空气馈电结构及其构成的阵列天线的制作方法

本申请涉及阵列天线，特别涉及一种空气馈电结构及阵列天线技术。

背景技术：

1、阵列天线具有平面化、增益高等诸多优点，在通信等领域大规模应用。阵列天线的馈电形式很多，例如同轴线、微带线、波导等。同轴线采用中心导体与外部封闭导体之前的同轴结构引导电磁波，具有工作频带宽、损耗低等特点，但由于其外部导体为封闭结构，不便于安装到设备。微带线采用半开放的结构，通过介质上表面的金属条带和介质下表面的金属地，形成束缚电磁场的结构，使电磁场主要集中在介质内部，具有结构简单等特点，但由于电磁场能量主要在介质基本中传播，存在介质损耗，因此传输损耗较大。波导为全封闭空气结构，电磁能量集中在波导封闭导体内部的空气中传播，具有传输损耗极小等特点，但由于其封闭结构，且对封闭导体的密封性有较高要求，因此在加工制作中存在一定难度。

2、目前国内外已有采用波导作为空气馈电结构的阵列天线。其中，公开号为cn110444904b的中国发明专利《一种空气填充金属平面阵列天线》，但其由于波导馈电结构及其构成的天线为封闭或多层装配结构，加工难度大。再者，公开号为cn207124294u的中国实用新型专利《空馈微带阵列天线》，其只在辐射单元处采用通过空气腔激励辐射贴片，并未涉及馈电网络的具体形式和结构。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种空气馈电结构及其构成的阵列天线，天线及馈电结构为非封闭结构，容易加工，且减小了阵列天线馈电网络的介质损耗，有利于提高阵列天线的增益。

2、本申请公开了一种空气馈电结构，包括底板和基板；

3、所述底板上表面设置有凹槽，所述凹槽的上表面布置有凹型结构网络，所述凹形结构网络的内凹面为金属基面；

4、所述基板的下表面设置有介质基板，所述介质基板的下表面布置有介质凸台网络，所述介质凸台网络的台阶面上布置有金属条带网络；

5、所述介质凸台网络嵌入到所述凹型结构网络内，所述金属条带网络与所述凹形结构网络的内凹表面之间相隔预定距离以形成所述空气馈电结构。

6、在一个优选例中，所述凹型结构网络的形状与所述介质凸台网络形状相对应。

7、在一个优选例中，所述凹槽设置有多个且形状相同，该多个凹槽依次沿上下方向按第一预定间距排列，所述介质基板设置有多个且沿上下方向按该第一预定间距排列，每条介质基板的位置与每个凹槽一一对应且所述介质基板能够嵌入到所述凹槽内部。

8、在一个优选例中，所述凹槽为矩形凹槽。

9、在一个优选例中，所述金属基面通过金属材质实现或者通过非金属材质表面金属化实现。

10、在一个优选例中，所述介质凸台网络嵌入到所述凹型结构网络内时，所述凹槽的上表面与所述介质基板的下表面压合紧密。

11、在一个优选例中，所述金属条带网络由若干功分网络级联组成。

12、本申请还公开了一种阵列天线所述阵列天线包括前文描述的空气馈电结构；以及，

13、所述介质基板的上表面布置多个辐射介质凸台，每个辐射介质凸台的上表面有天线阵列辐射单元，所述介质基板的下表面与所述天线阵列辐射单元相对的位置有激励贴片，每个激励贴片均与相应的金属条带网络的末端相连。

14、在一个优选例中，所述辐射介质凸台上的多个天线阵列辐射单元沿左右方向按第二预定间距布置以组成阵列天线，在所述介质基板的下表面的每个天线阵列辐射单元相对位置设置有一个激励贴片。

15、在一个优选例中，所述激励贴片下方为介质或空气腔体。

16、本申请实施方式中，至少包括以下优点和有益效果：

17、本申请实施方式的空气馈电结构及其构成的阵列天线，采用上方介质基板凸台上的金属条带与下方底板上的金属基面之间形成束缚电磁场的空气结构，将电磁场能量主要集中在该空气结构中，相对于微带传输馈电结构，减小了介质损耗，相对于波导空气馈电结构，为非封闭结构，具有容易加工、损耗小等优点。

18、并且，本申请实施方式的空气馈电结构及其构成的阵列天线通过使用空气馈电结构激励阵列天线，减小了阵列天线馈电网络的介质损耗等，有利于提高阵列天线的增益。

19、本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述
技术实现要素：
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。

技术特征：

1.一种空气馈电结构，其特征在于，包括底板和基板；

2.如权利要求1所述的空气馈电结构，其特征在于，所述凹型结构网络的形状与所述介质凸台网络形状相对应。

3.如权利要求1所述的空气馈电结构，其特征在于，所述凹槽设置有多个且形状相同，该多个凹槽依次沿上下方向按第一预定间距排列，所述介质基板设置有多个且沿上下方向按该第一预定间距排列，每条介质基板的位置与每个凹槽一一对应且所述介质基板能够嵌入到所述凹槽内部。

4.如权利要求1所述的空气馈电结构，其特征在于，所述凹槽为矩形凹槽。

5.如权利要求1所述的空气馈电结构，其特征在于，所述金属基面通过金属材质实现或者通过非金属材质表面金属化实现。

6.如权利要求1所述的空气馈电结构，其特征在于，所述介质凸台网络嵌入到所述凹型结构网络内时，所述凹槽的上表面与所述介质基板的下表面压合紧密。

7.如权利要求1-6中任一项所述的空气馈电结构，其特征在于，所述金属条带网络由若干功分网络级联组成。

8.一种阵列天线，其特征在于，所述阵列天线包括权利要求1-7中任一项所述的空气馈电结构；以及，

9.如权利要求8所述的阵列天线，其特征在于，所述辐射介质凸台上的多个天线阵列辐射单元沿左右方向按第二预定间距布置以组成阵列天线，在所述介质基板的下表面的每个天线阵列辐射单元相对位置设置有一个激励贴片。

10.如权利要求8所述的阵列天线，其特征在于，所述激励贴片下方为介质或空气腔体。

技术总结
本申请涉及阵列天线技术领域，公开了一种空气馈电结构及其构成的阵列天线。该空气馈电结构包括底板和基板；该底板上表面设置有凹槽，该凹槽的上表面布置有凹型结构网络，该凹形结构网络的内凹面为金属基面；该基板的下表面设置有介质基板，该介质基板的下表面布置有介质凸台网络，该介质凸台网络的台阶面上布置有金属条带网络；该介质凸台网络嵌入到该凹型结构网络内，该金属条带网络与该凹形结构网络的内凹表面之间相隔预定距离以形成该空气馈电结构。本申请的天线及馈电结构为非封闭结构，容易加工，且减小了阵列天线馈电网络的介质损耗，有利于提高阵列天线的增益。

技术研发人员：吴知航,孟洪福,王咏
受保护的技术使用者：南京星航通信技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15