專利名稱：數(shù)組天線的制作方法
數(shù)組天線發(fā)明所屬之技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明系關(guān)于一種數(shù)組天線，特別系指輻射導(dǎo)體及傳輸網(wǎng)絡(luò)皆設(shè)置于同一表面上 之?dāng)?shù)組天線結(jié)構(gòu)。先前技術(shù)傳統(tǒng)數(shù)組天線技術(shù)中系將相同單個(gè)天線輻射導(dǎo)體并列形成數(shù)組結(jié)構(gòu)，彼此之間的 距離為無(wú)線電訊號(hào)波長(zhǎng)的0. 5 0. 9，由上往下俯視，數(shù)組天線所形成的輻射能量會(huì)分布成 8字形。在與天線輻射導(dǎo)體聯(lián)機(jī)垂直的兩個(gè)方向上，用戶會(huì)在相同的時(shí)間點(diǎn)接收到來(lái)自兩個(gè) 天線的訊號(hào)，因此這兩個(gè)訊號(hào)的相位是一樣的，而無(wú)線電波的傳遞距離亦最遠(yuǎn)，當(dāng)兩個(gè)同相 位的訊號(hào)結(jié)合成單一訊號(hào)后，強(qiáng)度會(huì)改變?yōu)閱我挥嵦?hào)的兩倍，即訊號(hào)具有3dB之增益提升。傳統(tǒng)雙極化數(shù)組天線設(shè)計(jì)方式請(qǐng)參閱

圖1，為美國(guó)專利第5923296號(hào)專利 "Dualpolarized microstrip patch antenna array for PCS base stations，，m本— 圖。其系于印刷電路板1表面配置互相垂直之極化平板銅組件3、5組成的輻射導(dǎo)體數(shù)組， 經(jīng)此構(gòu)成兩組互相垂直極化之?dāng)?shù)組天線結(jié)構(gòu)。然而此配置方式將導(dǎo)致天線尺寸大幅增加至一般數(shù)組天線體積的數(shù)倍大，且兩組 天線結(jié)構(gòu)并不互相對(duì)稱，造成輻射場(chǎng)型差異極大，同時(shí)天線之間容易互相產(chǎn)生干擾，另外饋 入傳輸線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，容易造成訊號(hào)衰減及傳輸線訊號(hào)互相干擾之缺失。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的系提供一種數(shù)組天線，將第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接于每一 輻射導(dǎo)體之連接處夾角度數(shù)控制介于80至100度之間，使每一輻射導(dǎo)體皆具有相對(duì)應(yīng)之饋 入點(diǎn)，經(jīng)此讓相對(duì)應(yīng)的兩輻射導(dǎo)體間產(chǎn)生180度之相位差，降低數(shù)組天線之交叉極化量，進(jìn) 而提高天線增益。本發(fā)明之另一目的系提供一種數(shù)組天線，將復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二 傳輸網(wǎng)絡(luò)皆設(shè)置于基板之同一表面上，降低數(shù)組天線整體結(jié)構(gòu)高度，簡(jiǎn)化生產(chǎn)程序及制造 難度，同時(shí)更易于量產(chǎn)。本發(fā)明之又一目的系提供一種數(shù)組天線，將第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)配置于 不同區(qū)域，使傳輸路徑不會(huì)互相交錯(cuò)重迭，藉以有效隔絕傳輸網(wǎng)絡(luò)訊號(hào)之間的干擾現(xiàn)象，同 時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)尺寸粗細(xì)不完全相同，經(jīng)此調(diào)整數(shù)組天線系統(tǒng)之阻抗匹配，使系統(tǒng)具有特性更 為優(yōu)異之操作頻寬。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明之?dāng)?shù)組天線導(dǎo)體配置，包括基板、復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳 輸網(wǎng)絡(luò)、第二傳輸網(wǎng)絡(luò)、支撐部及接地面；將復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體以對(duì)稱排列形式配置于基板表 面，第一傳輸網(wǎng)絡(luò)分別連接于每一輻射導(dǎo)體，并具有一共同之第一饋入點(diǎn)，第二傳輸網(wǎng)絡(luò)亦 分別連接于每一輻射導(dǎo)體，且具有一共同之第二饋入點(diǎn)，其中復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳輸網(wǎng)絡(luò) 及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)皆設(shè)置于基板之同一表面上，并將第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接于每 一輻射導(dǎo)體之連接處夾角度數(shù)控制介于80至100度之間，使每一輻射導(dǎo)體皆具有相對(duì)應(yīng)之 饋入點(diǎn)，支撐部用以承載基板組立于接地面頂面。
本發(fā)明主要將復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體的兩路傳輸網(wǎng)絡(luò)與每一輻射導(dǎo)體連接處夾角度數(shù)控 制介于80至100度之間，以第一實(shí)施例來(lái)說(shuō)第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接于每一輻 射導(dǎo)體之饋入處夾角度數(shù)皆設(shè)置為90度，因此第一傳輸網(wǎng)絡(luò)于每一輻射導(dǎo)體處皆形成相 對(duì)應(yīng)之饋入點(diǎn)，而第二傳輸網(wǎng)絡(luò)于每一輻射導(dǎo)體處亦形成相對(duì)應(yīng)之饋入點(diǎn)，使復(fù)數(shù)輻射導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)除激發(fā)兩組互相垂直之?dāng)?shù)組天線訊號(hào)之外，同時(shí)亦可使相對(duì)應(yīng)的兩輻射導(dǎo)體間產(chǎn)生 180度之相位差，如此將可降低數(shù)組天線產(chǎn)生之交叉極化量，進(jìn)而提高整體天線系統(tǒng)之增 益。另外將復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)皆設(shè)置于基板同一表面上，降低數(shù) 組天線整體結(jié)構(gòu)高度，簡(jiǎn)化生產(chǎn)程序及制造難度，更易于廠商大量生產(chǎn)。同時(shí)第一傳輸網(wǎng)絡(luò) 及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)配置區(qū)域不會(huì)互相交錯(cuò)重迭，因此能有效隔絕傳輸網(wǎng)絡(luò)訊號(hào)之間的干擾現(xiàn) 象，同時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)尺寸粗細(xì)不相同，藉此調(diào)整數(shù)組天線系統(tǒng)之阻抗匹配，使系統(tǒng)具有較佳之 操作頻寬。為使貴審查人員進(jìn)一步了解本發(fā)明之詳細(xì)內(nèi)容，茲列舉下列較佳實(shí)施例說(shuō)明如后。實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明第一實(shí)施例之平面俯視圖。數(shù)組天線之結(jié)構(gòu)包括基板21、 復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體22、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23、第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24、支撐部25 (虛線處)及接地面26 ；第 一傳輸網(wǎng)絡(luò)23具有一共同之第一饋入點(diǎn)231，第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24亦具有一共同之第二饋入點(diǎn) 241。將復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體22以對(duì)稱排列形式配置于基板21表面，第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23分別連 接于每一輻射導(dǎo)體22，第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24亦分別連接于每一輻射導(dǎo)體22，本實(shí)施例主要將復(fù) 數(shù)輻射導(dǎo)體22、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24皆設(shè)置于基板21之同一表面上，且第 一傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24配置區(qū)域不互相交錯(cuò)重迭，并控制第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第 二傳輸網(wǎng)絡(luò)24連接于每一輻射導(dǎo)體22之連接處夾角度數(shù)設(shè)置為90度，使第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23 及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24連接于每一輻射導(dǎo)體22處皆形成互相對(duì)應(yīng)之饋入點(diǎn)，經(jīng)此讓相對(duì)應(yīng)的 兩輻射導(dǎo)體22間產(chǎn)生180度之相位差，同時(shí)第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24之配置尺 寸粗細(xì)均不相同，藉以調(diào)整數(shù)組天線系統(tǒng)之阻抗匹配，支撐部25選用非金屬材質(zhì)，并承載 于基板21底面且組立于接地面26頂面，使基板21及接地面26之間形成間隙，避免互相接 觸影響訊號(hào)傳遞效率。另具有一第一饋入線27，包含第一中心導(dǎo)線271(虛線處)及第一外層導(dǎo)線272， 將第一中心導(dǎo)線271連接于第一饋入點(diǎn)231，第一外層導(dǎo)線272則連接于接地面26，而第二 饋入線28，包含第二中心導(dǎo)線281 (虛線處)及第二外層導(dǎo)線282，將第二中心導(dǎo)線281連 接于第二饋入點(diǎn)241，第二外層導(dǎo)線282則連接于接地面26。本實(shí)施例之基板21為矩形，長(zhǎng)度約為170mm，寬度約為140mm，復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體22皆 為正方形，長(zhǎng)度約為45mm，第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23路徑總長(zhǎng)度約為295mm，第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24路徑 總長(zhǎng)度約為550mm，支撐部25選用非金屬材質(zhì)，形狀為圓柱體，直徑約為3mm，高度約為6mm， 接地面26為矩形，長(zhǎng)度約為180mm，寬度約為150mm。請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明第一實(shí)施例之側(cè)視圖。本發(fā)明主要將復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體22、第一 傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24直接設(shè)置于基板21之同一表面上，然后利用支撐部25撐 起基板21底面后，再組立于接地面26頂部表面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化且基板21及接地面26體積均較
4習(xí)知設(shè)計(jì)大幅縮減，更易于大量生產(chǎn)制造。請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明第一實(shí)施例之第一傳輸網(wǎng)絡(luò)返回?fù)p失(Return loss)量測(cè) 數(shù)據(jù)示意圖。其中橫軸表示頻率，縱軸表示dB值，經(jīng)由圖形曲線顯示第一傳輸網(wǎng)絡(luò)之天線 系統(tǒng)操作頻寬Sl在定義為Return loss大于IOdB之情況時(shí)，操作頻率范圍涵蓋2. 5GHz至 2. 75GHz，此頻帶頻寬范圍將可涵蓋Wimax系統(tǒng)頻寬。請(qǐng)參閱圖5，為本發(fā)明第一實(shí)施例之第二傳輸網(wǎng)絡(luò)返回?fù)p失(Return loss)量測(cè) 數(shù)據(jù)示意圖。其中橫軸表示頻率，縱軸表示dB值，經(jīng)由圖形曲線顯示第二傳輸網(wǎng)絡(luò)之天線 系統(tǒng)操作頻寬S2在定義為Return loss大于IOdB之情況時(shí)，操作頻率范圍涵蓋2. 4GHz至 2. 7GHz，此頻帶頻寬范圍同樣涵蓋Wimax系統(tǒng)頻寬，顯示本發(fā)明之天線系統(tǒng)操作頻寬均已 達(dá)設(shè)計(jì)所需之操作頻寬通訊標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明第一實(shí)施例之第一傳輸網(wǎng)絡(luò)輻射場(chǎng)型量測(cè)數(shù)據(jù)示意圖。其定 義為天線系統(tǒng)輻射場(chǎng)型中心頻率在2500MHz至2700MHz時(shí)所呈現(xiàn)之輻射場(chǎng)型圖，經(jīng)由量測(cè) 數(shù)據(jù)顯示，平均最大增益值(Peak Gain)均過(guò)12. OldBi以上。請(qǐng)參閱圖7，為本發(fā)明第一實(shí)施例之第二傳輸網(wǎng)絡(luò)輻射場(chǎng)型量測(cè)數(shù)據(jù)示意圖。其定 義為天線系統(tǒng)輻射場(chǎng)型中心頻率在2500MHz至2700MHz時(shí)所呈現(xiàn)之輻射場(chǎng)型圖，經(jīng)由量測(cè) 數(shù)據(jù)顯示，平均最大增益值(Peak Gain)均超過(guò)達(dá)12. 35dBi以上，顯示本發(fā)明之配置確實(shí) 能降低天線輻射場(chǎng)型遭受干擾現(xiàn)象，進(jìn)而達(dá)成高增益之目的。請(qǐng)參閱圖8，為本發(fā)明第二實(shí)施例之正面俯視圖。本實(shí)施例之組成結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施 例雷同，其不同處在于第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24連接于每一輻射導(dǎo)體22之連接 處夾角度數(shù)皆控制為80度，同樣可使第一傳輸網(wǎng)絡(luò)23及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)24連接于每一輻射 導(dǎo)體22處皆形成互相對(duì)應(yīng)之饋入點(diǎn)，并讓相對(duì)應(yīng)的兩輻射導(dǎo)體22間產(chǎn)生180度之相位差， 顯示本發(fā)明之設(shè)計(jì)不論輻射導(dǎo)體數(shù)量多寡，熟習(xí)此技藝之人皆可依相同原理輕易設(shè)計(jì)相對(duì) 應(yīng)之饋入點(diǎn)，除可降低數(shù)組天線之交叉極化量，同時(shí)兼顧天線系統(tǒng)之高增益要求。請(qǐng)參閱圖9，為本發(fā)明第二實(shí)施例應(yīng)用于無(wú)線傳輸裝置之平面俯視圖。將本發(fā)明之 數(shù)組天線容置于無(wú)線傳輸裝置9殼體中，利用接地面36之承載件與無(wú)線傳輸裝置9緊密結(jié) 合，再利用無(wú)線傳輸裝置9外圍設(shè)置之訊號(hào)接頭91及插座92與外部?jī)x器連接，經(jīng)此進(jìn)行無(wú) 線訊號(hào)收發(fā)及傳送。本發(fā)明已符合專利要件，實(shí)際具有新穎性、進(jìn)步性與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值之特點(diǎn)，然其實(shí) 施例并非用以局限本發(fā)明之范圍，任何熟悉此項(xiàng)技藝者所作之各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，在不脫離 本發(fā)明之精神和定義下，均在本發(fā)明權(quán)利范圍內(nèi)。圖式簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為美國(guó)專利第5923296號(hào)雙極化微帶平板數(shù)組天線之立體俯視圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例之平面俯視圖。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例之側(cè)視圖。圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例之第一傳輸網(wǎng)絡(luò)返回?fù)p失(Return loss)量測(cè)數(shù)據(jù)示意 圖。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例之第二傳輸網(wǎng)絡(luò)返回?fù)p失(Return loss)量測(cè)數(shù)據(jù)示意 圖。圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例之第一傳輸網(wǎng)絡(luò)輻射場(chǎng)型量測(cè)數(shù)據(jù)示意圖。
圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例之第二傳輸網(wǎng)絡(luò)輻射場(chǎng)型量測(cè)數(shù)據(jù)示意圖<圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例之平面俯視圖。圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例應(yīng)用于無(wú)線傳輸裝置之平面俯視圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明1 -印刷電路板3、5 -極化平板銅組件21 -基板22 -輻射導(dǎo)體23 _第一傳輸網(wǎng)絡(luò)231 -第一饋入點(diǎn)24 _第二傳輸網(wǎng)絡(luò)241 -第二饋入點(diǎn)25 -支撐部26 -接地面27 -第一饋入線271 _第一中心導(dǎo)線272 -第一外層導(dǎo)線28 -第二饋入線281 -第二中心導(dǎo)線282 -第二外層導(dǎo)線9 -無(wú)線傳輸裝置91 -訊號(hào)接頭92 -插座
權(quán)利要求
一種數(shù)組天線，其特征在于該數(shù)組天線包括一基板；復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體，系以對(duì)稱排列形式配置于該基板；第一傳輸網(wǎng)絡(luò)，分別連接于該復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體，并具有一第一饋入點(diǎn)；第二傳輸網(wǎng)絡(luò)，分別連接于該復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體，并具有一第二饋入點(diǎn)，其中該復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)系位于該基板之同一平面上，且該第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接于每一輻射導(dǎo)體之饋入夾角介于80至100度；支撐部，系用以承載支撐該基板；以及接地面，系用以提供該支撐部組立。
2.如權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)組天線，其特征是另具有第一饋入線，該第一饋入線包含 第一中心導(dǎo)線，連接于該第一饋入點(diǎn)；以及第一外層導(dǎo)線，連接于該接地面。
3.如權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)組天線，其特征是另具有第二饋入線，該第二饋入線包含 第二中心導(dǎo)線，連接于該第二饋入點(diǎn)；以及第二外層導(dǎo)線，連接于該接地面。
4.如權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)組天線，其特征是該第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)不互相交 錯(cuò)重迭。
5.如權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)組天線，其特征是該第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)之尺寸粗 細(xì)不相同。
6.如權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)組天線，其特征是該支撐部系為非金屬材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)組天線，其特征是該基板及接地面之間具有間隙。
全文摘要
一種數(shù)組天線，包括基板、復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)、第二傳輸網(wǎng)絡(luò)、支撐部及接地面；復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體以對(duì)稱排列形式配置于基板表面；第一傳輸網(wǎng)絡(luò)分別連接于每一輻射導(dǎo)體，并具有一共同之第一饋入點(diǎn)；第二傳輸網(wǎng)絡(luò)亦分別連接于每一輻射導(dǎo)體，且具有一共同之第二饋入點(diǎn)，其中復(fù)數(shù)輻射導(dǎo)體、第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)皆設(shè)置于基板之同一表面上，且第一傳輸網(wǎng)絡(luò)及第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接于每一輻射導(dǎo)體之連接處皆形成一夾角，其夾角度數(shù)介于80至100度之間；支撐部用以承載基板；接地面則用以提供支撐部組立。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK101986464SQ200910190448
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者李文熙, 蕭富仁, 許振軒, 邱宗文 申請(qǐng)人:連展科技電子(昆山)有限公司