一种圆极化天线单元.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115882212A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310070136.9(22)申请日2023.02.07(71)申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所地址050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所天伺部(72)发明人刘宁崔冠峰宋树田张博宋瑞良尚国涛(74)专利代理机构河北东尚律师事务所13124专利代理师王文庆(51)Int.Cl.H01Q1/38(2006.01)H01Q1/52(2006.01)H01Q9/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种圆极化天线单元(57)摘要本发明公开了一种圆极化天线单元，属于天线技术领域；其集成的等效屏蔽腔包括圆形等效屏蔽结构和四组类同轴结构的信号孔。圆极化天线单元包括辐射贴片、馈电片、天线底板、馈电网络等部件。等效屏蔽腔是若干金属化通孔/盲孔按照一定规则排布形成的物理结构。在圆极化天线的单元设计中，辐射贴片位于多层压合PCB板的最上层，四组馈电片位于辐射贴片与天线底板之间，沿天线单元中心对称分布，并两两间隔90度，馈电网络位于天线底板下方，并分别与馈电片和类同轴结构的信号孔连接。本发明通过结合集成信号孔的等效屏蔽腔设计与多点馈电天线技术，显著提高了圆极化天线在24.25‑27.5GHz频带内的轴比指标特性，并具备较高的辐射效率。CN115882212ACN115882212A权利要求书1/1页1.一种圆极化天线单元，包括等效屏蔽腔和依次层叠的辐射贴片层、馈电贴片层和馈电网络层；其特征在于，所述辐射贴片层、馈电贴片层和馈电网络层均由多层压合的PCB板作为基板；其中，辐射贴片层包括第一介质基板；所述第一介质基板的上表面设有圆形的辐射贴片；馈电贴片层包括第二介质基板；所述第二介质基板的上表面设有四个馈电片；所述馈电片呈90度间隔对称分布，其对称中心位于辐射贴片圆心的正下方；所述第二介质基板的下表面设有天线底板；馈电网络层包括第三介质基板；所述第三介质基板的下表面设有馈电网络；馈电网络的末端端口均通过对应的馈电柱与其顶部的馈电片的圆形部连接；所述馈电柱与天线底板无接触；所述馈电网络的下方还设有下金属接地板；所述馈电网络层的下方还依次设置有第四介质基板和第五介质基板；所述第四介质基板的下表面设有下金属接地板；所述第五介质基板的下表面具有表层微带线；所述等效屏蔽腔包括类同轴结构信号孔，类同轴结构信号孔设有四个且相邻的类同轴信号孔之间的间距相同；所述类同轴结构信号孔绕辐射贴片的圆心分布；所述类同轴结构信号孔包括边缘通孔和中心通孔；所述边缘通孔设有四个，且均匀分布于对应的中心通孔的四周；所述边缘通孔和中心通孔从上至下依次贯穿第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板、第四介质基板和第五介质基板；所述第三介质基板的下表面还设有第一焊盘(23)，中心通孔通过第一焊盘与馈电网络的总馈电端口连接；所述第五介质基板的下表面还设有第二焊盘(24)；所述中心通孔通过第二焊盘与表层微带线。2.根据权利要求1所述的一种圆极化天线单元，其特征在于，所述馈电网络为两级一分二威尔金森功分器级联形成的一分四功分网络。3.根据权利要求1所述的一种圆极化天线单元，其特征在于，所述馈电片包括圆形部、矩形部；所述圆形部与矩形部通过条状部连接，且三者的中轴线重合；所述矩形部末端两侧均设有翼部，两翼部之间的夹角为90°；两翼部关于矩形部的中轴线对称。4.根据权利要求1所述的一种圆极化天线单元，其特征在于，四个边缘通孔围成正方形形状，对应的中心通孔位于正方形形状的中心。5.根据权利要求1所述的一种圆极化天线单元，其特征在于，相邻的类同轴结构信号孔之间还设有多个圆形屏蔽结构；圆形屏蔽结构贯穿第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板。6.根据权利要求2所述的一种圆极化天线单元，其特征在于，所述馈电网络的三个一分二功分器的输出端口之间集成印刷电阻(12)。2CN115882212A说明书1/5页一种圆极化天线单元技术领域[0001]本发明涉及天线技术领域，特指一种圆极化天线单元；该天线单元的等效屏蔽腔体在改善阵列中天线单元间互耦效应的同时集成了信号孔的功能。背景技术[0002]当移动通信的发展迈入5/6G阶段，毫米波天线因其丰富的频谱资源而得到广泛应用，并成为重要的演进方向之一。基于AiP/AoB架构的毫米天线系统中，多通道射频芯片为毫米波相控阵列中各个天线单元提供合成波束扫描所需的功率幅度和相位。同时，为降低天线单元激励端口与射频芯片通道间的连接损耗，通常采用金属化通孔等效的类同轴结构在垂直维度互联连接。[0003]AiP/AoB架构的毫米波相控阵天线系统设计中，通常采用多层压合PCB板制作工艺，且天线单元位于多