一种毫米波封装天线阵列

本发明涉及天线，具体涉及一种毫米波封装天线阵列。

背景技术：

1、传统的雷达传感器的发射和接收通常在pcb板上实现，但是要实现高天线性能，需要使用高频基板材料，例如rogers的ro3003，这需要天线和芯片集成设计，不利于天线和芯片普遍应用。随着毫米波技术的不断发展，天线和芯片的一体化集成封装，可减少天线和芯片的尺寸，提高整体效率，降低传输损耗，特别是方便其普遍应用。此外，由于从芯片到天线的路径更短，可以实现更高的传输效率和更低的功耗。毫米波天线受到加工精度的限制，容易产生加工误差。此发明提出的一种天线与裸芯片一体化集成天线阵列，其辐射性能稳定，具有工程应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种毫米波封装天线阵列，其解决了传统天线存在的传输效率低、功耗高问题，并提升辐射性能稳定。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种毫米波封装天线阵列，包括裸芯片引脚结构、印制电路板、波导传输线结构和由波导传输线结构馈电的矩形喇叭天线阵列，所述矩形喇叭天线阵列位于裸芯片正上方，所述印制电路板上设有连接裸芯片引脚结构和波导传输线结构的扩展传输线，所述扩展传输线包括依次连接的共面波导cpw传输线段、基片集成波导siw传输线段和矩形波导传输接口。

4、进一步改进在于，所述印制电路板的芯片封装采用2p2m封装结构，所述2p2m封装结构包括从上到下依次设置的第一pi层、rdl层和第二pi层，所述裸芯片引脚结构位于印制电路板上方，裸芯片引脚结构通过第一pi层的金属化过孔连接到rdl层，所述rdl层作为扩展传输线布线层，所述印制电路板的中间介质层和下层分别为第二pi层和底部金属层。

5、进一步改进在于，所述矩形喇叭天线阵列中有n个天线单元，n为正整数，相应的n个裸芯片引脚结构一一对应通过n根共面波导cpw传输线段转接n根基片集成波导siw传输线段，再转接n个矩形波导传输接口，所述波导传输线结构有n个，其下部连接矩形波导传输接口，其上部作为矩形喇叭天线阵列的馈电端。

6、进一步改进在于，所述矩形喇叭天线阵列由三阶矩形喇叭天线组成，且喇叭天线台阶由下至上逐步扩大，喇叭天线口面为锯齿状交替分布。

7、进一步改进在于，所述波导传输线结构和矩形喇叭天线阵列采用同种塑封材料一体化成型，且均进行了表面金属化处理。

8、进一步改进在于，所述波导传输线结构采用双直角弯折的z形结构，且在直角弯折处外侧均设置有过渡台阶。

9、进一步改进在于，所述矩形波导传输接口由若干金属化过孔围成的矩形背腔、位于矩形背腔内部的矩形辐射口及位于矩形辐射口内部的矩形贴片构成，所述矩形背腔靠基片集成波导siw传输线段一侧留有缺口。

10、本发明的有益效果在于：该毫米波封装天线阵列采用2p2m封装和塑料金属化的加工工艺，采用不同的过渡设计使得裸芯片和天线一体化集成，裸芯片引脚结构到天线的传输路径短，可以实现较高的传输效率和较低的功耗；该天线采用z形矩形波导馈电，通过两个台阶实现了两次90°转换，使得天线位于裸芯片的正上方，减小了天线在封装中的占比面积。该毫米波封装天线具有稳定的匹配与辐射性能，裸芯片与天线的一体化设计为毫米波车载雷达等应用提供了便捷。

技术特征：

1.一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，包括裸芯片引脚结构、印制电路板、波导传输线结构和由波导传输线结构馈电的矩形喇叭天线阵列，所述矩形喇叭天线阵列位于裸芯片正上方，所述印制电路板上设有连接裸芯片引脚结构和波导传输线结构的扩展传输线，所述扩展传输线包括依次连接的共面波导cpw传输线段、基片集成波导siw传输线段和矩形波导传输接口。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，所述印制电路板的芯片封装采用2p2m封装结构，所述2p2m封装结构包括从上到下依次设置的第一pi层、rdl层和第二pi层，所述裸芯片引脚结构位于印制电路板上方，裸芯片引脚结构通过第一pi层的金属化过孔连接到rdl层，所述rdl层作为扩展传输线布线层，所述印制电路板的中间介质层和下层分别为第二pi层和底部金属层。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，所述矩形喇叭天线阵列中有n个天线单元，n为正整数，相应的n个裸芯片引脚结构一一对应通过n根共面波导cpw传输线段转接n根基片集成波导siw传输线段，再转接n个矩形波导传输接口，所述波导传输线结构有n个，其下部连接矩形波导传输接口，其上部作为矩形喇叭天线阵列的馈电端。

4.根据权利要求1所述的一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，所述矩形喇叭天线阵列由三阶矩形喇叭天线组成，且喇叭天线台阶由下至上逐步扩大，喇叭天线口面为锯齿状交替分布。

5.根据权利要求1所述的一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，所述波导传输线结构和矩形喇叭天线阵列采用同种塑封材料一体化成型，且均进行了表面金属化处理。

6.根据权利要求1所述的一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，所述波导传输线结构采用双直角弯折的z形结构，且在直角弯折处外侧均设置有过渡台阶。

7.根据权利要求1所述的一种毫米波封装天线阵列，其特征在于，所述矩形波导传输接口由若干金属化过孔围成的矩形背腔、位于矩形背腔内部的矩形辐射口及位于矩形辐射口内部的矩形贴片构成，所述矩形背腔靠基片集成波导siw传输线段一侧留有缺口。

技术总结本发明公开了天线领域的一种毫米波封装天线阵列，包括裸芯片引脚结构、印制电路板、波导传输线结构和矩形喇叭天线阵列，矩形喇叭天线阵列位于裸芯片正上方，印制电路板上设有连接裸芯片引脚结构和波导传输线结构的扩展传输线，扩展传输线包括共面波导CPW传输线段、基片集成波导SIW传输线段和矩形波导传输接口。该天线阵列采用2P2M封装和塑料金属化加工工艺，使裸芯片和天线一体化集成，传输路径短，实现了较高的传输效率和较低的功耗；该天线采用Z形矩形波导馈电，使得天线位于芯片的正上方，减小了天线在封装中的占比面积；该天线具有稳定的匹配与辐射性能，裸芯片与天线的一体化设计为毫米波车载雷达等应用提供了便捷。技术研发人员：陈谦,郭新月,胡宗康,段宗明受保护的技术使用者：安徽大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18