一種陣列天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種陣列天線，包括底板、印刷線路和印刷電路板基板，所述印刷電路板基板通過(guò)支撐柱置于所述底板之上，所述印刷電路板基板和所述底板之間為空氣層；所述印刷電路板基板的下表面設(shè)有所述印刷線路，所述印刷線路位于所述空氣層之上，所述印刷電路板基板之下；所述印刷電路板基板的上表面設(shè)有印刷輻射單元，所述印刷輻射單元與所述印刷線路電連接。采用本實(shí)用新型，所述陣列天線低成本、高增益、生產(chǎn)一致性好。
【專利說(shuō)明】一種陣列天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信中基站臺(tái)收發(fā)天線裝置，尤其涉及一種適用于3G/4G高增益移動(dòng)通信基站的陣列天線。
【背景技術(shù)】
[0002]天線作為無(wú)線通信系統(tǒng)的咽喉要道，是輻射和接受電磁波的系統(tǒng)部件。天線性能的優(yōu)劣，對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的總體性能起著非常重要的作用，一副高性能的天線能放寬系統(tǒng)的要求且改善整個(gè)系統(tǒng)的性能。如今，移動(dòng)通信系統(tǒng)的不斷升級(jí)換代給天線提供了新的指標(biāo)要求，小型化，低剖面，寬頻帶，低成本，堅(jiān)固耐用且易于與系統(tǒng)集成等成為現(xiàn)代天線設(shè)計(jì)師需要考慮的主要因素。特別是3G/4G系統(tǒng)的先后問(wèn)世并市場(chǎng)化，高性能、低成本、個(gè)性化天線的需求越來(lái)越多。
[0003]目前已有的技術(shù)中，采用半波振子作為輻射單元，同軸射頻電纜作為饋電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)大量應(yīng)用到基站臺(tái)天線中。如US6195063B1，這類天線一般采用金屬振子作為輻射單元，采用射頻電纜作為饋電網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分，其缺點(diǎn)一是焊點(diǎn)較多，生產(chǎn)一致性差，很難保證如三階交調(diào)等這類對(duì)天線生產(chǎn)工藝要求較高的指標(biāo)；二是在某些特殊要求如高增益要求時(shí)，射頻電纜的損耗偏大，并不能滿足要求。
[0004]其次，目前已有的技術(shù)中，有些技術(shù)采用貼片天線的形式作為輻射單元，饋電網(wǎng)絡(luò)可以采用高頻微帶電路板，如US8378915B2，兩者集成加工，雖然可以解決生產(chǎn)一致性問(wèn)題，但高頻微帶電路板價(jià)格很高，損耗較大。
[0005]再次，目前已有的技術(shù)中，有些技術(shù)采用空氣微帶的形式取代高頻微帶電路板，如US6034649則采用空氣微帶的形式取代高頻微帶電路板，雖然該技術(shù)可以使饋電網(wǎng)絡(luò)的損耗降低并進(jìn)而提高天線的增益，但空氣微帶線路很難固定，生產(chǎn)一致性差，并不適合用在頻率較高如5GH以上的基站天線中。
[0006]S卩，現(xiàn)有的陣列天線不能同時(shí)滿足低成本、高增益、生產(chǎn)一致性的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，解決上述技術(shù)瓶頸，設(shè)計(jì)新型饋電網(wǎng)絡(luò)及輻射單元，以提供一種低成本、高增益、生產(chǎn)一致性好的陣列天線。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種陣列天線，包括底板、印刷線路和印刷電路板基板，所述印刷電路板基板通過(guò)支撐柱置于所述底板之上，所述印刷電路板基板和所述底板之間為空氣層；
[0009]所述印刷電路板基板的下表面設(shè)有所述印刷線路，所述印刷線路位于所述空氣層之上，所述印刷電路板基板之下；所述印刷電路板基板的上表面設(shè)有印刷輻射單元，所述印刷輻射單元與所述印刷線路電連接。
[0010]作為上述方案的改進(jìn)，所述空氣層的厚度為所述印刷電路板基板的厚度的5-8倍。[0011]作為上述方案的改進(jìn)，所述印刷電路板基板的厚度為0.4-0.8mm，所述空氣層的厚度為 2-6.4mm。
[0012]作為上述方案的改進(jìn)，所述印刷線路和所述印刷輻射單元通過(guò)通孔電連接。
[0013]作為上述方案的改進(jìn)，所述通孔旁設(shè)有開路枝節(jié)。
[0014]作為上述方案的改進(jìn)，所述通孔上覆有導(dǎo)電材料；
[0015]和/或，所述通孔為圓形孔、橢圓形孔或多邊形孔。
[0016]作為上述方案的改進(jìn)，所述陣列天線還包括寄生輻射單元，所述寄生輻射單元通過(guò)支撐柱設(shè)于所述印刷輻射單元的上方。
[0017]作為上述方案的改進(jìn)，所述寄生輻射單元為金屬片狀物，或者所述寄生輻射單元印刷在PCB上；
[0018]印刷在PCB上的所述寄生輻射單元，可設(shè)于所述PCB的上方一側(cè)，或設(shè)于所述PCB的下方一側(cè)。
[0019]作為上述方案的改進(jìn)，所述陣列天線構(gòu)成單極化或雙極化，所述雙極化包括垂直/水平雙極化，以及+45° /-45°雙極化；
[0020]和/或，所述陣列天線為線陣或面陣；
[0021]和/或，所述陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)采用并饋與串饋混合形式。
[0022]作為上述方案的改進(jìn)，所述陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1-2。
[0023]實(shí)施本實(shí)用新型，具有如下有益效果:
[0024]本實(shí)用新型提供了一種陣列天線，本實(shí)用新型采用懸置微帶線作為饋電網(wǎng)絡(luò)，其主要部件包括底板、空氣層、印刷線路、印刷電路板基板等四部分，懸置微帶線設(shè)計(jì)中，微帶線采用準(zhǔn)TEM波傳播，空氣層作為能量主要載體，印刷電路板基板作為微帶電路載體的介質(zhì)層，由于懸置微帶線的主要能量傳播載體位于空氣層，其對(duì)印刷電路板基板的要求并不高，印刷電路板基板可以采用如RF4這類成本低的板材。因此，本實(shí)用新型陣列天線在滿足一定的設(shè)計(jì)帶寬，降低成本的同時(shí)，保證了天線的高增益和生產(chǎn)的一致性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型一種陣列天線第一實(shí)施例的示意圖；
[0026]圖2是圖1所示A部的局部放大圖；
[0027]圖3是本實(shí)用新型一種陣列天線第二實(shí)施例的示意圖；
[0028]圖4是圖3所示B部的局部放大圖；
[0029]圖5是圖3所示陣列天線第二實(shí)施例的實(shí)際測(cè)試增益示意圖；
[0030]圖6是圖3所示陣列天線第二實(shí)施例的駐波測(cè)試圖；
[0031]圖7是圖3所示陣列天線第二實(shí)施例的方向圖；
[0032]圖8是本實(shí)用新型一種陣列天線第三實(shí)施例的示意圖；
[0033]圖9是圖8所示C部的局部放大圖；
[0034]圖10是圖8所示陣列天線第三實(shí)施例的實(shí)際測(cè)試增益示意圖；
[0035]圖11是圖8所示陣列天線第三實(shí)施例的駐波測(cè)試圖；
[0036]圖12是圖8所示陣列天線第三實(shí)施例的方向圖；
[0037]圖13是本實(shí)用新型一種陣列天線第四實(shí)施例的示意圖；[0038]圖14是圖13所示D部的局部放大圖；
[0039]圖15是圖13所示陣列天線第四實(shí)施例的實(shí)際測(cè)試增益示意圖；
[0040]圖16是圖13所示陣列天線第四實(shí)施例的駐波比曲線示意圖；
[0041]圖17是圖13所示陣列天線第四實(shí)施例的方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。僅此聲明，本實(shí)用新型在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞，僅以本實(shí)用新型的附圖為基準(zhǔn)，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的具體限定。
[0043]本實(shí)用新型提供了一種陣列天線，包括底板、印刷線路和印刷電路板基板，所述印刷電路板基板通過(guò)支撐柱置于所述底板之上，所述印刷電路板基板和所述底板之間為空氣層；所述印刷電路板基板的下表面設(shè)有所述印刷線路，所述印刷線路位于所述空氣層之上，所述印刷電路板基板之下；所述印刷電路板基板的上表面設(shè)有印刷輻射單元，所述印刷輻射單元與所述印刷線路電連接。
[0044]本實(shí)用新型采用懸置微帶線作為饋電網(wǎng)絡(luò)，其主要部件包括底板、空氣層、印刷線路、印刷電路板基板等四部分。懸置微帶線設(shè)計(jì)中，由于微帶線采用準(zhǔn)TEM波傳播，作為能量主要載體的空氣層和作為微帶電路載體的印刷電路板基板介質(zhì)層均對(duì)該微帶的阻抗產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。所以雖然看到懸置微帶線用于某些小部件，如CN95240757.4公開的一種小型懸置微帶線雙工濾波器，但把懸置微帶線作為整個(gè)天線的饋電網(wǎng)絡(luò)，尚無(wú)公開的技術(shù)。
[0045]設(shè)計(jì)懸置微帶線作為天線的饋電網(wǎng)絡(luò)，其難點(diǎn)之一是確定等效介電常數(shù)。空氣介質(zhì)的介電常數(shù)一般為1.0，本實(shí)用新型的實(shí)施例中，印刷電路板基板優(yōu)先采用價(jià)格便宜的RF4作為介質(zhì)層，介電常數(shù)為4.4。本實(shí)用新型通過(guò)底板、空氣層、印刷線路和印刷電路板基板之間的配合設(shè)計(jì)，使得等效介電常數(shù)處于1到2之間，達(dá)到較佳的效果。等效介電常數(shù)確定后，懸置微帶線的設(shè)計(jì)技術(shù)即可借鑒一般介質(zhì)微帶線的設(shè)計(jì)，如阻抗匹配、功率分配等。
[0046]需要說(shuō)明的是，所述等效介電常數(shù)的確定可以采用相位法作為提取等效介點(diǎn)常數(shù)的方法，即計(jì)算或測(cè)試一定長(zhǎng)度的懸置微帶線的相位，然后和某一長(zhǎng)度相同的介質(zhì)微帶線進(jìn)行比較，并適當(dāng)改變?cè)摻橘|(zhì)微帶線的介電常數(shù)，當(dāng)兩者的相位一致時(shí)，介質(zhì)微帶線的介電常數(shù)即為等效介電常數(shù)。
[0047]還需要說(shuō)明的是，RF4是一種環(huán)氧板，價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛，并具有較高的機(jī)械性能和介電性能，較好的耐熱性和耐潮性，良好的機(jī)械加工性，廣泛應(yīng)用于電機(jī)，電器設(shè)備中作絕緣結(jié)構(gòu)零部件，包括各式樣之開關(guān)、電器絕緣、碳膜印刷電路板、電腦鉆孔用墊、模具等。
[0048]一般來(lái)講，懸置微帶線的空氣層越厚，其等效的介電常數(shù)越低，但空氣層太厚，可能會(huì)導(dǎo)致表面波功率較大，饋電網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)下降。因此，選擇空氣層的厚度也是本實(shí)用新型的技術(shù)難點(diǎn)之一。綜合上述因素，經(jīng)過(guò)多方考量，本實(shí)用新型優(yōu)選將空氣層的厚度設(shè)置為印刷電路板基板的5-8倍，即將空氣層的厚度設(shè)置為印刷電路板介質(zhì)層的5-8倍。其中，印刷電路板基板的厚度的選取即要考慮到電氣性能，又要考慮到物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。印刷電路板基板的厚度越小越有利于電氣性能，但卻越不利于物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，本實(shí)用新型印刷電路板基板的厚度優(yōu)選設(shè)置為0.4-0.8_，本實(shí)用新型空氣層的厚度優(yōu)選設(shè)置為2-6.4mm。更佳的，所述印刷電路板基板的厚度為0.4-0.8mm,故本實(shí)用新型空氣層的厚度為2_4mmο
[0049]具體的，所述印刷電路板基板的厚度可優(yōu)先選用0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、
0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm,但并不以此為限；所述空氣層的厚度可優(yōu)先選用
2.0mm>2.3mm>2.5mm>2.8mm>3.0mm>3.2mm>3.5mm>4.0mm>4.5mm>5.0mm>6.0mm>6.4mm,但并
不以此為限。
[0050]空氣層的厚度不僅僅關(guān)系到懸置微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)的性能，還和集成在一起的印刷輻射單元的工作帶寬密切相關(guān)。一般來(lái)講，空氣層的厚度越大，印刷輻射單元的工作帶寬也會(huì)越寬，但同樣會(huì)導(dǎo)致表面波功率較大。本實(shí)用新型采用通孔的形式，把印刷輻射單元和印刷線路分別置于介質(zhì)電路板的不同表面，并使印刷輻射單元與所述印刷線路實(shí)現(xiàn)電連接，既進(jìn)一步增加天線的工作帶寬，又不影響懸置微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)的性能。所以，通孔是本實(shí)用新型的重要實(shí)用新型點(diǎn)，是不可缺少的一部分。其中，所述通孔上覆有導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料優(yōu)先采用銅，所述印刷輻射單元與所述印刷線路通過(guò)上述覆銅通孔，有效實(shí)現(xiàn)電連接。需要說(shuō)明的是，所述導(dǎo)電材料還可以采用其他金屬，只要其達(dá)到良好導(dǎo)電性能即可。所述通孔可以為圓形孔、橢圓形孔或其他任意的多邊形孔，所述多邊形孔包括正多邊形孔和不規(guī)則多邊形孔，其中正多邊形孔為較佳選擇。更佳地，本實(shí)用新型通孔為圓形孔、方形孔、或正六邊形孔。
[0051]在印刷輻射單元的設(shè)計(jì)中，由于混合介質(zhì)(即空氣層和印刷電路板介質(zhì)層)的混合應(yīng)用，印刷輻射單元的阻抗會(huì)呈現(xiàn)偏感性，所以在每個(gè)印刷輻射單元的通孔設(shè)有開路枝節(jié)。在通孔旁采用了容性匹配枝節(jié)(即開路線)的方式，可以有效補(bǔ)償輻射單元阻抗的偏感性。
[0052]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述陣列天線還包括寄生輻射單元，所述寄生輻射單元通過(guò)支撐柱設(shè)于所述印刷輻射單元的上方。更佳的，所述寄生輻射單元通過(guò)支撐柱設(shè)于所述印刷輻射單元的正上方。所述寄生輻射單元可以是金屬片狀物，也可以是印刷在PCB上；印刷在PCB上的寄生輻射單元，可設(shè)于所述PCB的上方一側(cè)，也可以設(shè)于所述PCB的下方一側(cè)。
[0053]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述陣列天線可以構(gòu)成單極化，也可以構(gòu)成垂直/水平雙極化，或者+45° /-45°雙極化；和/或，所述陣列天線可以是線陣，也可以是面陣；和/或，所述陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)采用并饋與串饋混合形式。
[0054]下面根據(jù)具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)闡述本實(shí)用新型:
[0055]參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型提供了一種陣列天線的第一實(shí)施例。在圖1所示的第一實(shí)施例中，2個(gè)印刷輻射單元組成1*2的垂直/水平雙極化陣列天線。底板1 一般由金屬板如鋁板或銅板制成，印刷電路板基板4通過(guò)支撐柱2平行放置于底板1之上，印刷電路板基板4和底板1之間為空氣層；印刷線路3作為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的饋電網(wǎng)絡(luò)，置于印刷電路板基板4的下表面；在印刷電路板基板4的另一側(cè)(即上表面)，印刷輻射單元5置于其上。為了得到天線所要求的帶寬，寄生輻射單元8通過(guò)支撐柱6置于印刷輻射單元5的正上方。參見(jiàn)圖2，印刷輻射單元5置于印刷電路板基板4的上表面，印刷線路3置于印刷電路板基板4的下表面，通孔7使印刷電路3 (即饋電網(wǎng)絡(luò))和印刷輻射單元5電連接。由于印刷輻射單元5的阻抗呈現(xiàn)偏感性，在每個(gè)印刷輻射單元5的通孔7旁設(shè)有開路枝節(jié)9，以補(bǔ)償印刷輻射單元5阻抗的偏感性。
[0056]本實(shí)施例中，空氣層的厚度為2.5mm,印刷電路板基板4介質(zhì)層采用介電常數(shù)為4.4的RF4，其厚度為0.40mm。RF4厚度的選取即要考慮到電氣性能，又要考慮到物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般來(lái)講，RF4厚度越小越有利于電氣性能，但卻越不利于物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此，本實(shí)用新型選擇RF4的厚度在0.4mm到0.8mm之間。通過(guò)相位比較法,得到本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.6。
[0057]為了進(jìn)一步增大天線的工作帶寬，比如4.9GHz-6.0GHz,寄生福射單元8通過(guò)支撐柱6置于印刷輻射單元5的正上方，通過(guò)調(diào)整寄生輻射單元8的大小和支撐柱6的高度，使印刷輻射單元5的阻抗收斂。本實(shí)施例中，寄生輻射單元8采用厚度0.8_、大小為18_X 18mm的方形招板。支撐柱6的高度選取3_。
[0058]參見(jiàn)圖3和圖4，本實(shí)用新型提供了一種陣列天線的第二實(shí)施例。在圖3、圖4所示的第二個(gè)實(shí)施例中，印刷輻射單元組成一個(gè)1*8的線陣，并且具有水平/垂直兩個(gè)極化。如同第一實(shí)施例，底板1 一般由金屬板如鋁板或銅板制成，印刷電路板基板4通過(guò)支撐柱2平行放置于底板1之上，印刷電路板基板4和底板1之間為空氣層；印刷線路3作為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的饋電網(wǎng)絡(luò)，置于印刷電路板基板4的下表面；在印刷電路板基板4的另一偵儀即上表面)，印刷輻射單元5置于其上。印刷電路3 (即饋電網(wǎng)絡(luò))和印刷輻射單元5通過(guò)通孔7電連接。在每個(gè)印刷輻射單元5的通孔7旁設(shè)有開路枝節(jié)9。為了得到天線所要求的帶寬，寄生輻射單元8通過(guò)支撐柱6置于印刷輻射單元5的正上方。
[0059]與第一實(shí)施例不同的是，圖3、圖4所示的第二個(gè)實(shí)施例中，寄生單元8印刷在PCB10上，且印刷在PCB10的下方，這種方式，相對(duì)于第一實(shí)施例來(lái)說(shuō)，對(duì)多單元的陣列，安裝更簡(jiǎn)便。
[0060]需要說(shuō)明的是,PCB (Printed Circuit Board),中文名稱為印刷電路板，其是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。
[0061]在本實(shí)施例中，空氣層的厚度為3.0mm,印刷電路板基板4介質(zhì)層米用介電常數(shù)為
4.4的RF4，其厚度為0.45mm。支撐柱6的高度選取3.5mm。通過(guò)相位比較法，得到本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.5。
[0062]將圖3和圖4所示的陣列天線第二實(shí)施例作相關(guān)的技術(shù)檢驗(yàn)，得到圖5至圖7所示的結(jié)果，具體如下:由圖5可知，該陣列天線在4.9-6.0GHz實(shí)際測(cè)試增益為17dBi以上；由圖6可知，該陣列天線的駐波滿足整個(gè)帶寬1.5以下；由圖7可知，該陣列天線的方向圖形狀良好。再者，本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.5，這和空氣的介電常數(shù)
1.0很接近，同空氣微帶相關(guān)技術(shù)相比，本實(shí)用新型的饋電網(wǎng)絡(luò)的性能和空氣微帶的性能相當(dāng)，但避免的空氣微帶的加工難，生產(chǎn)一致性差，成品率極低，穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)；同聚四氟乙烯高頻PCB技術(shù)相比，本實(shí)用新型的饋電網(wǎng)絡(luò)損耗小，天線增益高，成本降低了一半以上。
[0063]參見(jiàn)圖8和圖9，本實(shí)用新型提供了一種陣列天線的第三實(shí)施例。在圖8、圖9所示的第三個(gè)實(shí)施例中，印刷輻射單元組成一個(gè)1*16的線陣，并且具有水平/垂直兩個(gè)極化。如同第二實(shí)施例，底板1 一般由金屬板如鋁板或銅板制成，印刷電路板基板4通過(guò)支撐柱2平行放置于底板1之上，印刷電路板基板4和底板1之間為空氣層；印刷線路3作為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的饋電網(wǎng)絡(luò)，置于印刷電路板基板4的下表面；在印刷電路板基板4的另一偵儀即上表面)，印刷輻射單元5置于其上。印刷電路3 (即饋電網(wǎng)絡(luò))和印刷輻射單元5通過(guò)通孔7電連接。在每個(gè)印刷輻射單元5的通孔7旁設(shè)有開路枝節(jié)9。為了得到天線所要求的帶寬，寄生輻射單元8通過(guò)支撐柱6置于印刷輻射單元5的正上方。寄生單元8印刷在PCB10上，且印刷在PCB10的下方。
[0064]在本實(shí)施例中，空氣層的厚度為2.8mm,印刷電路板基板4介質(zhì)層采用介電常數(shù)為
4.4的RF4，其厚度為0.42mm。支撐柱6的高度選取3.8mm。通過(guò)相位比較法，得到本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.6。
[0065]將圖8和圖9所示的陣列天線第三實(shí)施例作相關(guān)的技術(shù)檢驗(yàn)，得到圖10至圖12所示的結(jié)果，具體如下:由圖10可知，該陣列天線在4.9-6.0GHz實(shí)際測(cè)試增益為20dBi以上；由圖11可知，該陣列天線的駐波滿足整個(gè)帶寬1.5以下；由圖12可知，該陣列天線的方向圖形狀良好。再者，本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.6，這和空氣的介電常數(shù)1.0很接近，同空氣微帶相關(guān)技術(shù)相比，本實(shí)用新型的饋電網(wǎng)絡(luò)的性能和空氣微帶的性能相當(dāng)，但避免的空氣微帶的加工難，生產(chǎn)一致性差，成品率極低，穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)；同聚四氟乙烯高頻PCB技術(shù)相比，本實(shí)用新型的饋電網(wǎng)絡(luò)損耗小，天線增益高，成本降低了一半以上。
[0066]參見(jiàn)圖13和圖14，本實(shí)用新型提供了一種陣列天線的第四實(shí)施例。在圖13所示的第一實(shí)施例中，印刷輻射單元組成一個(gè)4*4的面陣，并且具有水平/垂直兩個(gè)極化。如同第一實(shí)施例，底板1 一般由金屬板如鋁板或銅板制成，印刷電路板基板4通過(guò)支撐柱2平行放置于底板1之上，印刷電路板基板4和底板1之間為空氣層；印刷線路3作為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的饋電網(wǎng)絡(luò)，置于印刷電路板基板4的下表面；在印刷電路板基板4的另一側(cè)(即上表面)，印刷輻射單元5置于其上。為了得到天線所要求的帶寬，寄生輻射單元8通過(guò)支撐柱6置于印刷輻射單元5的正上方。參見(jiàn)圖14，印刷輻射單元5置于印刷電路板基板4的上表面，印刷線路3置于印刷電路板基板4的下表面，通孔7使印刷電路3 (即饋電網(wǎng)絡(luò))和印刷輻射單元5電連接。
[0067]在本實(shí)施例中，空氣層的厚度為2.6mm,印刷電路板基板4介質(zhì)層米用介電常數(shù)為
4.4的RF4，其厚度為0.43mm。支撐柱6的高度選取4mm。通過(guò)相位比較法，得到本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.4。
[0068]將圖13和圖14所示的陣列天線第四實(shí)施例作相關(guān)的技術(shù)檢驗(yàn)，得到圖15至圖17所示的結(jié)果，具體如下:由圖15可知，該陣列天線在4.9-6.0GHz實(shí)際測(cè)試增益為19dBi以上；由圖16可知，該陣列天線的駐波滿足整個(gè)帶寬1.6以下；由圖17可知，該陣列天線的方向圖形狀良好。再者，本實(shí)施例陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1.4，這和空氣的介電常數(shù)1.0很接近，同空氣微帶相關(guān)技術(shù)相比，本實(shí)用新型的饋電網(wǎng)絡(luò)的性能和空氣微帶的性能相當(dāng)，但避免的空氣微帶的加工難，生產(chǎn)一致性差，成品率極低，穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)；同聚四氟乙烯高頻PCB技術(shù)相比，本實(shí)用新型的饋電網(wǎng)絡(luò)損耗小，天線增益高，成本降低了一半以上。
[0069]綜上所述，本實(shí)用新型陣列天線可以同時(shí)滿足低成本、低損耗、高增益、加工容易，生產(chǎn)一致性好，成品率極高，穩(wěn)定性強(qiáng)等要求。以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本實(shí)用新型盡管只給出了以上實(shí)施例，但也給出諸多不需要經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)而得出的可能的變體(如水平/垂直極化變體為±45°極化)，雖依然無(wú)法窮舉，但本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員在通讀本說(shuō)明書后，結(jié)合公知常識(shí)，應(yīng)能聯(lián)想到更多的【具體實(shí)施方式】，此類【具體實(shí)施方式】并不超脫本實(shí)用新型權(quán)利要求的精神，任何形式的等同替換均應(yīng)視為被本實(shí)用新型所包括的實(shí)施例。此外，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種陣列天線，包括底板、印刷線路和印刷電路板基板，其特征在于，所述印刷電路板基板通過(guò)支撐柱置于所述底板之上，所述印刷電路板基板和所述底板之間為空氣層；所述印刷電路板基板的下表面設(shè)有所述印刷線路，所述印刷線路位于所述空氣層之上，所述印刷電路板基板之下；所述印刷電路板基板的上表面設(shè)有印刷輻射單元，所述印刷輻射單元與所述印刷線路電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列天線，其特征在于，所述空氣層的厚度為所述印刷電路板基板的厚度的5-8倍。
3.如權(quán)利要求2所述的陣列天線，其特征在于，所述印刷電路板基板的厚度為0.4-0.8mm,所述空氣層的厚度為2_6.4mm。
4.如權(quán)利要求1所述的陣列天線，其特征在于，所述印刷線路和所述印刷輻射單元通過(guò)通孔電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的陣列天線，其特征在于，所述通孔旁設(shè)有開路枝節(jié)。
6.如權(quán)利要求4所述的陣列天線，其特征在于，所述通孔上覆有導(dǎo)電材料；和/或，所述通孔為圓形孔、橢圓形孔或多邊形孔。
7.如權(quán)利要求1所述的陣列天線，其特征在于，所述陣列天線還包括寄生輻射單元，所述寄生輻射單元通過(guò)支撐柱設(shè)于所述印刷輻射單元的上方。
8.如權(quán)利要求7所述的陣列天線，其特征在于，所述寄生輻射單元為金屬片狀物，或者所述寄生輻射單元印刷在PCB上；印刷在PCB上的所述寄生輻射單元，可設(shè)于所述PCB的上方一側(cè)，或設(shè)于所述PCB的下方一側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的陣列天線，其特征在于，所述陣列天線構(gòu)成單極化或雙極化，所述雙極化包括垂直/水平雙極化，以及+45° /-45°雙極化；和/或，所述陣列天線為線陣或面陣；和/或，所述陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)采用并饋與串饋混合形式。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的陣列天線，其特征在于，所述陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的等效介電常數(shù)為1-2。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK203481385SQ201320604470
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】金西榮 申請(qǐng)人:佛山市藍(lán)波灣通訊設(shè)備有限公司