[发明专利]一种LTCC叠层宽频微带交错三角形阵列天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种LTCC叠层宽频微带交错三角形阵列天线。

背景技术

微带天线理论自上世纪70年代得到广泛研究，并取得较大发展以来，由于其具有重量轻、 剖面低、体积小、易于与载体共形、结构简单等优点而越来越受到人们的青睐，在机载、星 载、弹载天线及医用微波和民用通信等领域得到越来越多的应用。在目前的导航通讯系统中， 微带天线几乎占到了一半以上；但微带贴片天线频带很窄，为解决该问题当前常用途径包括 采用厚基板或者阶梯形基板、降低基板介电常数、增大基板损耗角正切、采取多层结构、附 加阻抗匹配或无源贴片等；但这些方式都是以增大天线的厚度或面积为代价的，不利于微带 贴片天线与载体的共形和小型化的发展需求，使得天线结构复杂，无法兼顾天线宽频化与小 型化的需求。

LTCC(低温共烧陶瓷)技术是一种先进的无源集成及混合电路封装技术。LTCC技术有 着众多优点，对于提高雷达天线系统集成度可发挥巨大作用，LTCC技术多层化过程中采用 了流延和通孔技术，使得加工方便，并且可提供比常规基板材料更好的层厚控制，通过LTCC 技术制备的阵列天线层与层之间结合更加紧密，解决了因为空气层的存在使得天线本身的机 械强度减小的问题，因而有望为开发新型的低剖面、宽频化的微带贴片天线创造条件。LTCC 工艺的叠层优势改变了传统微带天线的设计模式，将LTCC工艺与微带天线的结合成为新的 研究热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有微带贴片天线在兼顾高增益、宽频带以及小型化方面的不足， 提供一种基于LTCC技术的叠层宽频微带交错三角形阵列天线，该天线能够更好地兼顾微带 贴片天线高增益、宽频带以及小型化的性能要求，而且结构较简单。

本发明技术方案如下：

一种LTCC叠层宽频微带交错三角形阵列天线，包括：上层辐射金属贴片天线阵列(1)、 下层辐射金属贴片天线阵列(2)、上层介质基板(3)、下层介质基板(4)、焊接孔(5)、馈 电网络(6)、接地金属层(7)和同轴接头探针(9)；所述接地金属层(7)位于下层介质基 板(4)的下表面，下层辐射金属贴片天线阵列(2)与馈电网络(6)均位于下层介质基板(4) 的上表面，下层辐射金属贴片天线阵列(2)由馈电网络(6)馈电，所述馈电网络(6)通过 穿过下层介质基板(4)的同轴接头探针(9)连接同轴接头，上层辐射金属贴片天线阵列(1) 位于上层介质基板(3)的上表面；所述上层辐射金属贴片天线阵列(1)、下层辐射金属贴片 天线阵列(2)和接地金属层(7)相互平行设置，三者的对应边相互平行；所述上层介质基 板(3)上开设焊接孔(5)、以露出同轴接头探针(9)，所述接地金属层(7)打孔(10)以 穿过同轴接头探针(9)，且保持同轴接头探针(9)与接地金属层(7)相绝缘；其特征在于， 所述上层介质基板(3)、下层介质基板(4)及接地金属层(7)均为带有锯齿的矩形，所述 上层辐射金属贴片天线阵列(1)、下层金属贴片天线阵列(2)分别由呈交错三角形排列的上 层单元金属贴片、下层单元金属贴片构成，上、下层单元金属贴片均为设置有半U型槽(8) 的矩形；其中，上层单元金属贴片的半U型槽由上层水平方向矩形槽(13)和上层垂直方向 矩形槽(14)垂直拼接而成，上层水平方向矩形槽的未拼接端延伸至金属贴片侧边缘、距金 属贴片上边缘(即L2)为2.5mm～3.5mm，上层垂直方向矩形槽未拼接端距金属贴片上边缘 (即L1)0.5mm～1.5mm；下层单元金属贴片的半U型槽由下层水平方向矩形槽(15)和下 层垂直方向矩形槽(16)垂直拼接而成，两矩形槽未拼接端分别距金属贴片边缘(即L3、L4) 0.5mm～1.5mm，下层垂直方向矩形槽中心与下层单元金属贴片中心重合。

进一步的，所述馈电网络(6)的微带线直角转弯处采用切角(11)，微带线T型分支采 用削角(12)。

所述下层介质基板(4)和上层介质基板(3)采用LTCC陶瓷材料，其相对介电常数为 2～100。

所述下层介质基板(4)和上层介质基板(3)采用LTCC流延陶瓷膜片叠片而成，所述 馈电网络(6)、接地金属层(7)、上层辐射金属贴片天线阵列(1)和下层辐射金属贴片天线 阵列(2)采用银浆印刷于相应介质基板表面，整个LTCC叠层宽频微带交错三角形阵列天线 经流延、印刷、叠片、打孔、填银、等静压和烧结工艺后形成。

需要说明的是：