下层叠设置的pcb板材层1和hdi工艺板材层2，pcb板材层1和hdi工艺板材层2之间采用导电膏3进行电气连接；
[0024]
pcb板材层1包括由上至下层叠设置的第一介质板11、第二介质板12、第三介质板13和第四介质板14，第一介质板11的上表面设置有第一高频辐射片111，第二介质板的12上表面设置有第二高频辐射片121，第三介质板13的上表面设置有低频辐射片131，第四介质板14的上表面为毫米波天线的接地点；
[0025]
在本实施例中，第一介质板11、第二介质板12、第三介质板13和第四介质板14均采用双面覆铜的介质板，第一介质板11、第二介质板12、第三介质板13和第四介质板14多层层压在一起构成pcb板材层1，第一高频辐射片111为第一介质板11上表面的覆铜层，第二高频辐射片121为第二介质板12上表面的覆铜层，低频辐射片131为第三介质板13上表面的覆铜
层；
[0026]
pcb板材层1还包括馈电单元15，馈电单元15包括垂直极化馈电网络151和水平极化馈电网络152，垂直极化馈电网络151连接第一高频辐射片111和第二高频辐射片121，实现垂直极化，水平极化馈电网络152连接第一高频辐射片111和第二高频辐射片121，实现水平极化，在本实施例中中，垂直极化馈电151和水平极化馈电152均为连接第一高频辐射片111和第二高频辐射片121的金属化过孔，金属化过孔从底层穿到顶层馈电，馈电的方向不一样，一个是水平方向馈电，一个是垂直方向馈电，金属化过孔与位于第三介质板13上的低频辐射片131不连接，低频辐射片131通过第一高频辐射片111和第二高频辐射片121耦合馈电，使低频带宽变宽；
[0027]
在本实施例中，第一高频辐射片111的四周排布有若干寄生辐射片1111，用来拓展高频带宽；
[0028]
hdi工艺板材层2包括若干由上至下层叠设置的hdi工艺板材，在本实施例中，hdi工艺板材层2包括八层由上至下层叠设置的hdi工艺板材，该八层hdi工艺板材从上至下依次为gnd、水平极化馈电走线层、gnd、垂直极化馈电走线层，gnd,射频芯片的控制信号层、gnd、和射频芯片的电源层；
[0029]
作为本实施例的一个优选例，毫米波天线的四周排布有若干贯穿pcb板材层1和hdi工艺板材层2的金属屏蔽孔4，金属屏蔽孔4起到电磁屏蔽作用，防止电磁泄漏，避免杂波和其他谐振，图2中将金属屏蔽孔4画成了柱结构是为了表示贯穿多层的，且金属屏蔽孔4是连通接地的。
[0030]
本实施例提供的毫米波天线的工作频段包括36.9ghz～40.9ghz和26.91ghz～28.61ghz，其中高频36.9ghz～40.9ghz通过第一高频辐射片111和第二高频辐射片121，低频26.91ghz～28.61ghz通过第三介质层13上较大的低频辐射片131实现，通过水平和垂直两个方向馈电实现水平极化和垂直极化，图3为本实施例提供的新型叠层的双频双极化天线的回波损耗，本实施例双频双极化毫米波天线-10db以下频段为26.91～28.61ghz和36.9ghz～40.9ghz。图4为本实施例提供的新型叠层双频双极化的极化隔离，极化隔离为-15db以下。
[0031]
本发明提供的双频双极化毫米波天线是一种工作在26.91ghz～28.62ghz和36.9ghz～40.90ghz频段的毫米波天线，涵盖5g毫米波通信n261(27.5ghz～28.35ghz)和n260(37ghz～40ghz)频段，同时极化方式为水平极化和垂直极化两种，采用4+8的板层结构，在一个天线单元上实现了双频双极化，同时4+8的板层结构使得工艺简单，制造成本低。
[0032]
本发明提供的双频双极化毫米波天线的使用场景有两种：第一，用于毫米波通信基站，可以同时进行双频双极化通信；第二，用于手机毫米波通信天线，该款天线集成度高，体积小，可以作为手机毫米波天线。
[0033]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。