微带馈线I的另一端靠近封装侧面，是天线的输入输出端口 6 ;微带馈线I通过天线输入输出端口 6与封装侧面的共面波导7的一端相连，共面波导7的另一端与三维封装5内部电路8相连。
[0025]所述的基片集成波导喇叭天线2由窄截面波导13、喇叭形波导14和宽截面波导15串接构成；窄截面波导13的一端是微带馈线1，窄截面波导13的另一端与喇叭形波导14相连，喇叭形波导14的一端与窄截面波导13相连，喇叭形波导14的另一端与宽截面波导15相连，宽截面波导15的另一端是天线口径面12。
[0026]所述的左边子喇叭20和右边子喇叭21的宽度均要保证电磁波可以在这些子喇叭16和17中传输而不被截止。
[0027]所述的第一子喇叭22、第二子喇叭23、第三子喇叭24和第四子喇叭25的宽度均要保证电磁波可以在第一子喇叭22、第二子喇叭23、第三子喇叭24和第四子喇叭25中传输而不被截止。
[0028]缝隙3离天线口径面12的距离约为半个波长。
[0029]在子喇叭中，电磁波的场强幅度分布规律与子喇叭端口的宽度有关，如果多个子喇叭的宽度都一样，其电磁波的场强幅度分布规律就相同；而且如果这些子喇叭输入的功率都是相同的话，则这些子喇叭端口上的场强幅度大小及分布都相同。来自封装内部电路8的电磁波信号经过三维封装5侧面的共面波导7进入天线输入输出端口 6，再通过微带馈线I进入到基片集成波导喇叭天线2，传播一段距离后，遇到中间缝隙17，由于对称性，电磁波就分成功率相等的两路分别进入左边子喇叭20和右边子喇叭21传输。左边子喇叭20和右边子喇叭21完全对称，以左边的子喇叭20为例说明，当电磁波进入左边子喇叭20传输后一段距离后，将遇到左边缝隙18，再被分成两路分别通过第一子喇叭22和第二子喇叭23向天线口径面12的方向传输，调整左边子喇叭20中缝隙18的头端部分的位置以及缝隙18中多边形顶点的位置，可以保证通过第一子喇叭22和第二子喇叭23传输的电磁波的功率相等；电磁波在右边子喇叭21中传输也是同样的情况。以上述方式就可以控制在天线口径面12上的电磁波的幅度分布，如果保持在天线口径面12附近的第一子喇叭22、第二子喇叭23、第三子喇叭24和第四子喇叭25的端口宽度都相等，并调整左边缝隙18和右边缝隙19的头端部分及多边形顶点的位置使得通过第一子喇叭22、第二子喇叭23、第三子喇叭24和第四子喇叭25传输电磁波的同功率到达天线口径面12，就可以使得在天线口径面12上第一子喇叭22、第二子喇叭23、第三子喇叭24和第四子喇叭25的四个端口上的场强幅度分布均一致，这样就达到提高天线口径效率和增益的目的。同理也可以按照需要在天线的口径面12上实现特定的场强幅度分布。
[0030]另外如果缝隙3到口径面12上，由于缝隙3内部的场强相对缝隙3两边的场强要小一些，特别是缝隙3比较宽时更是如此，这样导致天线口径面12上缝隙所在的区域场强比较小，使得场强发布不均匀；但缝隙3离口径面12有一定距离，就可以避免上述问题，这样口径面12的场强分布也相对更均匀以及天线的有效辐射面积也变大。
[0031]在工艺上，缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线既可以采用三维树脂封装工艺，也可以采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺实现。其中金属化过孔侧壁11可以是空心金属通孔也可以是实心金属孔，也可以是连续的金属化壁，金属通孔的形状可以是圆形，也可以是方形或者其他形状的。
[0032]在结构上，依据同样的原理，可以再加四条缝隙把四个子喇叭分成八个子喇叭，并使得通过这八个子喇叭电磁波同幅度到达天线口径面12，这样使得天线口径面12上的幅度分布更为均匀，而且增加天线口径面12附近的子喇叭的数量并不一定要求同时增加天线口径面12的宽度，只要保证子喇叭能够传输电磁波就可以。天线左边缝隙18和右边缝隙19中的多边形可以是三角形、四边形、五边形或其它边数大于五多边形，这些多边形的一条边或者多条边的形状可以是直线、弧线或其它曲线；中间缝隙17、左边缝隙18和右边缝隙19中的直线段的形状可以是直线、折线、指数线等。
[0033]根据以上所述，便可实现本发明。
【主权项】
1.一种缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线，其特征在于该天线包括设置在介质基板(4)上的微带馈线(I)、基片集成波导喇叭天线(2)和缝隙(3)，介质基板(4)在三维封装(5)的内层；所述微带馈线⑴通过共面波导(7)与三维封装(5)内部电路⑶相连；基片集成波导喇叭天线(2)由位于介质基板(4) 一面的底面金属平面(9)、位于介质基板(4)另一面的顶面金属平面(10)和穿过介质基板(4)连接底面金属平面(9)、顶面金属平面(10)的金属化过孔喇叭侧壁(11)组成；底面金属平面(9)、顶面金属平面(10)有多条缝隙(3)，缝隙(3)的长度超过一个波长，并构成中间缝隙(17)、左边缝隙(18)和右边缝隙(19);中间缝隙(17)形状是直线，位于基片集成波导喇叭天线(2)的两个侧壁(11)中间的位置；中间缝隙(17)的头端朝着微带馈线(I)方向，中间缝隙(17)的尾端靠近但不到天线口径面(12);中间缝隙(17)把基片集成波导喇叭天线(2)分为左右对称的左边子喇叭(20)和右边子喇叭(21);左边缝隙(18)把左边子喇叭(20)分成第一子喇叭(22)和第二子喇叭(23);右边缝隙(19)把右边子喇叭(21)分成第三子喇叭(24)和第四子喇叭(25);左边缝隙(18)和右边缝隙(19)形状都是由头端部分、多边形和尾端部分三段依次相连构成，左边缝隙(18)和右边缝隙(19)的头端都朝着微带馈线(I)方向，左边缝隙(18)和右边缝隙(19)的尾端靠近但不到天线口径面(12); 所述的左边缝隙(18)和右边缝隙(19)中的头端部分、尾端部分的形状是直线、折线或指数线； 所述的左边缝隙(18)和右边缝隙(19)中的多边形可以是三角形、四边形、五边形或其它边数大于五的多边形。
2.根据权利要求1所述的一种缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线，其特征在于所述的微带馈线(I)的一端与喇叭天线(2)相连，微带馈线(I)的另一端靠近封装侧面，是天线的输入输出端口出)；微带馈线(I)通过天线输入输出端口(6)与封装侧面的共面波导(7)的一端相连，共面波导(7)的另一端与三维封装(5)内部电路(8)相连。
3.根据权利要求1所述的一种缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线，其特征在于所述的基片集成波导喇叭天线(2)由窄截面波导(13)、喇叭形波导(14)和宽截面波导(15)串接构成；窄截面波导(13)的一端是微带馈线(I)，窄截面波导(13)的另一端与喇叭形波导(14)相连，喇叭形波导(14)的一端与窄截面波导(13)相连，喇叭形波导(14)的另一端与宽截面波导(15)相连，宽截面波导(15)的另一端是天线口径面(12)。
4.根据权利要求1所述的一种缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线，其特征在于所述的左边子喇叭(20)和右边子喇叭(21)的宽度均要保证电磁波可以在这些子喇叭(16)和(17)中传输而不被截止。
5.根据权利要求1所述的一种缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线，其特征在于所述的第一子喇叭(22)、第二子喇叭(23)、第三子喇叭(24)和第四子喇叭(25)的宽度均要保证电磁波可以在第一子喇叭(22)、第二子喇叭(23)、第三子喇叭(24)和第四子喇叭(25)中传输而不被截止。
6.根据权利要求1所述的一种缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线，其特征在于所述的缝隙(3)离天线口径面(12)的距离约为半个波长。
【专利摘要】缝隙内嵌幅度校准的封装夹层天线涉及一种喇叭天线。该天线包括集成在一块介质基板(4)上的微带馈线(1)、喇叭天线(2)和缝隙(3)，介质基板(4)在三维封装(5)的内层，微带馈线(1)一端通过封装侧面的共面波导(7)与内部电路(8)相连，喇叭天线(2)由底面金属平面(9)、顶面金属平面(10)和金属化过孔侧壁(11)组成，由缝隙(3)构成的三个缝隙，在喇叭天线(2)中形成第一子喇叭(22)、第二子喇叭(23)、第三子喇叭(24)和第四子喇叭(25)，天线中电磁波能等幅分布在天线口径面(12)附近。该天线可以提高天线的口径效率。
【IPC分类】H01Q1-38, H01Q13-10, H01Q1-22
【公开号】CN104733833
【申请号】CN201510146332
【发明人】赵洪新, 翁圣晖, 殷晓星
【申请人】东南大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月30日