[发明专利]紧凑多层收发天线装置的实现方法

说明书

本发明揭示了一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法实现的紧凑多层收发天线装置，有三层金属层，三层金属层之间是两层介质板；顶层金属层是天线阵列层(100)；中间层金属层是金属地层(110)，金属地层(110)的一侧上开有多个按一定设定位置排列的开槽缝隙(51、52、53、‑‑‑、5n)；底层金属层(120)是电磁透镜(130)；该方法实现的紧凑多层收发天线装置可形成不同方向的辐射波束，实现电子扫描，可用于5G、6G毫米波通信、毫米波卫星通信、毫米波雷达等场景；本发明的技术方案，相比传统的方案，由于减少了微带连接线或基片集成波导的布线密度及长度，可连接更大规模的天线阵列，具有体积小、结构紧凑、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于罗特曼电磁透镜的紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法可以将传统的罗特曼电磁透镜天线阵列的天线口径减少了近一半，降低了成本；同时减少了透镜传输线路长度，减少了路径损耗，这对毫米波以上频段的高频通信尤其重要；由于减少了透镜传输线路长度，透镜传输线路密度减少，相对于传统的单介质层的罗特曼电磁透镜天线阵列，透镜传输线的线数可以增加更多，意昧着天线阵列数可以增加更多，传统的罗特曼电磁透镜天线阵列实现20路以上的天线阵列比较困难，目前采用该紧凑多层收发天线装置的实现方法可以实现42路甚至更多的路数天线阵列，这对提高毫米波移动通信、毫米波雷达、卫星通信的通信距离及空间分辨率尤为重要。

由此，一种基于罗特曼电磁透镜的新型的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其实现的紧凑多层收发天线装置，具有面积小、成本低、增益高、波束窄等优点，可应用在5G、6G的毫米波、低频太赫兹通信、高分辨率毫米波雷达等场景。

背景技术

移动通信技术发展到第五代(5G)，毫米波通信技术成为5G以及第六代移动通信技术6G的关键技术，5G的毫米波技术具有大宽带、低时延、上行带宽大、空间分辨率高等特点，因而在5G的高容量热点、工业智能网络、车联网、空间定位等应用场景有着极佳的应用前景，因此欧美各国都将毫米波以及太赫兹技术作为最具有前途的技术加以研究。而毫米波的缺点是空间传输损耗大，只有通过大规模天线阵列提供的高天线增益，来弥补路径损失，但大规模天线阵列带来的较窄的辐射波束，对覆盖又造成了问题，通过相控电扫描的相控天线阵列，实现多波束电扫描，来解决这一问题，但目前相控天线阵列有着成本高、功耗大等缺点，又对毫米波的普及应用有着制约。罗特曼电磁透镜天线阵列有着成本低、功耗低等优点，其提供的可扫描多波束功能，在5G毫米波通信、毫米波雷达等领域有着光明的前景。

在毫米波技术领域，欧美各国尤其是美国，在十几年前就开始研发布局，而我国在这方面起步较晚，如何突破外国的技术封锁和遏制，抓紧在这方面的研发和专利布局，对我国有着急迫的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑多层收发天线装置的实现方法；该方法可以将传统的罗特曼电磁透镜天线阵列的天线口径减少了近一半，因此，应用场景更丰富，降低了成本，由于减少了透镜传输线路长度，减少了路径损耗，透镜传输线的线数可以增加更多，因而相对传统的罗特曼电磁透镜天线阵列可以大大增加天线阵列数量，是一种新颖的多波束紧凑电磁透镜天线阵列实现方法。