[实用新型]一种高频片上天线波束整形装置

说明书

本申请涉及一种高频片上天线波束整形装置，包括天线、PCB板、PCB板固定件以及辐射喇叭；天线的一部分贴设PCB板的顶面或底面，天线的另一部分延伸至PCB板的边缘以外；天线还与PCB板电连接以形成片载天线；PCB板的侧面覆盖有金属反射层；PCB板在PCB板固定件上；辐射喇叭为矩形体，且相对两侧设置有输入口和输出口，且输入口的小于输出口的；输入口和输出口之间连接有辐射通道，辐射通道的口径从输入口到输出口逐渐增大；辐射喇叭与PCB板固定件连接，且天线位于辐射喇叭的输入口中，且输入口中露出金属反射层的一部分。使得片载天线的增益和波束可控，极大地拓展了片上天线的实用范围和场景。

技术领域

本实用新型涉及通信设备领域，尤其涉及一种高频片上天线波束整形装置。

背景技术

近年来，随着低频段电磁频谱日益拥挤，高频段甚至毫米波、太赫兹技术的研究在世界范围内受到了极大的关注。同时，随着集成电路的发展，把太赫兹收发组件集成在微小的芯片上面成为了现实。

天线，作为接收端的第一个元件和发射端的最后一个元件，都必须与电路相连接，因此为了保证最大功率传输，阻抗匹配是必不可少的环节。此外，由于天线是常规PCB上实现，金丝键合用于将它们连接到集成电路，可以极大地影响匹配，尤其是在毫米波、太赫兹这么高的频段，因为这些键合线通常具有不确定性，不能保证可重复性。相比之下，片载天线可以与前级电路一次集成，缓解了上述问题。

然而，在现有的半导体工艺中，衬底一般具有较低的电阻率(通常10 Ω.cm)，天线向空间辐射的能量更多的通过衬底的低电阻路径，从而导致增益下降。同时，衬底通常还具有高介电常数(εr＝11.9)，导致天线的辐射功率被限制在衬底里边，而不是被辐射到自由空间，进一步降低了辐射效率。

而且，片载天线受限于辐射面积以及辐射效率，其增益往往处于一个非常低的水平(通常小于0dB)，无法满足对天线性能有特定要求的场合，例如调频连续波雷达，通常要求天线增益高于20dB；再如成像系统、相控阵系统等实际应用中，通常要求天线增益和波束宽度在特定范围内。

综上所述，现有的片载天线存在有效截面积小；天线效率低；天线增益低的问题，无法应用于对天线增益要求高的场合等缺陷。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种高频片上天线波束整形装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种高频片上天线波束整形装置，包括天线、PCB板、PCB板固定件以及辐射喇叭。

所述天线的一部分贴设所述PCB板的顶面或底面，且临近所述PCB板的边缘，所述天线的另一部分延伸至所述PCB板的边缘以外；所述天线还与所述PCB板电连接以形成片载天线。

所述PCB板的侧面覆盖有金属反射层。

所述PCB板在所述PCB板固定件上。

所述辐射喇叭为矩形体，所述矩形体的一侧面开设有输入口，与所述输入口关于所述矩形体中心对称的所述矩形体的侧面开设有输出口，且所述输入口的口径小于所述输出口的口径；所述输入口和所述输出口之间连接有辐射通道，所述辐射通道的口径从所述输入口到所述输出口逐渐增大。

所述辐射喇叭与所述PCB板固定件连接，且所述天线位于所述辐射喇叭的输入口中，且所述输入口露出所述金属反射层的一部分。

本实用新型的有益效果是，通过将所述天线与所述PCB板电连接以形成片载天线，可避免了毫米波、太赫兹系统封装如金丝键合带来的损耗和不确定性。通过在PCB板的侧面覆盖有金属反射层，以及在天线的发射端设置辐射喇叭，可通过设定辐射喇叭的长度以及输入口和输出口的形状、大小对片载天线的波束进行整形。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。