一種陣列天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種陣列天線。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是通信設(shè)備最重要的前端無源器件之一。天線對通信產(chǎn)品性能有著非常重要的作用。目前，現(xiàn)有的縫隙陣列天線采用在其表面開設(shè)一排排的通孔來形成矩形波導(dǎo)的側(cè)壁，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)的功能。但是，這樣的天線為串行饋電。由于受到串行饋電的制約，天線的帶寬與每根波導(dǎo)的縫隙的數(shù)量成反比。故這樣的天線的帶寬比較窄，不能滿足對帶寬要求相對較寬的系統(tǒng)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供一種陣列天線，來增加天線的帶寬，以滿足對帶寬要求較寬的系統(tǒng)的需求。
[0004]第一方面，提供了一種陣列天線，用于接收輸入信號，并將接收到輸入信號以電磁信號的形式輻射出去，所述陣列天線包括腔體功分器及裝配于所述腔體功分器上的末級功分耦合輻射單元，所述腔體功分器用于接收所述輸入信號，并對輸入信號的能量進(jìn)行功分，以輸出第一功分信號至所述末級功分耦合輻射單元，所述末級功分耦合輻射單元包括介質(zhì)基板、設(shè)置于所述介質(zhì)基板上表面的第一金屬表層及設(shè)置于所述介質(zhì)基板的下表面的第二金屬表層，所述第二金屬表層形成有耦合縫隙陣列，以接收所述第一功分信號，所述第一金屬表層形成有對應(yīng)所述耦合縫隙陣列的輻射縫隙陣列，所述介質(zhì)基板上開設(shè)有若干金屬化通孔單元，所述金屬化通孔單元垂直貫穿所述第一及第二金屬表層，每一金屬化通孔單元對應(yīng)的范圍包圍所述耦合縫隙陣列中的一個(gè)耦合縫隙及所述輻射縫隙陣列中的與所述耦合縫隙對應(yīng)的輻射縫隙，以對所述耦合縫隙陣列接收到的第一功分信號進(jìn)行末級功分，來輸出第二功分信號至所述輻射縫隙陣列，從而使所述輻射縫隙陣列將所述第二功分信號輻射出去。
[0005]在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述陣列天線還包括匹配結(jié)構(gòu)件，所述匹配結(jié)構(gòu)件設(shè)置于所述腔體功分器及所述末級功分耦合輻射單元之間，所述腔體功分器包括波導(dǎo)口及功分信號輸出口，所述波導(dǎo)口接收所述輸入信號，以使所述腔體功分器對所述輸入信號進(jìn)行功分處理，所述功分信號輸出口用于將所述第一功分信號輸出，所述匹配結(jié)構(gòu)件包括本體部及形成在所述本體部上的匹配口，所述匹配口對應(yīng)所述功分信號輸出口及所述耦合縫隙陣列，從而將所述功分信號輸出口連接至所述末級功分耦合輻射單元的耦合縫隙，以使所述第一功分信號傳輸至所述耦合縫隙陣列。
[0006]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，所述匹配口的數(shù)量與所述功分信號輸出口及所述耦合縫隙陣列中的耦合縫隙的數(shù)量相同，且所述匹配口的尺寸與所述功分信號輸出口及所述耦合縫隙陣列中的相應(yīng)的耦合縫隙的尺寸相同。
[0007]在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述陣列天線還包括隔離結(jié)構(gòu)件，所述隔離結(jié)構(gòu)件包括板體及設(shè)置于所述板體上的通孔陣列，所述通孔陣列貫穿所述板體的頂部及底部，并對應(yīng)所述輻射縫隙陣列，所述板體的底部設(shè)置于所述第二金屬表層上，所述通孔陣列與所述輻射縫隙陣列連通，所述輻射縫隙陣列在所述板體上的投影為第一投影，所述通孔陣列在所述板體上的投影為第二投影，所述第一投影與所述第二投影重疊或所述第一投影在所述第二投影內(nèi)。
[0008]結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述輻射縫隙陣列及所述通孔陣列均為4X4陣列，所述耦合縫隙陣列為2X2陣列。
[0009]結(jié)合第一方面的第三中可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離結(jié)構(gòu)件、所述末級功分耦合輻射單元及所述腔體功分器通過定位銷進(jìn)行裝配。
[0010]結(jié)合第一方面的第三中可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述通孔陣列中的所有通孔具有相同的尺寸。
[0011]結(jié)合第一方面的第三中可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述板體為金屬材質(zhì)。
[0012]結(jié)合第一方面的第三中可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述板體為非金屬材質(zhì)，所述通孔陣列的孔壁均涂覆有金屬層。
[0013]在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述介質(zhì)基板、所述第一金屬表層及所述第二金屬表層均為方形，且尺寸相同。
[0014]根據(jù)各種實(shí)現(xiàn)方式提供的陣列天線，用于接收輸入信號，并將接收到輸入信號以電磁信號的形式輻射出去，所述陣列天線包括腔體功分器及安裝于所述腔體功分器上的末級功分耦合輻射單元，所述腔體功分器用于以接收所述輸入信號，并對輸入信號的能量進(jìn)行功分，以輸出第一功分信號至所述末級功分耦合輻射單元，所述末級功分耦合輻射單元包括介質(zhì)基板、設(shè)置于所述介質(zhì)基板上表面的第一金屬表層及設(shè)置于所述介質(zhì)基板的下表面的第二金屬表層，所述第二金屬表層形成有耦合縫隙陣列，以接收所述第一功分信號，所述第一金屬表層形成有對應(yīng)所述耦合縫隙陣列的輻射縫隙陣列，所述介質(zhì)基板上開設(shè)有若干金屬化通孔單元，所述金屬化通孔單元垂直貫穿所述第一及第二金屬表層，每一金屬化通孔單元對應(yīng)的范圍包圍所述耦合縫隙陣列中的一個(gè)耦合縫隙及所述輻射縫隙陣列中的與所述耦合縫隙對應(yīng)的輻射縫隙，以對所述耦合縫隙陣列接收到的第一功分信號進(jìn)行末級功分，來輸出第二功分信號至所述輻射縫隙陣列，從而使所述輻射縫隙陣列將所述第二功分信號輻射出去。由于所述腔體功分器是并饋功分饋源及所述末級功分耦合輻射單元的每一金屬化通孔單元包圍所述耦合縫隙陣列中的一個(gè)耦合縫隙及所述輻射縫隙陣列中的與所述耦合縫隙對應(yīng)的輻射縫隙，故每一末級功分對應(yīng)的輻射縫隙的數(shù)量較少，從而使得所述陣列天線的帶寬較寬，從而滿足對帶寬要求較寬的系統(tǒng)的需求，且所述末級功分耦合輻射單元的介質(zhì)基板、第一金屬表層及第二金屬表層構(gòu)成了電路板，從而利用電路板實(shí)現(xiàn)了集耦合、末級功分及輻射于一體的目的，可獲得性強(qiáng)，同時(shí)降低了成本。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是第一較佳實(shí)施方式提供的一種陣列天線的分解示意圖；
[0017]圖2是圖1的末級功分耦合輻射單元的俯視圖；
[0018]圖3是對圖1的陣列天線去掉匹配結(jié)構(gòu)件后進(jìn)行仿真的電壓駐波比圖；
[0019]圖4是對圖1的陣列天線仿真的電壓駐波比圖；
[0020]圖5是第二較佳實(shí)施方式提供的一種陣列天線的分解示意圖；
[0021]圖6是對圖5的陣列天線去掉隔離結(jié)構(gòu)件后進(jìn)行仿真的輻射方向圖；
[0022]圖7是對圖5中的陣列天線進(jìn)行仿真的輻射方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]請參閱圖1，本發(fā)明第一較佳實(shí)施方式提供一種陣列天線100。所述陣列天線100用于接收輸入信號，并將接收到輸入信號以電磁信號的形式輻射出去。所述陣列天線100包括腔體功分器10及安裝于所述腔體功分器10上的末級功分耦合輻射單元20。所述腔體功分器10用于接收所述輸入信號，并對輸入信號的能量進(jìn)行功分，以輸出第一功分信號至所述末級功分耦合輻射單元20。請參閱圖2，所述末級功分耦合輻射單元20包括介質(zhì)基板21、設(shè)置于所述介質(zhì)基板21的上表面的第一金屬表層22及設(shè)置于所述介質(zhì)基板21的下表面的第二金屬表層23。所述第二金屬表層23形成有耦合縫隙陣列232，以接收所述第一功分信號。所述第一金屬表層22形成有對應(yīng)所述耦合縫隙陣列232的輻射縫隙陣列222。所述介質(zhì)基板21上開設(shè)有若干金屬化通孔單元212。所述金屬化通孔單元212垂直貫穿所述第一及第二金屬表層22及23。每一金屬化通孔單兀212對應(yīng)的范圍214包圍所述稱合縫隙陣列232中的一個(gè)耦合縫隙234及所述輻射縫隙陣列222中的與所述耦合縫隙234對應(yīng)的輻射縫隙224，以對所述耦合縫隙陣列232接收到的第一功分信號進(jìn)行末級功分，來輸出第二功分信號至所述輻射縫隙陣列222，從而使所述輻射縫隙陣列222將所述第二功分信號輻射出去。
[0025]其中，在所述介質(zhì)基板21上開設(shè)貫穿所述第一及第二金屬表層22及23的金屬化通孔單元212使所述末級功分耦合輻射單元20實(shí)現(xiàn)了等幅等相位、沿X軸方向及Y軸方向均對稱的末級功分。所述X軸及Y軸是以所述介質(zhì)基板21的中心為原點(diǎn)，在所述介質(zhì)基板21的表面上建立的X-Y軸坐標(biāo)系的兩個(gè)軸。所述陣列天線100為PCB (printed circuitboard,印刷電路板)縫隙陣列天線。所述末級功分耦合輻射單元20為PCB末級功分耦合輻射單元。其中所述介質(zhì)基板21、所述第一金屬表層22及所述第二金屬表層23構(gòu)成了 PCB。因此，所述末級功分耦合輻射單元20是利用PCB實(shí)現(xiàn)了集耦合、末級功分及輻射于一體的目的。
[0026]在本實(shí)施方式中，所述金屬化通孔單元212是由若干金屬化通孔213圍成。所述金屬化通孔單元212對應(yīng)的范圍214是由所述若干金屬化通孔213圍成的范圍。所述金屬化通孔單元212的數(shù)量為4個(gè)。所述輻射縫隙陣列222為4X4陣列，所述耦合縫隙陣列232為2 X 2陣列。即一個(gè)耦合縫隙234對應(yīng)四個(gè)輻射縫隙224 ;—個(gè)金屬化通孔單元212對應(yīng)的范圍214包圍一個(gè)耦合縫隙234及四個(gè)與該耦合縫隙234對應(yīng)的輻射縫隙224。因此，所述末級功分耦合輻射單元20實(shí)現(xiàn)的是一分四的等幅等相位的末級功分。所述介質(zhì)基板21、所述第一金屬表層22及所述第二金屬表層23均為方形，且尺寸相同。
[0027]在其他實(shí)施方式中，所述輻射縫隙陣列222也可以為NXN陣列，N為自然數(shù)。但所述NXN陣列是基于2X2最基本子陣列單元擴(kuò)展的，如4X4、8X8等。即一個(gè)耦合縫隙可能對應(yīng)2的整數(shù)倍個(gè)輻射縫隙；則一個(gè)金屬化通孔單元212也可以包圍一個(gè)耦合縫隙及2的整數(shù)倍個(gè)與該耦合縫隙對應(yīng)的輻射縫隙。因此所述末級功分耦合輻射單元可以實(shí)現(xiàn)一分2N的等幅等相位的末級功分。所述腔體功分器10的類型也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行更換，即根據(jù)需要可以更換為其他腔體功分器，只有實(shí)現(xiàn)功分功能即可。所述介質(zhì)基板21、所