[发明专利]一种MIMO毫米波微带阵列天线

说明书

本发明提供一种MIMO毫米波微带阵列天线，包括介质基板、第一接地板，介质基板上设置有至少两个发射线阵天线、至少两个接收线阵天线；发射线阵天线、接收线阵天线具有相同的基础结构；发射线阵天线的基础结构是，发射线阵天线包括辐射贴片结构、阻抗变换结构；阻抗变换结构包括第一阻抗变换贴片单元、第二阻抗变换贴片单元、第三阻抗变换贴片单元。本发明中，通过设计大带宽，可以留充足余量使得天线性能适应在设计误差范围内、温度波动范围内、可靠性波动范围内都能满足要求。从而也保证量产的一致性，设计的带宽的充足余量也使得产品免去高频昂贵仪器的测试，提高研发效率和节约经济成本。

技术领域

本发明涉及一种MIMO毫米波微带阵列天线，尤其涉及一种MIMO微带阵列毫米波天线。

背景技术

在毫米波天线设计中，由于频率高，设计高性价比的毫米波天线是业界难点。由于天线的增益、带宽、旁瓣指标是相互矛盾的，所以如何设计出天线各指标都好，找到最佳平衡点是难题。再加上考虑成本和工艺实现难易程度，更增加了难度。

现有毫米波微带天线中，为了匹配芯片输出信号，一般尽量选择厚度较小的高频PCB板材，常用采用0.1mm。采用0.1mm高频板材的毫米波微带天线，加工工艺难度高，良率很低，一致性差，成本上带来很大损失，天线整体性能差。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有毫米波天线采用厚度较小的高频PCB板材造成加工难度高，工艺复杂，从而使得天线整体性能差，批量生产一致性差，影响量产的问题，提供一种MIMO毫米波微带阵列天线。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种MIMO毫米波微带阵列天线，包括介质基板，所述介质基板下方设置有第一接地板，介质基板上设置有至少两个发射线阵天线、至少两个接收线阵天线；所述发射线阵天线、接收线阵天线均为串联馈电线阵；

所述发射线阵天线、接收线阵天线具有相同的基础结构；

所述发射线阵天线的基础结构是，所述发射线阵天线包括辐射贴片结构、与辐射贴片结构连接的阻抗变换结构，所述阻抗变换结构包括依次相互接触连接且宽度依次减小的第一阻抗变换贴片单元、第二阻抗变换贴片单元、第三阻抗变换贴片单元，所述辐射贴片结构、第一阻抗变换贴片单元、第二阻抗变换贴片单元、第三阻抗变换贴片单元依次连接；

各个发射线阵天线的第三阻抗变换贴片单元、各个接收线阵天线的第三阻抗变换贴片单元均与线阵天线馈电端口独立连接。

本发明中，通过设置阻抗变换结构，使得可以实现线阵天线馈电端口与辐射线阵之间的阻抗匹配，从而使得线阵天线性能整体得到提升。本发明中，利用阻抗变换结构使得本发明中的微带阵列天线，从靠近线阵天线馈电端口到远离线阵天线馈电端口的位置，第三阻抗变换贴片单元、第二阻抗变换贴片单元、第一阻抗变换贴片单元的宽度逐渐增大，由于宽度与特性阻抗成反比，因此特性阻抗从大值平滑过渡到小值。若阻抗变换结构包含过多数量的阻抗变换贴片单元，则会增加微带阵列天线的整体长度，进而引入多余插入损耗。

进一步地，

各个发射线阵天线均相邻设置构成发射线阵，

各个接收线阵天线均相邻设置构成接收线阵，

所述接收线阵与发射线阵之间、远离发射线阵的接收线阵一侧分别设置有虚拟天线，或所述接收线阵与发射线阵之间、远离接收线阵的发射线阵一侧分别设置有虚拟天线，或每个发射线阵天线两侧均设置有虚拟天线，或每个接收线阵天线两侧均设置有虚拟天线，所述虚拟天线接地；

优选地，所述虚拟天线与接收线阵天线具有相同的基础结构；更优选地，所述虚拟天线的第三阻抗变换贴片单元接触连接有第二接地板，所述第二接地板与第一接地板通过接地孔电连接，所述接地孔依次穿过第二接地板、介质基板、第一接地板，所述第二接地板设置在介质基板上；