一种具有简单馈电网络的毫米波微带阵列天线的制作方法

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本实用新型属于微带天线技术领域，具体地说是涉及一种具有简单馈电网络的毫米波微带阵列天线。


背景技术：

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随着科学技术的快速发展，无线移动通信得到广泛应用。天线是无线移动通信系统的重要组成部分，负责无线信号的接收和发射。在诸多天线种类中，微带天线以其体积小、重量轻、平面结构易于ic器件集成、易于批量机工以及成本低等众多优点而受到广泛应用。
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当使用微带天线进行组合设计大型阵列时，需要设计复杂的馈电网络，有时因为工艺的限制，甚至无法设计出合理的馈电网络。


技术实现要素：

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本实用新型的目的是提出一种具有简单馈电网络的毫米波微带阵列天线，仅需要通过简单的馈电网络单元，通过连线即可实现对应规模的大型阵列天线。
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为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：
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一种具有简单馈电网络的毫米波微带阵列天线，包括
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天线本体；
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阵列天线，所述阵列天线包括馈电网络和阵列单元，所述馈电网络包括多级工字形的馈电单元，每个所述工字形的馈电单元的四个自由端以及馈电单元的纵边和横边连接处均设有阻抗变换器；前一级所述馈电单元的每个自由端的阻抗变换器均与下一级的四个所述馈电单元的中部连接；信号输入馈线与最前级的所述馈电单元的中部连接，最后一级所述馈电单元的四个自由端的阻抗变换器分别连接有阵列单元；
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所述阵列单元包括工字形的馈电子单元，工字形的馈电子单元的纵边中部与最后一级所述馈电单元自由端的阻抗变换器连接，工字形的馈电子单元的横边自由端分别设置有第一微带天线和第二微带天线，所述第一微带天线和第二微带天线水平反向设置。
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在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述天线主体包括由上至下依次堆叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层。
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在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述陈列天线位于所述第一金属层。
[0012]
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一金属层、第二金属层的材质为铜，所述第一介质层的材料为rogers 4350，介电常数3.66，损耗角正切0.004。
[0013]
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一金属层的厚度为0.035mm，所述第一介质层的厚度为0.254mm，所述第二金属层的厚度为厚度0.035mm。
[0014]
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一微带天线为浅入型微带天线，所述第二微带天线为深入型微带天线。
[0015]
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一微带天线和所述第二微带天线的输入阻抗为100ohm，且二者的电流方向相反。
[0016]
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一微带天线与所述第二微带天线辐射时保持同相。
[0017]
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述信号输入馈线的阻抗为100ohm，所述阻抗变换器为四分之一波长阻抗变换器，其自身阻抗为70.7ohm，所述阻抗变换器可将输入阻抗变为100ohm后输出到下一级。
[0018]
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：仅需要通过简单的馈电网络单元，通过连线即可实现对应规模的大型阵列天线，极大的简化了馈电网络的复杂性。
附图说明
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图1是本实用新型的整体结构示意图；
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图2是阵列单元结构示意图；
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图3是第一辐射天线结构示意图；
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图4是第二辐射天线结构示意图；
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图5是本申请天线回波损耗线形图；
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图6是本申请天线增益线形图。
具体实施方式
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为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0027]
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0028]
需要说明的是，术语“电解液”、“胶化剂”均为本领域的现有材料且常规使用的材料，并且上述技术特征也是不本实用新型的实用新型点，因此，对于“电解液”、“胶化剂”的成分不作赘述。
[0029]
见图1所示，一种具有简单馈电网络的毫米波微带阵列天线，包括
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天线本体1；具体的，本实施方式中的天线主体1包括由上至下依次堆叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层。第一金属层、第二金属层的材质为铜，第一介质层的材料为rogers 4350，介电常数3.66，损耗角正切0.004。第一金属层的厚度为0.035mm，第一介质层的厚度为0.254mm，第二金属层的厚度为厚度0.035mm。
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见图2-4所示，阵列天线2，陈列天线2位于天线主体的第一金属层，阵列天线2包括馈电网络22和阵列单元24，馈电网络22包括多级工字形的馈电单元221，每个工字形的馈电
单元221的四个自由端2211以及馈电单元的纵边和横边连接处222均设有阻抗变换器23；前一级馈电单元221的每个自由端的阻抗变换器23均与下一级的四个馈电单元221的中部连接；信号输入馈线21与最前级的馈电单元221的中部连接，最后一级馈电单元221的四个自由端的阻抗变换器23分别连接有阵列单元24；见图2，阵列单24包括工字形的馈电子单元241，工字形的馈电子单元241的纵边中部与最后一级的馈电单元自由端2211所连接的阻抗变换器23连接，工字形的馈电子单元241的横边自由端分别设置有第一微带天线242和第二微带天线243，第一微带天线242和第二微带天线243水平反向设置。优选第一微带天线为浅入型微带天线，第二微带天线为深入型微带天线。需要说明的是，本实施方式中的浅入型微带天线的结构为：在第一辐射贴片2422上开设第一凹槽2423，第一馈线2421位于第一凹槽2423内，第一凹槽2423的纵深小于第一辐射贴片2422长度的二分之一；深入型微带天线的结构为：在第二辐射贴片2432上开设第二凹槽2433，第二馈线2431位于第二凹槽2433内，第二凹槽2433的纵深大于第二辐射贴片2432的长度的二分之一。本实施方式例举了浅入型微带天线的尺寸：第一辐射贴片：3.08mm*4.1mm，第一凹槽：0.6mm*1mm，第一馈线尺寸：0.2mm*4mm。深入型微带天线尺寸：第二辐射贴片：2.91mm*4.1mm，第二凹槽：0.2mm*2.5mm，第二馈线尺寸：0.2mm*4mm。
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本实施方式进一步优选第一微带天线242和第二微带天线243的输入阻抗为100ohm，且二者的电流方向相反，并且需要注意的是第一微带天线与第二微带天线在辐射时保持同相。此外，进一步优选信号输入馈线的阻抗为100ohm，阻抗变换器为四分之一波长阻抗变换器，其自身阻抗为70.7ohm，阻抗变换器可将输入阻抗变为100ohm后输出到下一级。
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本实施方式具体的工作原理为：在两个信号输入馈线与最前级的馈电单元中部连接处，形成一个t字形的节点连接，将其分为两条支路，由于信号输入馈线的输入阻抗为100ohm，所以t字形的节点分出的每条支路的阻抗为50ohm，每条支路再通过四分之一波长阻抗变换器(阻抗70.7ohm)，将其阻抗变为100ohm，每条支路又可以再与下一级的馈电单元中部连接，由此实现每个馈电单元中部输入阻抗为100ohm，而每个自由端分支的阻抗为50ohm，在通过自由端设置的四分之一波长阻抗变换器(阻抗70.7ohm)，使得整个馈电单元输出阻抗为100ohm，以此达到设定需要的馈电网络，在最后一级的馈电单元自由端的四分之一波长阻抗变换器(阻抗70.7ohm)上连接阵元单元。由此使得馈电网络中仅存在两种阻抗值的微带线：100ohm，以及70.7ohm，从而极大的简化了馈电网络的复杂性。
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上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。