[发明专利]一种自封装基片集成悬置线Vivaldi天线

说明书

本发明公开了一种自封装基片集成悬置线Vivaldi天线，从上至下依次包括金属覆盖层、第一空气腔层、中间馈电层，第二空气腔层和Vivaldi天线辐射层，各层之间采用焊接材料分层压接，通过短路柱短路连接，第一空气腔层和第二空气腔层由介质材料局部切除获得，并与金属覆盖层、Vivaldi天线辐射层以及短路柱构成半封闭腔体，用于电磁波的传输。本发明解决天线损耗大、带宽窄以及增益低等技术问题。

技术领域

本发明属于无线通信天线技术领域，具体涉及一种自封装基片集成悬置线Vivaldi天线。

背景技术

随着无线移动通信技术的快速发展和广泛应用，人们对通信技术的需求不再仅仅局限于语音信号的无线传输，对多媒体信号的要求也越来越高。因此，对信号传输的质量和速度提出了更高的要求。随着移动通信设备的高度集成化以及便携化的发展需求，天线作为无线移动设备的重要构成部分，对其宽带化、低损耗、高增益以及高效率的电性能提出了更高的技术要求。传统的单极子天线、偶极子天线等具有结构简单、体积小等优点。但是由于受其辐射电阻较小的影响，天线存在着阻抗带宽窄和辐射效率低等缺点。

传统Vivaldi天线因具有超宽带的特性，多用于宽频带无线通信领域。但Vivaldi天线一般由微带、同轴等传输形式，通过电磁耦合方式使得信号传输发生在传输线与辐射体之间进行转换，然而这种电磁耦合传输方式却存在功率容量低、传输损耗大等缺点，限制了其在许多领域的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自封装基片集成悬置线Vivaldi天线，解决天线损耗大、带宽窄以及增益低等技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种自封装基片集成悬置线Vivaldi天线，从上至下依次包括金属覆盖层、第一空气腔层、中间馈电层，第二空气腔层和Vivaldi天线辐射层，各层之间采用焊接材料分层压接，通过短路柱短路连接，第一空气腔层和第二空气腔层由介质材料局部切除获得，并与金属覆盖层、Vivaldi天线辐射层以及短路柱构成半封闭腔体，用于电磁波的传输。

具体的，中间馈电层的上表面和下表面分别印刷有用于信号传输的悬置线，悬置线的一端设置有扇形短截线，扇形短截线、悬置线扇形短截线与金属覆盖层及Vivaldi天线辐射体组合形成用于高频信号传输的悬置线结构，通过末端设置的扇形短截线调节阻抗匹配，实现悬置线对Vivaldi天线辐射体的耦合馈电。

进一步的，悬置线的另一端与SMA连接器连接，用于高频信号输入。

进一步的，悬置线的宽度与扇形短截线的半径R均可调。

具体的，Vivaldi天线辐射层的上表面印刷有辐射体，辐射体的两侧蚀刻有扼流槽，辐射体的前端设置有双边平行线。

进一步的，扼流槽包括多个长度不等的槽型结构，槽型结构扼流槽的设置用于抑制外部边缘处不同频率的反向电流，双边平行线位于Vivaldi天线辐射体的前端，并且印刷于介质基板的上、下表面，用于增强天线的定向辐射特性。

具体的，第一空气腔层设置有中心镂空的第一空气腔，第二空气腔层设置有中心镂空的第二空气腔。

具体的，金属覆盖层、第一空气腔层、中间馈电层，第二空气腔层和Vivaldi天线辐射层均包括介质基片，每层介质基片的一侧边缘设置有金属屏蔽，金属屏蔽及每层介质基片上设置有一一对应的金属化过孔，金属屏蔽上设置有金属化过孔，每层介质基片的四角设置有螺丝孔，短路柱设置在金属化过孔内。

进一步的，金属覆盖层、第一空气腔层、第二空气腔层和Vivaldi天线辐射层采用厚度1～2mm，介电常数4.4的FR4板材。

进一步的，中间馈电层采用厚度为0.2～1.0mm，介电常数为2.65的F4B板材。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：