一种有源天线阵的制作方法

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种有源天线阵。

背景技术：

毫米波设备采用有源天线阵技术，通过调整天线阵中每个天线阵元辐射出的信号的幅度和相位，在空间矢量合成预期的波束形状和波束方位指向。目前主流的架构是采用混合波束赋形方案，即可以在模拟域或数字域做幅相调节。模拟域的幅相调整采用专用的模拟电路芯片。这就涉及到芯片和天线阵列的互联。

常见的互联方式是通过连接器、馈电探针、盲埋孔实现电路部分和天线部分的互联，但是随着频段的升高，射频连接器或者探针将引入额外的插损，另外5g典型毫米波设备的有源天线阵一般具有大量射频通道，使用传统的馈电探针或者连接器连接电路和天线阵，显然引入大量的探针和连接器，此外还得考虑两部分的安装带来的人工和可靠性问题。目前最新的技术已经使用垂直互联来连接电路和天线部分，但是使用了多阶地孔，增加了加工复杂性。而使用垂直互联的一体化有源天线阵设计，集成度要高于前面两种连接方式，但需要天线工程师和电路工程师大量的交互工作。另外，现在的有源天线阵(图1是现有的有源天线阵示意图)多使用简单的贴片天线，带宽很窄，不能很好满足5g毫米波基站的需求。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种有源天线阵。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种有源天线阵，包括：第一电路板，半固化片，第二电路板，以及，贯穿所述第一电路板、半固化片和第二电路板的馈电孔；

所述半固化片一面与所述第一电路板的一面贴合，另一面与所述第二电路板的一面贴合；所述第一电路板另一面设置有天线振子组；所述第二电路板另一面布有电路线路；所述天线振子组与所述电路线路通过所述馈电孔通信。

可选地，所述第一电路板、所述半固化片和所述第二电路板通过混压固定连接。

可选地，所述天线振子组包括第一天线振子，内芯板和第二天线振子；

所述内芯板设置于所述第一天线振子和所述第二天线振子之间，所述第一天线振子不与所述内芯板接触的一面与所述第一电路板片贴合。

可选地，所述馈电孔包括具有相同中轴线的覆铜孔和背钻孔；

所述背钻孔贯穿所述天线振子组，其一端开口与所述第二天线振子连接，另一端开口与所述覆铜孔连接。

可选地，所述背钻孔大于所述覆铜孔。

可选地，所述覆铜孔内表面覆盖有铜膜。

可选地，所述背钻孔与所述第二天线振子连接的开口表面覆盖有铜膜。

可选地，所述背钻孔深度为4密耳。

可选地，所述第一电路板内部设置有去铜层。

可选地，所述背钻孔贯穿所述去铜层。

本发明实施例包括以下优点：本发明实施例通过将设置有天线振子组的电路板和设置有电路线路的电路板通过半固化片进行一体化压制，并通过馈电孔连通天线振子组和电路线路，从而构成了高度集成的毫米波有源天线阵，降低了电路和天线阵面互联的损耗，使有源天线阵具有更大的带宽。

附图说明

图1是现有的有源天线阵示意图；

图2是本发明的一种有源天线阵的结构图；

图3是本发明的混压示意图；

图4是本发明的堆叠天线侧视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

5g毫米波设备采用有源天线阵技术，由于系统工作频率高，信号路径损耗大，导致天线和电路的设计难度提升，尤其是天线阵面和电路部分一体化设计，更是引入天线和电路相互影响的设计难题。本发明实施例的核心构思之一在于，利用现有的电路板混压技术和钻孔技术，结合堆叠天线的天线形式，最大程度地实现天线部分和电路部分的设计独立性，减少系统设计的复杂度，进而设计了一种适用于5g毫米波基站的有源天线阵。

参照图2，示出了本发明的一种有源天线阵的结构图，具体可以包括：第一电路板101，半固化片102，第二电路板103，以及，贯穿所述第一电路板101、所述半固化片102和所述第二电路板103的馈电孔104。

所述半固化片102一面与所述第一电路板101的一面贴合，另一面与所述第二电路板103的一面贴合；所述第一电路板101另一面设置有天线振子组105；所述第二电路板103另一面布有电路线路106；所述天线振子组105和所述电路线路106通过所述馈电孔104通信。

半固化片102，又称“pp片”，是多层板生产中的主要材料之一，主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，而制作多层板所使用的半固化片102(黏结片)大多是采用玻纤布做增强材料。

天线振子105是天线上的元器件，具有导向和放大电磁波的作用，使天线接收到的电磁信号更强。天线振子105是用导电性较好的金属制造的。振子有的是杆状的形状，也有的结构较复杂，一般会将很多个振子105平行排列在天线上。

本发明实施例中的天线振子组105，可以包括至少两个天线振子，以通过多个天线振子的组合增大天线阵面的工作带宽。

在一个示例中，天线振子可以选用贴片天线(patchantenna)，贴片天线是一个饼状的定向天线。

馈电指被控制装置向控制点的送电。馈电孔104是连接天线振子组105和电路线路106的关键纽带，通过馈电孔104对天线振子组105与电路线路106进行连接，可以降低馈电损耗。

在一个示例中，电路线路106上可以设置幅相调节芯片107，幅相调节芯片107可以在模拟域做幅相调节；通过调节天线阵中每个天线阵元辐射出的信号的幅度和相位，在空间矢量合成预期的波束形状和波束方向指向。

在本发明实施例中，所述第一电路板101、所述半固化片102和所述第二电路板103通过混压固定连接。

图3是本发明的一种电路板混压示意图，如图3所示，在具体实现中，可以将第一电路板101、半固化片102和第二电路板103按顺序排列，通过混压工艺进行一体化压制，压制成一张电路板。

图4是本发明实施例的一种堆叠天线侧视图。如图4所示，在本发明实施例中，天线振子组105可以包括第一天线振子1051，内芯板1052和第二天线振子1053；所述内芯板1052设置于所述第一天线振子1051和所述第二天线振子1053之间，所述第一天线振子1051不与所述内芯板1052接触的一面与所述第一电路板101贴合。

内芯板1052(core)，两面带铜箔的电介质。

在本发明实施例中，天线振子组105可以包括第一天线振子1051，内芯板1052和第二天线振子1053，第一天线振子1051、内芯板1052和第二天线振子1053依次堆叠在第一电路板101上；第一天线振子1051不与内芯板1052接触的一面与第一电路板101贴合。在本发明的一个示例中，天线振子可以选用贴片天线，通过对贴片天线进行堆叠，可以提高天线振子组105的工作带宽。

如图4所示，在本发明实施例中，所述馈电孔104包括具有相同中轴线的覆铜孔1041和背钻孔1042；所述背钻孔1042贯穿所述天线振子组105，其一端开口与所述第二天线振子1053连接，另一端开口与所述覆铜孔1041连接。

馈电孔104本质上为通孔，其贯穿了通过混压工艺得到的电路板。

背钻是控深钻比较特殊的一种，主要用在多层板的制作中，例如12层板的制作。当制作12层板时，通常需要将12层板的第1层连到第9层，常规的做法可以是在12层板上钻出通孔(一次钻)，然后在通孔内陈铜，这样第1层就可以直接连接到第12层，其间第1层可以与其他每一层完成连接。然而，由于第10层到第12层之间没有线路相连，就会像一个柱子一样影响信号的通路，在信号进行通讯的过程中会引发信号完整性的问题。这时候便需要将这个多余的柱子(stub)从反面钻掉(二次钻)，从反面对通孔进行加工的过程就叫做背钻。在背钻过程中，钻头会将原先覆盖在通孔内的铜去除掉。

在本发明实施例中，从第二天线振子1053向内芯板1052方向对通孔进行背钻产生的与通孔尺寸不一致的孔，就叫做背钻孔1042。

通孔中未被背钻工艺影响到的部分孔洞就叫做覆铜孔1041。

由于背钻孔1042是从第二天线振子1053对通孔进行反钻得到的，背钻孔1042与覆铜孔1041具有相同的中轴线，背钻孔1042的一端开口与第二天线振子1053连接，另一端开口与覆铜孔1041连接。

在本发明实施例中，由于背钻孔1042是从第二天线振子1053处开始对通孔进行反钻得到的，所以背钻孔1042的口径大于所述覆铜孔1041。

在本发明实施例中，所述覆铜孔1041内表面覆盖有铜膜。

在实际应用中，在覆铜孔1041内表面覆盖铜膜，可以使得覆铜孔1041所贯穿的电路板的不同层之间可以通过铜膜进行信号传递。

在本发明实施例中，所述背钻孔1042与所述第二天线振子1053连接的开口表面覆盖有铜膜108。

在实际生产中，可以将第二天线振子1053上由于背钻产生的开口，用铜膜进行覆盖。

在本发明实施例中，在对第一电路板101、半固化片102和第二电路板103进行混压后，结合第一电路板101上的天线振子组105和第二电路板103上的电路线路，可以形成一张一体化的电路板，该电路板为多层板。具体每一层的分布可以如下表所示：

此外，还可以根据实际需要，对第一电路板101和第二电路板103的内部层次进行设计，本发明实施例对此不做具体限制。

在本发明实施例中，所述背钻孔1042深度可以为4密耳。

在实际生产中，背钻孔1042的深度可以为4密耳(mil)，覆铜孔1041的宽度可以通过获取第一电路板101的材质和厚度进行仿真，根据仿真结果确定。

在本发明实施例中，第一电路板101内部可以设置去铜层。所述背钻孔1042贯穿所述去铜层。

本发明实施例通过将设置有天线振子组的电路板和设置有电路线路的电路板通过半固化片进行一体化压制，并通过馈电孔连通天线振子组和电路线路，从而构成了高度集成的毫米波有源天线阵，降低了电路和天线阵面互联的损耗，使有源天线阵具有更大的带宽。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种有源天线阵，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。