毫米波天线及天线阵列的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其是一种毫米波天线及天线阵列。


背景技术：

2.77ghz/79ghz毫米波雷达比24ghz系统具有更小尺寸和更高分辨率、更容易实现单芯片集成等优势，将用于几乎所有的长程或中长程天线。为了获得高增益和高效率，早期76-81ghz频段毫米波雷达天线主要采用反射面和透镜天线两种形式。由于反射面和透镜天线固有的限制导致其波束扫描能力有限，另外其剖面较高，通常有几个厘米，会导致其实现的毫米波雷达集成困难。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种毫米波天线及天线阵列，以提高辐射性能。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种毫米波天线，所述天线包括电介质基底，其上下两侧面均覆盖有金属层，所述电介质基底上设有两排平行的通孔，两排通孔之间形成间隔；在电介质基底一侧的所述金属层上，形成两个平行的槽，所述两个平行的槽构成一对，并沿高频信号流动方向周期性排列，且槽的长度方向与所述高频信号流动方向相交。
6.进一步技术方案为：
7.所述的槽位于两排通孔之间的区域内，槽的长度方向与高频信号流动方向相交成45
°
。
8.所述两个平行的槽的中心沿高频信号流动方向上的间距，为波导波长的四分之一。
9.所述两个平行的槽中至少一个沿槽长方向偏移，使两个槽的中心沿槽长方向形成间距。
10.两个槽的中心沿槽长方向的间距，为两槽中较短槽长的二分之一。
11.所述两个平行的槽的长度相等或不相等。
12.所述天线一端设有馈电端口，成对的槽的长度随着远离所述馈电端口而逐渐增加，远离至预定距离后停止增加。
13.一种毫米波天线阵列，由所述的毫米波天线平行排列，相邻的天线一端的馈电端口对齐或错位布置。
14.本实用新型的有益效果如下：
15.本实用新型设置成对的槽，槽长与高频信号流动方向相斜，即使在波导宽度较窄时，成对的槽中心沿槽长方向的间距也可以满足超过较短者槽长的二分之一，从而拓宽反射带，提高天线在宽频带上的效率。
16.本实用新型成对的槽的中心沿高频信号流动方向上的间距约为波导波长的四分
之一，可以抑制来自个别槽的反射。
17.本实用新型的成对的槽，越接近馈电端口时槽长越小，能够减小电磁波在波导内的反射，提高辐射效率。
附图说明
18.图1为本实用新型天线的部分结构示意图。
19.图2为本实用新型一对槽的配置结构示意图。
20.图3为本实用新型天线(阵列单元)的整体结构示意图。
21.图4为本实用新型天线阵列的结构示意图。
22.图1、图2中：100、金属层；101、电介质基底；102、波导结构；103、通孔；104a、第一槽：104b、第二槽；
23.图3、图4中：402、波导；404、成对的槽；407、横截面。
具体实施方式
24.以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
25.本实施例的毫米波天线，可参考图1，包括电介质基底101，其沿z轴的上下两侧面均覆盖有金属层100，电介质基底101上设有两排平行的通孔103，两排通孔103之间形成间隔，构成高阶模式被阻断的波导结构102；在电介质基底101一侧的金属层100上，形成两个平行的槽，两个平行的槽构成一对，并沿波导结构102中高频信号流动方向周期性排列，且槽的长度方向与高频信号流动方向(线方向)相交。
26.具体的，图1中，通孔103沿x轴方向排列成两行，每一排通孔103在下文中被称为通孔行，一个通孔行和另一个通孔行之间的间距为a，即形成的波导结构102的宽度为a，以使高阶模式在波导结构102中被阻断，只有基波模式作为传播模式运行。另外，在每个通孔行中，相邻的通孔103之间有一个间隙b。
27.具体的，金属层100例如是铜箔，而电介质基底101例如是树脂基底。通孔103可以通过例如在电介质衬底101上钻一个孔并对孔的内壁进行电镀来形成。
28.具体的，本领域技术人员可以理解，槽位于两个通孔行之间的区域内。
29.具体的，两个平行的槽命名为第一槽104a、第二槽104b，其具体配置在图2中显示。其中，第一槽104a的槽长为l1，第二槽104b的槽长为l2。
30.优选的，槽的长度方向(图2中的d1方向)与波导结构102中高频信号的流动方向成大约45
°
。即第一槽104a、第二槽104b与槽长方向正交的槽宽方向(图2中d2方向)与高频信号流动方向相交大约成45
°
。
31.优选的，如图2所示，第一槽104a、第二槽104b紧密排列，两个槽的中心沿波导结构中高频信号流动方向上的间距约为波导结构102(波导线)的波长入的四分之一。通过以这种方式配置可以抑制来自个别槽的反射。
32.如图2所示，通过沿槽长方向移动第一槽104a和/或第二槽104b，即使槽的中心与天线的中心线(图中竖直虚线所示)偏离，从而使得第一槽104a、第二槽104b的中心沿槽长方向形成间距，该间距可称为偏移量p，其能够影响天线的带宽。
33.增加偏移量p，天线的带宽也随之扩大，当偏移量p超过两个槽中较短者的槽长的
二分之一时，展宽带宽的效果随之变小，因此，优选偏移量p为两槽中较短者槽长的二分之一。
34.在本实施例中，由于第一槽104a、第二槽104b被设置成与波导结构102的线路方向相斜，即使在波导结构102的宽度(间距a)较窄时，成对的槽的偏移量p也可以很大。因此，第一槽104a、第二槽104b的设置可以使偏移量p超过槽长l1或l2中较短者的二分之一，从而拓宽反射带，提高天线在宽频带上的效率。
35.具体的，第一槽104a、第二槽104b可以通过例如蚀刻金属层100来形成。
36.具体的，第一槽104a、第二槽104b的槽长可以相等或不相等。
37.具体的，通孔103间距a、间隙b根据实际需要进行设置。
38.图1显示了天线的一部分，图3显示了毫米波天线的作为阵列单元的整体结构。
39.如图3所示，阵列单元的波导402(图1中的波导结构102)一端的横截面407上设有馈电端口，成对的槽404(图1中的104a、104b)的长度随着远离馈电端口而逐渐增加，远离至预定距离后停止增加(或者变得略小)。
40.为了在行波型泄漏波导槽阵列中获得均匀的激励分布，尤其适合在成对的槽404越接近馈电端口的横截面407时减小槽的长度，即槽的长度随着远离横截面407而增加。如此设置能够减小电磁波在波导402内的反射，提高辐射效率。
41.本实施例的毫米波天线阵列，利用上述毫米波天线平行排列，可参考图4，显示了本实施例的毫米波天线阵列的整体配置，图4天线阵列由多个并排排列的如图3所示的配置组成。每条波导402连接到一个馈线，用于将高频信号送入天线。
42.具体的，相邻的波导402一端的馈电端口(横截面407)对齐，然而为了调整辐射方向图，相邻的波导402也可以不对齐，即以错位的方式布置。