具体实施方式

实施例：阵列天线系统中展宽工作带宽并提高相扫能力，需要考虑：（1）如何设计天线单元的结构能使得其在较小的体积实现宽频带的工作；（2）由于现阶段天线阵列设计的复杂性，如何在不改变天线单元的结构下，设计简单的结构来提高天线阵列的相扫角度。

基于上述问题，本申请提供了一种宽角扫描的毫米波阵列天线，结合参考图1至图6，该宽角扫描的毫米波阵列天线包括：辐射天线阵列1和周期性金属覆层结构2。

辐射天线阵列1包括至少一个宽带谐振的天线单元11。

辐射天线阵列1的下部依次包括第一介质基板3、第一金属地层4、第二介质基板5、第二金属地层6。

第二介质基板5上开设有金属化通孔51。

第二金属地层6用于焊接测试接头，测试接头用于连接测试设备。

该宽角扫描的毫米波阵列天线还包括馈电柱7；馈电柱7的一端与天线单元11连接，依次穿过第一介质基板3、第一金属地层4、第二介质基板5，另一端与第二金属地层6上测试接头的焊接处连接。

示例性的，为了便于加工，馈电柱7（馈电探针）的直径设计为0.15mm。从工业加工和实际成本两方面考虑，第一介质基板3和第二介质基板5均采用工业标准厚度下罗杰斯RT4350，同时使用罗杰斯RO4450F作为上下介质基板的粘合层，第一介质基板3、第一金属地/4、第二介质基板5、第二金属地层6的尺寸一致。

由于需要在金属地上连接毫米波测试接头，为了避免对天线阵列所接金属地进行破坏，因此在第一金属地层4的底部增加第二金属地层，上层金属地是完好的，下层金属地用来连接测试用的接头。

可选的，如图5所示，天线单元11设计为E形结构。通过在天线单元上刻槽，改变电流走向，极大程度的展宽天线的带宽，使其能覆盖毫米波频段较宽的带宽。E形贴片用于产生所需要的谐振频率，示例性的，天线单元11可以在第一介质基板3上刻蚀E形贴片作为E形结构的天线单元。

馈电柱7与E形结构天线单元11的中间凸出部分的末端连接，示例性的，图5中的圆圈部分表示连接位置。可选的，天线单元采用电容式馈电，馈电柱7的一端与天线单元11连接，另一端接到金属地。

周期性金属覆层结构2设置在辐射天线阵列1的上方，是由相同介电常数的介质层21和周期性排列的金属图案22组成的夹杂材料。

在整个辐射天线阵列1的顶部设计周期性金属覆层结构2来提高天线阵列的相扫能力，目的是为阵列天线提供较高的相扫角度。周期性金属覆层结构2包括介质基板和周期性排列的金属所组成的夹杂材料，在极宽的频率范围内有效介电常数比辐射天线阵列1的主基板大的多，通过调节周期性金属覆层结构2距离辐射阵列天线1的高度（由于周期性金属覆层结构2表面的反射系数控制反射波的幅度，表面距离天线单元11的高度控制反射波的相位）以及周期性金属材料的特性，可以极大程度的展宽天线单元的辐射方向图，并且提升天线的辐射增益，以提高整个天线阵列的波束扫描角度，同时也提升了天线单元之间的隔离度，从而缩进天线单元之间的距离，且不会破坏天线阵列的增益等辐射指标。

可选的，周期性排列的金属图案22包括周期排列的方形金属片。

需要说明的是，本申请中周期性排列的金属图案22是悬浮在天线阵列的上方，通过改变金属图案22的形状、距离阵列天线的高度和介电常数，可以对天线阵列的相扫角度产生影响，通过设置合适数值可以产生最大的相扫角度。

周期性金属覆层结构2与辐射天线阵列1之间保持一定距离。

辐射天线阵列1与周期性金属覆层结构2的边角设置固定结构，固定结构用于保持辐射天线阵列1和周期性金属覆层结构2的位置相对固定且高度可调。

可选的，固定结构包括周期性金属覆层结构2的介质层的凸出部分，以及辐射天线阵列1的介质基板的凸出部分，两个凸出部分上设有位置对应的安装孔，螺栓8和螺母9穿过安装孔进行固定。

为了不影响周期性金属覆层结构2和辐射天线阵列1的工作性能，对于二者的固定采用额外的凸出部分进行连接。

本申请提供的宽角扫描的毫米波阵列天线，可适用于终端设备的毫米波频段通信，用来制备智能移动终端智能移动终端、无线路由器等产品和系统上。

综上所述，本申请提供的宽角扫描的毫米波阵列天线，通过在辐射天线阵列上方设置周期性金属覆层结构，由于周期性金属覆层结构是由相同介电常数的介质层和周期性排列的金属组成的夹杂材料，这种夹杂材料在极宽的频率范围内，有效介电常数比辐射天线阵列的主基板大得多，通过调节覆层结构距离阵列天线的高度和周期性金属材料的特性，可以极大程度的展宽天线单元的辐射方向图，以提高整个天线阵列的波束扫描角度，同时也提升了天线单元之间的隔离度和天线的增益，可以以较小的尺寸同时实现高隔离度和宽角扫描的性能；同时，天线的设计工艺简单，成本较低，结构稳定，加工技术成熟，良品率高，适合大规模量产。

另外，方形金属片的结构制作简单，周期性排列的方形金属片可以展宽天线单元的辐射方向图，提高天线增益，提升天线单元之间的隔离度，从而缩进天线单元之间的距离。

另外，天线单元采用E形结构，通过在天线单元上刻槽的方法，改变了电流的走向，极大程度的展宽了天线的带宽，使其能覆盖毫米波频段较宽的带宽。

另外，通过设置双层金属地，使得阵列天线连接测试设备时不会影响第一金属地层的结构，在第二介质基板上设置金属化通孔，使得第一金属地层与第二金属地层的结构有良好的接触，可以保证阵列天线具有完整的辐射接地板。

另外，通过与E形结构天线单元的中间凸出部分的末端连接，可以保证天线的性能。

另外，通过固定结构保持辐射天线阵列和周期性金属覆层结构的位置相对固定，可以在调整好周期性金属覆层结构与辐射天线阵列的间距后保证周期性金属覆层结构提高天线阵列的波束扫描角度，提升天线单元之间的隔离度的效果。

另外，通过在介质层和介质基板上设置凸出部分，通过螺栓和螺母穿过凸出部分的安装孔进行固定，不仅可以保持辐射天线阵列和周期性金属覆层结构的相对固定，而且可以调节辐射天线阵列和周期性金属覆层结构之间的间距。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。