一种可调波束扫描角的天线模组的制作方法

本技术涉及天线，特别涉及一种可调波束扫描角的天线模组。

背景技术：

1、5g作为全球业界的研发焦点，发展5g技术制定5g标准已经成为业界共识。国际电信联盟itu在2015年6月召开的itu-rwp5d第22次会议上明确了5g的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20gbps，最低用户体验速率为100mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5g超高数据传输速率的主要手段。

2、针对于5g毫米波模组，业界通常选择以射频芯片与基板天线结合成为aip(封装天线)的方式来降低射频系统损耗，并且这样集成度更高，性能更优秀。但是毫米波射频芯片因为要集成移相器、低噪放、攻放、开关、滤波器等器件，高度集成意味着成本上升；另一方面因为考虑到在手机、基站等场合，芯片体积有明确的尺寸要求，所以从毫米波模组设计上想法去掉一些器件来实现芯片成本降低更合算。

3、5g毫米波模组是由射频芯片与基站天线组成，而射频芯片主要作用是提供相位可控的功率信号，最终实现天线端的波束控制。如果从天线端出发实现相位无源控制，那么芯片端就可以不用设计移相器，从而减少芯片体积，降低芯片成本。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题为：提供一种低成本的可调波束扫描角的天线模组。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种可调波束扫描角的天线模组，包括超表面模组和设于所述超表面模组顶面的介质板，所述介质板的厚度小于或等于0.05λ，λ为可调波束扫描角的天线模组的工作波长，所述介质板的顶面设有磁电偶极子天线；所述超表面模组包括呈阵列设置的多个超表面单元，所述超表面单元包括顶层基材和底层基材，所述顶层基材的顶面设有顶层贴片，所述顶层基材与底层基材之间设有中间贴片，所述中间贴片分别连接所述顶层基材与底层基材，所述底层基材的底面设有底层贴片，所述顶层基材内设有连接所述顶层贴片与中间贴片的上层二极管，所述底层基材内设有连接所述中间贴片与底层贴片的下层二极管，所述上层二极管与下层二极管导通方向一致。

3、进一步地，还包括馈电线，所述馈电线的一端依次穿过所述超表面模组及介质板后连接所述磁电偶极子天线。

4、进一步地，所述超表面模组具有用于避空所述馈电线的避空区。

5、进一步地，所述馈电线对应于所述超表面模组的中央区域设置。

6、进一步地，所述顶层贴片、所述中间贴片及所述底层贴片三者两两相对设置。

7、进一步地，所述顶层贴片包括顶层十字部和顶层长条部，所述顶层十字部的相对两侧分别设有所述顶层长条部；所述中间贴片包括中间十字部和中间长条部，所述中间十字部的相对两侧分别设有所述中间长条部；所述底层贴片包括底层十字部和底层长条部，所述底层十字部的相对两侧分别设有所述底层长条部；所述上层二极管连接所述顶层十字部与中间十字部，所述下层二极管连接所述中间十字部与所述底层十字部；所述顶层十字部、中间十字部及底层十字部三者两两相对设置，所述顶层长条部、中间长条部及底层长条部三者两两相对设置。

8、进一步地，所述上层二极管与所述顶层十字部的连接处位于所述顶层十字部的中心，所述上层二极管与所述中间十字部的连接处位于所述中间十字部的中心。

9、进一步地，所述下层二极管与所述底层十字部的连接处位于所述底层十字部的中心，所述下层二极管与所述中间十字部的连接处位于所述中间十字部的中心。

10、进一步地，所述磁电偶极子天线呈长条状。

11、进一步地，所述磁电偶极子天线靠近所述介质板的边沿设置。

12、本实用新型的有益效果在于：

13、当顶层二极管与底层二极管处于导通状态时，超表面模组形成理想磁导体，其工作模式为反射模式，磁电偶极子天线的电流方向与理想磁导体平行，即此时磁电偶极子天线为宽波束模式；当顶层二极管与底层二极管处于断开状态时，超表面模组成为介质层，其工作模式为透射模式，此时磁电偶极子天线的波束会变窄。

14、本可调波束扫描角的天线模组在不需要使用移相器的前提下，能够令波束扫描角可调，实现了相位的无源控制，利于降低天线芯片的集成度，缩减天线芯片的体积及制造成本，最终达到降低可调波束扫描角的天线模组的生产成本的效果。

技术特征：

1.一种可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：包括超表面模组和设于所述超表面模组顶面的介质板，所述介质板的厚度小于或等于0.05λ，λ为可调波束扫描角的天线模组的工作波长，所述介质板的顶面设有磁电偶极子天线；所述超表面模组包括呈阵列设置的多个超表面单元，所述超表面单元包括顶层基材和底层基材，所述顶层基材的顶面设有顶层贴片，所述顶层基材与底层基材之间设有中间贴片，所述中间贴片分别连接所述顶层基材与底层基材，所述底层基材的底面设有底层贴片，所述顶层基材内设有连接所述顶层贴片与中间贴片的上层二极管，所述底层基材内设有连接所述中间贴片与底层贴片的下层二极管，所述上层二极管与下层二极管导通方向一致。

2.根据权利要求1所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：还包括馈电线，所述馈电线的一端依次穿过所述超表面模组及介质板后连接所述磁电偶极子天线。

3.根据权利要求2所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述超表面模组具有用于避空所述馈电线的避空区。

4.根据权利要求2所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述馈电线对应于所述超表面模组的中央区域设置。

5.根据权利要求1所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述顶层贴片、所述中间贴片及所述底层贴片三者两两相对设置。

6.根据权利要求5所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述顶层贴片包括顶层十字部和顶层长条部，所述顶层十字部的相对两侧分别设有所述顶层长条部；所述中间贴片包括中间十字部和中间长条部，所述中间十字部的相对两侧分别设有所述中间长条部；所述底层贴片包括底层十字部和底层长条部，所述底层十字部的相对两侧分别设有所述底层长条部；所述上层二极管连接所述顶层十字部与中间十字部，所述下层二极管连接所述中间十字部与所述底层十字部；所述顶层十字部、中间十字部及底层十字部三者两两相对设置，所述顶层长条部、中间长条部及底层长条部三者两两相对设置。

7.根据权利要求6所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述上层二极管与所述顶层十字部的连接处位于所述顶层十字部的中心，所述上层二极管与所述中间十字部的连接处位于所述中间十字部的中心。

8.根据权利要求6所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述下层二极管与所述底层十字部的连接处位于所述底层十字部的中心，所述下层二极管与所述中间十字部的连接处位于所述中间十字部的中心。

9.根据权利要求1所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述磁电偶极子天线呈长条状。

10.根据权利要求9所述的可调波束扫描角的天线模组，其特征在于：所述磁电偶极子天线靠近所述介质板的边沿设置。

技术总结
本技术公开了一种可调波束扫描角的天线模组，包括超表面模组和设于超表面模组顶面的介质板，介质板的厚度小于或等于0.05λ，介质板的顶面设有磁电偶极子天线；超表面模组包括呈阵列设置的多个超表面单元，超表面单元包括顶层基材和底层基材，顶层基材的顶面设有顶层贴片，顶层基材与底层基材之间设有中间贴片，中间贴片分别连接顶层基材与底层基材，底层基材的底面设有底层贴片，顶层基材内设有连接顶层贴片与中间贴片的上层二极管，底层基材内设有连接中间贴片与底层贴片的下层二极管，上层二极管与下层二极管导通方向一致。本可调波束扫描角的天线模组能够实现相位的无源控制，利于降低天线芯片的集成度，缩减天线芯片的体积及制造成本。

技术研发人员：赵伟
受保护的技术使用者：深圳市信维通信股份有限公司
技术研发日：20230113
技术公布日：2024/1/13