一种微带天线及微带天线模组的制作方法

1.本实用新型属于天线技术领域，尤其涉及一种微带天线及微带天线模组。


背景技术：

2.微波集成技术和新型制造工艺的兴起推动了微带天线的发展。相比于传统天线，微带天线不仅体积小，重量轻，低剖面，易共形，而且易集成，成本低，适合批量生产，此外还兼备电性能多样化等优势。随着5g通讯技术及电子终端的快速发展，对微带天线新提出了高增益和低成本的双向要求，然而目前要实现微带天线的高增益，通常需要额外增设多个辐射体或设置复杂的辐射结构，导致成本高，因此急需提出一种低成本、高增益的微带天线。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种低成本、高增益的微带天线及微带天线模组，旨在解决上述背景技术当中的至少一技术问题。
4.本实用新型实施例是这样实现的，一种微带天线，所述微带天线包括：
5.介质基板，具有相对设置的第一表面和第二表面，所述介质基板开设有连通所述第一表面和所述第二表面的第一开孔；
6.辐射金属片，设置于所述介质基板的第一表面上，所述辐射金属片上开设有与所述第一开孔适配且与所述第一开孔相对设置的第二开孔；
7.接地板，设置于所述介质基板的第二表面上，所述接地板和所述辐射金属片通过设于所述介质基板上的金属孔电连接。
8.优选地，所述介质基板围绕所述第一开孔布置有一圈所述金属孔。
9.优选地，所述第一开孔和所述第二开孔均为正方形孔。
10.优选地，所述微带天线还包括电路基板及馈电网络，所述电路基板设于所述接地板远离所述介质基板的一面，所述馈电网络设于所述电路基板远离所述接地板的一面，所述馈电网络与所述辐射金属片通过金属柱电连接。
11.优选地，所述金属柱穿过所述电路基板、所述接地板和所述介质基板，所述金属柱与所述接地板不接触。
12.优选地，所述馈电网络包括信号发射芯片及与所述信号发射芯片连接的馈电线，所述信号发射芯片倒装焊接于所述电路基板上，所述馈电线印刷在所述电路基板上并与所述金属柱电连接。
13.另一方面，本实用新型实施例还提出一种微带天线模组，由若干个上述的微带天线排列组合而成。
14.优选地，各所述微带天线共用一个接地板、一个电路基板及一个信号发射芯片。
15.与现有技术相比，通过在微带天线中间挖孔，并使辐射金属片与接地板相接，这种方式可以抑制微带天线的tm0模式表面波，而抑制的模式波被激发出来从而提高增益，因此
本实用新型当中的微带天线的增益不需要额外增设辐射体或设置复杂的辐射结构，成本较低，满足高增益和低成本的双向要求。
附图说明
16.图1为本实用新型一实施例当中的微带天线的立体分解图；
17.图2为本实用新型实施例提供的微带天线在28ghz的天线增益测试图；
18.图3为本实用新型一实施例当中的微带天线模组的正面立体图；
19.图4为本实用新型一实施例当中的微带天线模组的背面立体图；
20.图5为本实用新型实施例提供的微带天线模组的s参数图；
21.图6为本实用新型实施例提供的微带天线模型在28ghz的天线增益测试图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.实施例一
24.请参阅图1，所示为本实用新型实施例一当中的微带天线100，包括介质基板1、辐射金属片2、接地板3、电路基板4及馈电网络5。介质基板1具有相对设置的第一表面和第二表面，辐射金属片2设置于介质基板1的第一表面上，接地板3设置于介质基板1的第二表面上，电路基板4设于接地板3远离介质基板1的一面，馈电网络5设于电路基板4远离接地板3的一面。
25.其中，介质基板1开设有连通其第一表面和第二表面的第一开孔11，辐射金属片2上开设有与第一开孔11适配(即大小形状一致)且与第一开孔11相对设置的第二开孔21。此外，介质基板1围绕第一开孔11布置有一圈金属孔12，金属孔12延伸至第一表面和第二表面，接地板3和辐射金属片2通过设于介质基板1上的金属孔12电连接。本实施例通过在微带天线中间挖孔，即在介质基板1上开设第一开孔11、在辐射金属片2上开设第二开孔21，并使辐射金属片2与接地板3通过围绕挖孔布置的一圈金属孔12相接，这种方式可以抑制微带天线的tm0模式表面波，而抑制的模式波被激发出来从而提高增益。请参阅图2，所示为微带天线在28ghz的天线增益测试图，可以发现其最大增益高达8.6dbi，而一般的微带天线增益不足6dbi，说明本发明的天线单元是一种高增益微带天线单元。在一些优选实施例当中，介质基板1的厚度可以为0.04-0.06λ，第一开孔11和第二开孔21均为正方形孔，且其边长优选为0.13-0.17λ，其中λ为天线工作频率的波长，例如28ghz的电磁波波长约为10.7mm。
26.此外，馈电网络5与辐射金属片2通过金属柱22电连接，馈电网络5主要用于向辐射金属片2发射信号，使辐射金属片2向外辐射电磁波信号。馈电网络5包括信号发射芯片51及与信号发射芯片51连接的馈电线52，信号发射芯片51具体可以为前端射频芯片，信号发射芯片51可以倒装焊接于电路基板4上，馈电线52印刷在电路基板4上并与金属柱22电连接，金属柱22穿过电路基板4、接地板3和介质基板1，金属柱22与接地板3不接触，具体在接地板3上开设更大的穿孔31，让金属柱22不与接地板3接触的穿过穿孔31，由于电路基板4和介质基板1均为绝限材料，此时金属柱22就形成了与馈电线52和辐射金属片2的导电连通。
27.综上，本实施例当中的微带天线100，通过在微带天线中间挖孔，并使辐射金属片2与接地板3相接，这种方式可以抑制微带天线的tm0模式表面波，而抑制的模式波被激发出来从而提高增益，因此本实用新型当中的微带天线的增益不需要额外增设辐射体或设置复杂的辐射结构，成本较低，满足高增益和低成本的双向要求。
28.实施例二
29.请参阅图3和图4，所示为本实用新型实施例一当中的微带天线模组，由若干个上述实施例一当中所述的微带天线100排列组合而成。具体地，在本实施例当中，微带天线模组一共由四个并排设置的所述微带天线100排列组合而成，通过将多个微带天线100单元阵列组合，形成更高增益和更大辐射范围的模组，满足更大、要求更好的电子设备的使用要求。同时，为了降低成本，各微带天线100共用一个接地板3、一个电路基板4及一个信号发射芯片51，信号发射芯片51通过微带天线100各自的馈电线52路给微带天线100发射信号。
30.根据3gpp ts38.101-2 5g终端射频技术规范和tr38.817终端射频技术报告可知，5gmmwave频段有n257(26.5-29.5ghz)n258(24.25-27.25ghz)n260(37-40ghz)n261(27.5-28.35ghz)以及新增的n259(39.5-43ghz)。本实施例通过将四个微带天线100单元阵列组合，形成更高增益和更大辐射范围的模组，请参阅图5，所示为本微带天线模组的s参数图，可以看到本微带天线模组的s参数覆盖27-29ghz，说明可以应用与覆盖5g毫米波n261频段。
31.在一些可选实施例当中，信号发射芯片51中还可以包含移相器和放大器等器件，其中，移相器是为微带天线单元间提供相位差以实现波束扫描的能力，放大器是为了补偿移相器的损耗。请参阅图6，所示为本微带天线模组在28ghz的增益测试图，波束正常不畸形，具备扫描能力。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。