[发明专利]电磁辐射多天线阵列单元

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，具体来说涉及一种用于电磁辐射天线的多天线阵列单元的设计。解决微带天线相关涉及阵列中的馈电和网络损耗问题，本发明征对阵列天线单元结构，设计出以简单且廉价的制造方式，并且同时提供与双层孔径耦合天线的性能类似的性能，获得低成本，低重量和低轮廓的天线，用于现代通信系统，军事系统和其他应用。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体来说涉及一种用于电磁辐射的天线多天线阵列单元工艺设计。

背景技术

微带天线有很多工业研究和开发，其目标是采用更多创新设计来满足运营需求，然而，与微带天线相关的两个主要问题是它们表现出小带宽和高损耗（特别是涉及阵列中的馈电和网络损耗）。如，在发射器元件下方使用较厚的衬底或使用具有较低介电常数的衬底可以增加带宽以及辐射效率。然而，增加基板厚度会引起一些进料问题，在增加了基板厚度的同时也增加了来自馈电网络的辐射，这对天线性能具有降级影响。馈线的宽度也增加，且导致阵列中的空间问题。又如，同轴型进料（也称为“探针进料”），如图2b所示，需要馈电线和发射器贴片之间的特殊匹配布置，以便补偿探针电感并减小回波损耗。因此，探针进给装置的制造也更昂贵，因为它包括穿过基板的连接。通常，希望在辐射元件、贴片下面具有低介电常数和良好厚度的衬底，以及在馈线下面具有薄的，相当高的介电常数衬底。通过对馈线和贴片使用不同的衬底，如图2所示。然而，这种多层结构的两个主要缺点是材料和制造成本增加，该解决方案相对昂贵。因此，需要一种微带天线，其可以以简单且廉价的方式制造，并且同时提供与双层孔径耦合天线的性能类似的性能。本发明旨在满足这种需要，通过配合可靠的制造方法获得低成本，低重量和低轮廓的天线，用于现代通信系统，军事系统和其他应用。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出馈线接地平面的形状具有在发射器元件下方延伸一定距离的调谐部分，调谐部分为通过过渡部分连接到馈线接地平面的其余部分。该解决方案使制造成本类似于具有一个基板的简单和共面馈电天线的成本，使馈线性能对应于双层孔径耦合天线的性能，用于实现发射器元件和馈线之间的连接的简单的电容调谐方法，为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明“电磁辐射多天线阵列单元”，优选地在微波范围内。 该天线包括介电基板，该介电基板在其一侧（顶部）具有至少一个导电材料的发射器元件，以及至少一个通向发射器元件的馈线。在相对侧（下侧），介电基板具有用于馈线的接地平面，并且天线还配备有用于发射器元件的单独接地平面，其布置在距基板一定距离处，

本发明“电磁辐射多天线阵列单元”包括：具有发射器元件（1）的电介质基板（2）和到发射器元件的馈线（4），并且在基板下侧上具有用于馈线（4）的接地平面（5）。 用于发射器元件（1）的单独的接地平面布置在距衬底（2）较大的距离处，并且两个接地平面（3,5）电气地互连（7）。 馈线接地平面（5）的形状具有在发射器元件下方稍微延伸的调谐部分（6），并且调谐部分（6）通过过渡部分（9）连接到馈线接地平面的其余部分，

本发明“电磁辐射多天线阵列单元”的设计原理是：馈线接地平面的形状具有在发射器元件下方延伸一定距离的调谐部分，调谐部分为通过过渡部分连接到馈线接地平面的其余部分。该解决方案使制造成本类似于具有一个基板的简单和共面馈电天线的成本（图2a），并且馈线性能对应于双层孔径耦合天线的性能（图2c）。提供用于实现发射器元件和馈线之间的连接的简单的电容调谐方法，

根据本发明“电磁辐射多天线阵列单元”的优选实施例，朝向调谐部分的过渡部分的形状具有逐渐减小的宽度。锥形可以是线性的或具有一些其他几何形状，例如，弯曲的锥形。优选地，过渡部分在馈电线进入的发射器元件边缘附近的区域中与调谐部分接壤并进入调谐部分，

根据本发明的优选实施例，衬底，发射器元件和接地平面是平坦的并且是平行的。辐射元件，馈电线和馈线接地平面可以通过蚀刻在两侧上金属涂覆的电介质基板来制造。在优选实施例中，天线调谐部分（调谐短截线）是矩形的，