[发明专利]一种应用于AiP设计的圆极化天线及其测试工装

说明书

本发明提供一种应用于AiP设计的圆极化天线及其测试工装包括：阻焊层、第一金属地板、第一介质板、第一粘接层、第二金属地板、第二介质板、第二粘接层、第三金属地板、第三介质板、矩形辐射贴片，圆极化天线包含一个反相馈电腔，其为双腔体结构；反L形谐振腔与矩形谐振腔之间通过矩形金属缝隙相连接，反相馈电腔的顶部通过反相馈电腔顶部延长线接入梯度相位馈电网络；在反L形谐振腔内设置不少于2个的金属谐振柱，用以在特定频段形成谐振，以阻碍相应频段电磁波的传输并过滤预设频段的电磁波，并使反L形谐振腔内的电磁波在预设频段产生较强的谐振，据以形成阻带。解决了增益下降明显、存在空间电磁波的干扰、缺少封装测试的技术问题。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种应用于AiP设计的圆极化天线及其测试工装。

背景技术

封装天线(AiP)是基于封装材料与工艺，将天线与芯片集成在封装内，实现系统级无线功能的一门技术。相对于片上天线，AiP拥有更好的辐射性能，是一个非常有前景的“天线-芯片”集成封装解决方案。AiP技术顺应了硅基半导体工艺集成度提高的潮流，为系统级无线芯片提供了良好的天线解决方案，因而深受广大芯片及封装制造商的青睐。AiP技术很好地兼顾了天线性能、成本及体积，代表着近年来天线技术的重要成就。另外，AiP技术将天线触角伸向集成电路(IC)、封装、材料与工艺等领域，倡导多学科协同设计与系统级优化。影响AiP性能的主要因素是天线、芯片以及天线与芯片之间的互联。天线作为AiP技术中的重要角色，其性能的好坏会直接影响到AiP系统整体性能的发挥。AiP系统的整体性能与天线的效率、增益、带宽、极化、剖面高度等关键指标息息相关。而随着电磁环境的日益复杂，单一的线极化天线很多时候无法满足通信需求，这促使了圆极化天线技术的迅速崛起。在通信中使用圆极化天线可以抗云、雨干扰；在电子对抗中，圆极化天线可以侦查和干扰敌方的各种线极化及椭圆极化波；在剧烈摆动或滚动的飞行器上安装圆极化天线，即使在恶劣的环境下也能捕捉信息。

要实现圆极化辐射需要有一对正交、等幅并且相位差为90°的信号。申请号为CN202111202798.4的发明专利《一种用于微波能量收集的圆盘耦合馈电小型化圆极化天线》包括介质板以及导电探针(5)；在介质板的上侧面中心处设置有圆形金属层(3)，并在圆形金属层(3)的偏心位置处设置有偏心圆孔(6)；在介质板内平行于上侧板面嵌入设置有一个耦合馈电圆盘(4)，且耦合馈电圆盘(4)的圆心偏离圆形金属层(3)的圆心以及偏心圆孔(6)的圆心；介质板的下侧面为地板，导电探针(5)的上端与耦合馈电圆盘(4)的下侧面圆心处电连接，导电探针(5)的下端与地板电连接。目前圆极化天线主要有如下几种：喇叭天线、维瓦尔第(Vivaldi)天线、螺旋天线、微带贴片天线等。其中，喇叭天线、维瓦尔第(Vivaldi)天线和螺旋天线均为行波天线，能够在宽频段内实现良好的驻波比和圆极化性能，但由于此类天线的剖面较高，体积、重量较大，不适合与芯片集成。而微带贴片天线具有轻量化、结构紧凑和易于后端集成等优势，是AiP技术的不二之选。目前所报道的一些微带圆极化天线，有些是窄带工作，有些具备较大的驻波带宽但偏离中心频点时的增益损耗较大。

此外，随着微波技术的高速发展，需要在空间有限的平台上集成越来越多的满足不同要求的电子设备以及可以与之配套的各种天线，这就需要考虑不同天线之间的串扰问题。对此，传统的设计往往通过在天线末端连接相应的滤波器来减小串扰。然而，滤波器和天线是分开设计的两个独立器件，二者之间的级联势必会引入新的损耗，且不利于器件的小型化。将滤波器和天线进行集成一体化设计，是解决这一问题的有效手段。