CN112186364A - 紧凑多层收发天线装置的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法实现的紧凑多层收发天线装置，有三层金属层，三层金属层之间是两层介质板；顶层金属层是天线阵列层(100)；中间层金属层是金属地层(110)，金属地层(110)的一侧上开有多个按一定设定位置排列的开槽缝隙(51、52、53、5n)；底层金属层(120)是电磁透镜(130)；该方法实现的紧凑多层收发天线装置可形成不同方向的辐射波束，实现电子扫描，可用于5G、6G毫米波通信、毫米波卫星通信、毫米波雷达等场景；本发明的技术方案，相比传统的方案，由于减少了微带连接线或基片集成波导的布线密度及长度，可连接更大规模的天线阵列，具有体积小、结构紧凑、成本低的优点。

Description

紧凑多层收发天线装置的实现方法

技术领域

本发明涉及一种基于罗特曼电磁透镜的紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法可以将传统的罗特曼电磁透镜天线阵列的天线口径减少了近一半，降低了成本；同时减少了透镜传输线路长度，减少了路径损耗，这对毫米波以上频段的高频通信尤其重要；由于减少了透镜传输线路长度，透镜传输线路密度减少，相对于传统的单介质层的罗特曼电磁透镜天线阵列，透镜传输线的线数可以增加更多，意昧着天线阵列数可以增加更多，传统的罗特曼电磁透镜天线阵列实现20路以上的天线阵列比较困难，目前采用该紧凑多层收发天线装置的实现方法可以实现42路甚至更多的路数天线阵列，这对提高毫米波移动通信、毫米波雷达、卫星通信的通信距离及空间分辨率尤为重要。

由此，一种基于罗特曼电磁透镜的新型的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其实现的紧凑多层收发天线装置，具有面积小、成本低、增益高、波束窄等优点，可应用在5G、6G的毫米波、低频太赫兹通信、高分辨率毫米波雷达等场景。

背景技术

移动通信技术发展到第五代(5G)，毫米波通信技术成为5G以及第六代移动通信技术6G的关键技术，5G的毫米波技术具有大宽带、低时延、上行带宽大、空间分辨率高等特点，因而在5G的高容量热点、工业智能网络、车联网、空间定位等应用场景有着极佳的应用前景，因此欧美各国都将毫米波以及太赫兹技术作为最具有前途的技术加以研究。而毫米波的缺点是空间传输损耗大，只有通过大规模天线阵列提供的高天线增益，来弥补路径损失，但大规模天线阵列带来的较窄的辐射波束，对覆盖又造成了问题，通过相控电扫描的相控天线阵列，实现多波束电扫描，来解决这一问题，但目前相控天线阵列有着成本高、功耗大等缺点，又对毫米波的普及应用有着制约。罗特曼电磁透镜天线阵列有着成本低、功耗低等优点，其提供的可扫描多波束功能，在5G毫米波通信、毫米波雷达等领域有着光明的前景。

在毫米波技术领域，欧美各国尤其是美国，在十几年前就开始研发布局，而我国在这方面起步较晚，如何突破外国的技术封锁和遏制，抓紧在这方面的研发和专利布局，对我国有着急迫的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑多层收发天线装置的实现方法；该方法可以将传统的罗特曼电磁透镜天线阵列的天线口径减少了近一半，因此，应用场景更丰富，降低了成本，由于减少了透镜传输线路长度，减少了路径损耗，透镜传输线的线数可以增加更多，因而相对传统的罗特曼电磁透镜天线阵列可以大大增加天线阵列数量，是一种新颖的多波束紧凑电磁透镜天线阵列实现方法。

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法实现的紧凑多层收发天线装置，由两层PCB板紧密贴合组成，其中有三层金属层，三层金属层之间是两层介质板，三层金属层一侧对齐；顶层金属层是天线阵列层100，天线阵列层100是由多列天线阵列1、2、3、---、n组成；中间层金属层是金属地层，金属地层的一侧上开有多个按一定设定位置排列的开槽缝隙1、2、3、---、n；底层金属层是有移相功能的电磁透镜；电磁信号从电磁透镜的各波束赋型输入端1、2、 3、---、m的一个端口输入，电磁信号的相位经电磁透镜调节，从天线阵列输入端口1、2、3、---、n的各个端口流出；为使天线阵列1、2、3、---、n能够波束赋形，电磁信号流经过信号支路1、2、3、---、n的微带线1、2、3、---、n，水平微带线1、2、3、---、n，再通过中间层金属地层上的开槽缝隙1、2、3、---、n耦合到顶层的天线阵列层的第一单元前端微带线1、2、3、---、n，再到天线阵列1、2、3、---、n的第一个天线单元1、2、3、---、n各条路径后，确保电磁信号相位不发生改变；通过巧妙调节金属地层上的每个开槽缝隙1、2、3、---、n 之间的相互位置，确定每条信号支路1、2、3、---、n相位延迟或线长度，确保上述电磁信号流经上述路径后相位不发生改变；金属地层上开槽缝隙1、2、3、---、 n之间的相互位置关系，由以下方法确定，电磁透镜上设定第x微带线x和第x-1 微带线x-1长度为Lx和L(x-1)，x为整数且x＞1，金属地层上第x开槽缝隙x和第x-1开槽缝隙x-1的间距为Gx-1，紧凑多层收发天线装置是以电磁透镜水平中线为对称性的上下对称的结构，对于上半部分，Gx-1的值满足Gx-1等于或近似等于

对于下半部分，Gx-1的值满足Gx-1等于或近似等于

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，金属地层上各开槽缝隙1、2、3、---、n之间的相互位置，具体由以下方法确定，

根据电磁信号频率和波束性能，设计电磁透镜适当的尺寸，再根据0.5-0.7λ电磁信号波长确定各列天线阵列1、2、3、---、n之间的间距及位置，且天线阵列层上各天线阵列1、2、3、---、n的每个天线单元是纵向对齐的；电磁透镜上的各微带线1、2、3、---、n的起始位置是由与之相连的电磁透镜的天线阵列输入端1、 2、3、---、n的位置确定，它们的末端水平中线与的水平微带线1 41、2 42、 343、---、n 4n的水平中线对齐，并且相连；再适当的设计各微带线1、2、3、 ---、n的长度；由于天线阵列层上第一单元前端微带线1、2、3、---、n之间的垂直间距已经确定，且开槽缝隙1、2、3、---、n与第一单元前端微带线1、2、3、 ---、n之间水平中线对齐，故只需要然根据电磁透镜的各个微带线1、2、3、---、 n信号的延迟或线长度确定各开槽缝隙1、2、3、---、n之间的相互水平位置，与之水平中线对齐的水平微带线1、2、3、---、n的长度也因此获得；紧凑多层收发天线装置是以电磁透镜水平中线为对称性的上下对称的结构，可以只计算上半部分或下半部分的开槽缝隙位置来确定全部位置，

对于上半部分，依据天线阵列1、第一单元前端微带线1和水平微带线1的位置，确定开槽缝隙1的位置；将开槽缝隙2和开槽缝隙1的中心间距设定为G1，依据G1来确定开槽缝隙2的位置，G1约等于微带线1的长度值减去微带线2的长度值后除以二，开槽缝隙2中心位置偏离开槽缝隙1中心位置的值为G1值大小；开槽缝隙3和开槽缝隙2的中心间距设定为G2，依据G2来确定开槽缝隙3的位置， G2约等于微带线2的长度值减去微带线3的长度值后除以二，开槽缝隙3中心位置偏离开槽缝隙2中心位置的值为G2值大小；开槽缝隙4和开槽缝隙3的中心间距设定为G3，依据G3来确定开槽缝隙4的位置，G3约等于微带线3的长度值减去微带线4的长度值后除以二，开槽缝隙4中心位置偏离开槽缝隙3中心位置的值为G3值大小；以此类推---，确定后面开槽缝隙的位置，

当n值为偶数时，对应电磁透镜水平对称上半部分最后一个开槽缝隙

开槽缝隙

和开槽缝隙

的中心间距设定为

约等于微带线

的长度值减法微带线

的长度值后除以二，开槽缝隙

中心位置偏离开槽缝隙

中心位置的值为

值大小；由于电磁透镜以水平中线为对称，对于电磁透镜水平对称下半部分各开槽缝隙n、n-1、n-2、---、

位置，其各个中心间距Gn-1、Gn-2、 ---、

也可根据下半部公式按上述方法计算，也可以将上半部分各开槽缝隙电磁透镜水平中线镜像对称获得；

当n值为奇数时，对应电磁透镜水平对称上半部分最后一个开槽缝隙

开槽幅隙

和开槽缝隙

的中心间距设定为

约等于微带线

的长度值减去微带线

的长度值后除以二，开槽缝隙

中心位置偏离开槽缝隙

中心位置的值为

值大小；由于电磁透镜以水平中线为对称，对于电磁透镜水平对称的下半部分各开槽缝隙n、n-1、n-2、---、

位置，其中心间距Gn-1、Gn-2、Gn-3、---、

也可根据下半部公式按上述方法计算，也可以将上半部分各开槽缝隙1、2、3、---、

的位置以电磁透镜水平中线镜像对称获得。

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，根据公式计算出的金属地层上各开槽缝隙1、2、3、---、n的之间的中心水平间距G1、G2、G3、 ---、Gn-1的数值，确定第一信号支路的微带线1、水平微带线1、第一单元前端微带线1的电磁信号延迟或总线长度，第二信号支路的微带线2、水平微带线2、第一单元前端微带线2的电磁信号延迟或总线长度，第三信号支路的微带线3、水平微带线3、第一单元前端微带线3的电磁信号延迟或总线长度，---，一直到第 n信号支路的微带线n、水平微带线n、第一单元前端微带线n的电磁信号延迟或总线长度，全部相等或相近；由于底层金属层上各微带线1、2、3、---、n线长测量误差以及各开槽缝隙1、2、3、---、n对电磁信号延迟的影响，金属地层上各开槽缝隙1、2、3、---、n的之间的中心水平间距G1、G2、G3、---、Gn-1的数值，有时会有不超过输入的电磁信号的1/8波长长度的误差校准。

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，金属地层上的开槽缝隙1与天线阵列层上的第一单元前端微带线1、底层金属层上的水平微带线1 的水平中线不仅相互对齐，而且第一单元前端微带线1和水平微带线1在一侧纵向对齐，同样依次按照上述方式，金属地层上的开槽缝隙2、3、---、n与天线阵列层第一单元前端微带线2、3、---、n和底层金属层上的各水平微带线2、3、---、n的水平中线，按相同的名称序号依依对齐，且相同名称序号的第一单元前端微带线和水平微带线在一侧纵向对齐。

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，金属地层上各开槽缝隙1、2、3、---、n的形状可以是矩形、菱形、圆形、椭圆形、六边形、领结形。

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，各信号支路1、2、3、---、n形式可以是微带线，也可以是基片集成波导；各天线阵列1、2、3、---、 n可以是微带平面天线阵列，可以是波导缝隙天线阵列。

根据本发明，所述的一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，在电磁透镜的表面上方，可以加盖一层或多层介质层，作为保护层。

附图说明

本发明的上述的以及其它的特征、性质和优势将通过下面结合附图对实施例的详细说明而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1、2、3、4、5是按照本发明紧凑多层收发天线装置的实现方法提供的的实现结构图，图1、2、3、4所列的是一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法实现的紧凑多层收发天线装置，由两层PCB板紧密贴合组成，其中有三层金属层，三层金属层之间是两层介质板，三层金属层一侧对齐；顶层金属层是天线阵列层100，天线阵列层100是由多列天线阵列81、82、83、---、8n组成；中间层金属层是金属地层110，金属地层110的一侧上开有多个按一定设定位置排列的开槽缝隙 51、52、53、---、5n；底层金属层120是有移相功能的电磁透镜130。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

参考图2、3、4所示，电磁信号从电磁透镜130的各波束赋型输入端1 11、2 12、 313、---、m 1m的一个端口输入，电磁信号的相位经电磁透镜130调节，从天线阵列输入端口121、2 22、3 23、---、n 2n的各个端口流出；为使天线阵列1 81、2 82、3 83、---、n 8n能够波束赋形，电磁信号流经过信号支路1 91、2 92、3 93、---、n 9n的微带线1 31、2 32、333、---、n 3n、水平微带线1 41、2 42、3 43、---、n 4n，再通过中间层金属地层110上的开槽缝隙1 51、2 52、3 53、---、n 5n耦合到顶层的天线阵列层100的第一单元前端微带线1 61、2 62、3 63、---、n 6n，再到天线阵列1 81、2 82、 3 83、---、n 8n的第一个天线单元1 71、272、3 73、---、n 7n各条路径后，确保电磁信号相位不发生改变；通过巧妙调节金属地层110上的每个开槽缝隙1 51、2 52、3 53、---、n 5n之间的相互位置，确定每条信号支路1 91、 292、3 93、---、n 9n相位延迟或线长度，确保上述电磁信号流经上述路径后相位不发生改变；金属地层110上开槽缝隙1 51、2 52、3 53、---、n 5n之间的相互位置关系，由以下方法确定，设定电磁透镜(130)上第x微带线3x和第x-1微带线x-13x-1长度为Lx和L(x-1)，x为整数且x＞1，金属地层110上第x开槽缝隙x(5x)和第x-1开槽缝隙x-1(5x-1)的中心水平间距为Gx-1，紧凑多层收发天线装置是以电磁透镜130水平中线为对称性的上下对称的结构，对于上半部分，Gx-1的值满足Gx-1等于或近似等于

对于下半部分， Gx-1的值满足Gx-1等于或近似等于

在参考图2、3、4所示，金属地层110上各开槽缝隙1 51、2 52、3 53、 ---、n 5n之间的相互位置，由以下方法确定，

根据电磁信号频率和波束性能，设计电磁透镜130适当的尺寸，再根据0.5-0.7 λ电磁信号波长确定各列天线阵列1 81、2 82、3 83、---、n 8n之间的间距及位置，且天线阵列层100上各天线阵列1 81、2 82、3 83、---、n 8n的每个天线单元是纵向对齐的；电磁透镜130上的各微带线1 31、2 32、3 33、 ---、n 3n的起始位置是由与之相连的电磁透镜130的天线阵列输入端1 21、2 22、3 23、---、n 2n的位置确定，它们的末端水平中线与水平微带线1 41、 2 42、3 43、---、n 4n的水平中线对齐，并且相连；再适当的设计各微带线1 31、232、3 33、---、n 3n的长度；由于天线阵列层100上第一单元前端微带线1 61、2 62、363、---、n 6n之间的垂直间距已经确定，且开槽缝隙1 51、2 52、3 53、---、n 5n与第一单元前端微带线1 61、2 62、3 63、 ---、n 6n之间水平中线对齐，故只需要然根据电磁透镜130的各个微带线1 31、 2 32、3 33、---、n 3n信号的延迟或线长度确定各开槽缝隙1 51、252、3 53、---、n 5n之间的相互水平位置，与之水平中线对齐的水平微带线1 41、2 42、343、---、n 4n的长度也因此获得；紧凑多层收发天线装置是以电磁透镜 130水平中线为对称性的上下对称的结构，可以只计算上半部分或下半部分的开槽缝隙位置来确定全部位置；

对于上半部分，依据天线阵列1 81、第一单元前端微带线1 61和水平微带线 1 41的位置，确定开槽缝隙1 51的位置；将开槽缝隙2 52和开槽缝隙1 51的中心水平间距设定为G1，依据G1来确定开槽缝隙2 52的位置，G1约等于微带线 1 31的长度值减去微带线2 32的长度值后除以二，开槽缝隙2 52中心位置水平偏离开槽缝隙1 51中心位置的值为G1值大小；开槽缝隙3 53和开槽缝隙2 52 的中心水平间距设定为G2，依据G2来确定开槽缝隙3 53的位置，G2约等于微带线2 32的长度值减去微带线3 33的长度值后除以二，开槽缝隙3 53中心位置水平偏离开槽缝隙2 52中心位置的值为G2值大小；开槽缝隙4 54和开槽缝隙3 53的中心水平间距设定为G3，依据G3来确定开槽缝隙4 54的位置，G3约等于微带线3 33的长度值减去微带线4 34的长度值后除以二，开槽缝隙4 54中心位置水平偏离开槽缝隙3 53中心位置的值为G3值大小；以此类推---，确定后面开槽缝隙的位置，

当n值为偶数时，对应电磁透镜130水平对称上半部分最后一个开槽缝隙

开槽缝隙

和开槽缝隙

的中心水平间距设定为

约等于微带线

的长度值减去微带线

的长度值后除以二，开槽缝隙

中心位置水平偏离开槽缝隙

中心位置的值为

值大小；由于电磁透镜130以水平中线为对称，对于电磁透镜130水平对称下半部分各开槽缝隙n 5n、 n-1 5n-1、n-2 5n-2、---、

位置，其各个中心水平间距Gn-1、Gn-2、 ---、

也可根据下半部公式按上述方法计算，也可以将上半部分各开槽缝隙1 51、 2 52、3 53、---、

位置以电磁透镜130水平中线镜像对称获得；

当n值为奇数时，对应电磁透镜(130)水平对称上半部分最后一个开槽缝隙

开槽缝隙

和开槽缝隙

的中心水平间距设定为

约等于微带线

的长度值减去微带线

的长度值后除以二，开槽缝隙

中心位置水平偏离开槽缝隙

中心位置的值为

值大小；由于电磁透镜130以水平中线为对称，对于电磁透镜130水平对称的下半部分各开槽缝隙n 5n、n-1 5n-1、 n-2 5n-2、---、

位置，其中心水平间距Gn-1、Gn-2、---、

也可根据下半部公式按上述方法计算，也按上述方法计算，也可以将上半部分各开槽缝隙1 51、2 52、3 53、---、

位置以电磁透镜130水平中线镜像对称获得。

在参考图2、3、4所示，由公式计算出的金属地层110上各开槽缝隙1 51、2 52、 353、---、n 5n的之间的中心间距G1、G2、G3、---、Gn-1的数值，确定第一信号支路91的微带线1 31、水平微带线1 41、第一单元前端微带线1 61的电磁信号延迟或总线长度，第二信号支路92的微带线2 32、水平微带线2 42、第一单元前端微带线2 62的电磁信号延迟或总线长度，第三信号支路93的微带线3 33、水平微带线3 43、第一单元前端微带线3 63的电磁信号延迟或总线长度，---，一直到第n信号支路9n的微带线n 3n、水平微带线n 4n、第一单元前端微带线 n 6n的电磁信号延迟或总线长度，全部相等或相近；在图2中，由于底层金属层120上各微带线1 31、2 32、3 33、---、n 3n线长测量误差以及各开槽缝隙1 51、 2 52、353、---、n 5n对电磁信号延迟的影响，金属地层110上各开槽缝隙151、 2 52、3 53、---、n5n的中心间距G1、G2、G3、---、Gn-1的数值，有时会有不超过输入的电磁信号的1/8波长长度的误差校准。

如图5所示，金属地层110上的开槽缝隙1 51与天线阵列层100上的第一单元前端微带线1 61、底层金属层1 20上的水平微带线1 41的水平中线不仅相互对齐，而且第一单元前端微带线1 61和水平微带线1 41在一侧纵向对齐，同样依次按照上述方式，金属地层110上的开槽缝隙2 52、3 53、---、n 5n与天线阵列层100第一单元前端微带线2 62、363、---、n 6n和底层金属层120上的各水平微带线2 42、3 43、---、n 4n的水平中线，按相同的名称序号依依对齐，且相同名称序号的第一单元前端微带线和水平微带线在一侧纵向对齐。

在参考图3所示，金属地层110上各开槽缝隙1 51、2 52、3 53、---、n 5n 的形状可以是矩形、菱形、圆形、椭圆形、六边形、领结形。

参考图2、4所示各信号支路1 91、2 92、3 93、---、n 9n形式可以是微带线，也可以是基片集成波导；各天线阵列1 81、2 82、3 83、---、n 8n可以是微带平面天线阵列，可以是波导缝隙天线阵列。

在电磁透镜(130)的表面上方，可以加盖一层或多层介质层，作为保护层。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (7)

1.一种紧凑多层收发天线装置的实现方法，该方法实现的紧凑多层收发天线装置，由两层PCB板紧密贴合组成，其中有三层金属层，三层金属层之间是两层介质板，三层金属层一侧对齐；顶层金属层是天线阵列层(100)，天线阵列层(100)是由多列天线阵列1(81)、2(82)、3(83)、---、n(8n)组成；中间层金属层是金属地层(110)，金属地层(110)的一侧上开有多个按一定设定位置排列的开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)；底层金属层(120)是有移相功能的电磁透镜(130)；电磁信号从电磁透镜(130)的各波束赋型输入端1(11)、2(12)、3(13)、---、m(1m)的一个端口输入，电磁信号的相位经电磁透镜(130)调节，从天线阵列输入端口1(21)、2(22)、3(23)、---、n(2n)的各个端口流出；其特征在于，为使天线阵列1(81)、2(82)、3(83)、---、n(8n)能够波束赋形，电磁信号流经过电磁透镜(130)上信号支路1(91)、2(92)、3(93)、---、n(9n)的微带线1(31)、2(32)、3(33)、---、n(3n)、水平微带线1(41)、2(42)、3(43)、---、n(4n)，再通过中间层金属地层(110)上的开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)耦合到顶层的天线阵列层(100)的第一单元前端微带线1(61)、2(62)、3(63)、---、n(6n)，再到天线阵列1(81)、2(82)、3(83)、---、n(8n)的第一个天线单元1(71)、2(72)、3(73)、---、n(7n)各条路径后，确保电磁信号相位不发生改变；通过巧妙调节金属地层(110)上的每个开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)之间的相互位置，确定每条信号支路1(91)、2(92)、3(93)、---、n(9n)具体相位延迟或线长度，确保上述电磁信号流经上述路径后相位不发生改变；开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)之间的相互位置关系，由以下方法确定，设定电磁透镜(130)上第X微带线(3x)和第X-1微带线X-1(3x-1)长度为Lx和L(x-1)，X为整数且X＞1，金属地层(110)上第X开槽缝隙X(5x)和第X-1开槽缝隙X-1(5x-1)的中心水平间距为Gx-1，紧凑多层收发天线装置是以电磁透镜(130)水平中线为对称性的上下对称的结构，对于上半部分，Gx-1的值满足Gx-1等于或近似等于

对于下半部分，Gx-1的值满足Gx-1等于或近似等于

2.如权利要求1所述的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其特征在于，金属地层(110)上的各开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)之间的相互位置，具体由以下方法确定，

根据电磁信号频率和波束性能，设计电磁透镜(130)适当的尺寸，再根据0.5-0.7λ电磁信号波长确定各列天线阵列1(81)、2(82)、3(83)、---、n(8n)之间的间距及位置，且天线阵列层(100)上各天线阵列1(81)、2(82)、3(83)、---、n(8n)的每个天线单元是纵向对齐的；电磁透镜(130)上的各微带线1(31)、2(32)、3(33)、---、n(3n)的起始位置是由与之相连的电磁透镜(130)的天线阵列输入端1(21)、2(22)、3(23)、---、n(2n)的位置确定，它们的末端水平中线与水平微带线1(41)、2(42)、3(43)、---、n(4n)的水平中线对齐，并且相连；再适当的设计各微带线1(31)、2(32)、3(33)、---、n(3n)的长度；由于天线阵列层(100)上第一单元前端微带线1(61)、2(62)、3(63)、---、n(6n)之间的垂直间距已经确定，且开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)与第一单元前端微带线1(61)、2(62)、3(63)、---、n(6n)之间水平中线对其，故只需要然根据电磁透镜(130)的各个微带线1(31)、2(32)、3(33)、---、n(3n)信号的延迟或线长度确定各开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)之间的相互水平位置，与之水平中线对齐的水平微带线1(41)、2(42)、3(43)、---、n(4n)的长度也因此获得；紧凑多层收发天线装置是以电磁透镜(130)水平中线为对称性的上下对称的结构，可以只计算上半部分或下半部分的开槽缝隙位置来确定全部位置；

对于上半部分，依据天线阵列1(81)、第一单元前端微带线1(61)和水平微带线1(41)的位置，确定开槽缝隙1(51)的位置；将开槽缝隙2(52)和开槽缝隙1(51)的中心水平间距设定为G1，依据G1来确定开槽缝隙2(52)的位置，G1约等于微带线1(31)的长度减去微带线2(32)的长度后除以二，开槽缝隙2(52)中心位置水平偏离开槽缝隙1(51)中心位置的值为G1值大小；开槽缝隙3(53)和开槽缝隙2(52)的中心水平间距设定为G2，依据G2来确定开槽缝隙3(53)的位置，G2约等于微带线2(32)的长度减去微带线3(33)的长度后除以二，开槽缝隙3(53)中心位置水平偏离开槽缝隙2(52)中心位置的值为G2值大小；开槽缝隙4(54)和开槽缝隙3(53)的中心水平间距设定为G3，依据G3来确定开槽缝隙4(54)的位置，G3约等于微带线3(33)的长度减去微带线4(34)的长度后除以二，开槽缝隙4(54)中心位置水平偏离开槽缝隙3(53)中心位置的值为G3值大小；以此类推---，确定后面开槽缝隙的位置，

当n值为偶数时，对应电磁透镜(130)水平对称上半部分最后一个开槽缝隙

开槽缝隙

和开槽缝隙

的中心水平间距设定为

约等于微带线

的长度减去微带线

的长度后除以二，开槽缝隙

中心位置水平偏离开槽缝隙

中心位置的值为

值大小；由于电磁透镜(130)以水平中线为对称，对于电磁透镜(130)水平对称下半部分各开槽缝隙

位置，其各个中心水平间距

也可根据下半部公式按上述方法计算，也可以将上半部分各开槽缝隙

位置以电磁透镜(130)水平中线镜像对称获得；

当n值为奇数时，对应电磁透镜(130)水平对称上半部分最后一个开槽缝隙

开槽缝隙

和开槽缝隙

的中心水平间距设定为

约等于微带线

的长度减去微带线

的长度后除以二，开槽缝隙

中心位置水平偏离开槽缝隙

中心位置的值为

值大小；由于电磁透镜(130)以水平中线为对称，对于电磁透镜(130)水平对称的下半部分各开槽缝隙

位置，其中心水平间距

也可根据下半部公式按上述方法计算，也按上述方法计算，也可以将上半部分各开槽缝隙

位置以电磁透镜(130)水平中线镜像对称获得。

3.如权利要求1所述的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其特征在于，根据公式计算出的金属地层(110)上各开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)的之间的中心水平间距G1、G2、G3、---、Gn-1的数值，确定第一信号支路(91)的微带线1(31)、水平微带线1(41)、第一单元前端微带线1(61)的电磁信号延迟或总线长度，第二信号支路(92)的微带线2(32)、水平微带线2(42)、第一单元前端微带线2(62)的电磁信号延迟或总线长度，第三信号支路(93)的微带线3(33)、水平微带线3(43)、第一单元前端微带线3(63)的电磁信号延迟或总线长度，---，一直到第n信号支路(9n)的微带线n(3n)、水平微带线n(4n)、第一单元前端微带线n(6n)的电磁信号延迟或总线长度，全部相等或相近；由于底层金属层(120)上各微带线1(31)、2(32)、3(33)、---、n(3n)线长测量误差以及各开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)对电磁信号延迟的影响，金属地层(110)上各开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)的之间的中心水平间距G1、G2、G3、---、Gn-1的数值，有时会有不超过输入的电磁信号的1/8波长长度的误差校准。

4.如权利要求1所述的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其特征在于，金属地层(110)上的开槽缝隙1(51)与天线阵列层(100)上的第一单元前端微带线1(61)、底层金属层(120)上的水平微带线1(41)的水平中线不仅相互对齐，而且第一单元前端微带线1(61)和水平微带线1(41)在一侧纵向对齐，同样依次按照上述方式，金属地层(110)上的开槽缝隙2(52)、3(53)、---、n(5n)与天线阵列层(100)第一单元前端微带线2(62)、3(63)、---、n(6n)和底层金属层(120)上的各水平微带线2(42)、3(43)、---、n(4n)的水平中线，按相同的名称序号依依对齐，且相同名称序号的第一单元前端微带线和水平微带线在一侧纵向对齐。

5.如权利要求1所述的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其特征在于，金属地层(110)上各开槽缝隙1(51)、2(52)、3(53)、---、n(5n)的形状可以是矩形、菱形、圆形、椭圆形、六边形、领结形。

6.如权利要求1所述的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其特征在于，各信号支路1(91)、2(92)、3(93)、---、n(9n)形式可以是微带线，也可以是基片集成波导；各天线阵列1(81)、2(82)、3(83)、---、n(8n)可以是微带平面天线阵列，可以是波导缝隙天线阵列。

7.如权利要求1所述的紧凑多层收发天线装置的实现方法，其特征在于，在电磁透镜(130)的表面上方，可以加盖一层或多层介质层，作为保护层。

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