CN101114735B - 一种能降低旁瓣电平的阵列天线 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种能降低旁波束位准(side lobe level)的阵列天线，其包含：一接地面、一馈入网络、多数个辐射金属片(该辐射金属片具有一第一非辐射边、一第二非辐射边及两辐射边)、多数个表面电流扰动元件。其中该表面电流扰动元件位于第二非辐射边上，并靠近阵列天线耦合辐射边，可用以降低阵列天线两靠近辐射边所造成的耦合效应，达成降低旁波束位准的效果。

Description

一种能降低旁瓣电平的阵列天线
技术领域
本发明是涉及一种降低旁波束位准(side lobe level)的阵列天线，特别是应用于无线通讯产品上的天线。 
背景技术
随着近年来无线通讯的快速发展，在产品的各项需求上也逐渐提高，除了达成电气特性的规格外，在外观上及实用便利性上也逐渐朝向多元化，在一些点对点的无线通讯应用上，需要使用具有高增益的阵列天线，而过高的阵列天线所造成旁波束，除造成天线增益下降外，并造成系统的干扰，如何降低阵列天线旁波束位准，对于阵列天线的设计上就变得非常重要。 
目前应用于行动式通讯设备的阵列天线，通常采用一样的辐射金属片，已知的阵列天线设计其结构如图1所示，其结构包含一与信号地端相接的接地面11、多数个形状相同的辐射金属片12及一控制各辐射金属片信号振幅及相位的馈入网络13，该馈入网络并包含一信号馈入点131，用以与高频信号正端相接。 
上述阵列天线设计中，都利用多个辐射金属片，来达成提高指向性的效果，进而增加天线增益，不过其会对传输信号干扰的旁波束却无法有效降低，而造成使用上的限制，如何降低低旁波束位准就变成阵列天线设计指针。本发明可由在天线一非辐射边加入表面电流扰动元件，有效降低旁波束位准，极具产业应用价值。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低旁波束位准的阵列天线创新设计，可由位于第二非辐射边上的表面电流扰动元件，以降低阵列天线辐射边靠近所造成的耦合效应，进而降低阵列天线旁波束位准。 
本发明一种能降低旁波束位准的阵列天线，其特征在于，包含： 
一接地面，该接地面用以与高频信号地端相接； 
一馈入网络，用以传输并控制天线辐射元件的馈入信号振幅及向位，该馈入网络并包含： 
一信号馈入点，该信号馈入点用以与高频信号正端相接；及 
多数个信号端口，该多数个信号端口位于馈入网络的末端； 
多数个辐射金属片，该辐射金属片形状近似矩形并包含： 
一第一非辐射边，与馈入网络的信号端口相接； 
一第二非辐射边，位于该第一非辐射边相对的另一边；及 
两辐射边，该辐射边两端分别与两非辐射边相接；及 
多数个表面电流扰动元件，该表面电流扰动元件位于第二非辐射边上，并靠近两邻近耦合的辐射金属片的辐射边，用以降低阵列天线两靠近辐射边所造成的耦合效应，进而降低旁波束位准。 
其中该表面电流扰动元件是成对出现。 
其中该表面电流扰动元件为多边形。 
其中该表面电流扰动元件为三角形。 
其中该表面电流扰动元件为梯形。 
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中： 
图1为已知阵列天线一实施例结构图。 
图2为本发明阵列天线第一实施例的上视结构图。 
图3为图2的AA剖面视图。 
图4为本发明天线第一实施例的返回损失实验结果。 
图5A为已知阵列天线的辐射场型实验结果。 
图5B为本发明天线第一实施例的辐射场型实验结果。 
图6为本发明阵列天线的第二实施例结构图。 
图7为本发明阵列天线的第三实施例结构图。 
具体实施方式
如图2所示为本发明的一种能降低旁波束的阵列天线的第一实施例，其包含：一接地面21、一馈入网络22(具有四个信号端口222)、四个辐射金属片23、四个表面电流扰动元件24。该馈入网络包含一信号馈入点221及四个信号端口222；该信号馈入点221用以与高频信号正端相接，该信号端口222则位于馈入网络22的末端。该辐射金属片23形状近似矩形并包含一第一非辐射边231、一第二非辐射边232及两辐射边233；该第一非辐射边231与馈入网络22的信号端口222相接；该第二非辐射边232位于与该第一非辐射边231相对的另一边；该辐射边233两端则分别与两非辐射边231与232相接。该表面电流扰动元件24位于该辐射金属片23的第二非辐射边232上，并靠近两邻近耦合的辐射金属片的辐射边，可有效降低阵列天线两邻近辐射边所造成的耦合效应，进而降低旁波束位准。 
如图3所示为图2的AA剖面视图，其包含：一接地面21、一馈入网络22并包含一信号馈入点221、多数个辐射 金属片23、一高频信号正端25与该馈入点221相接、一高频信号地端26与该接地面21相接及多数个表面电流扰动元件24。 
图4为本发明天线的第一实施例的返回损失及辐射场型实验结果。图5A则为已知阵列天线的辐射场型实验结果，其中曲线51为未加入表面电流扰动元件24的辐射场型量测结果，由图中可看出，主波束增益值510约为14dBi，而旁波束增益值511约为2dBi，因此旁波束位准约为-12dB(2-14＝-12)。图5B为本发明天线第一实施例的辐射场型实验结果，曲线52为加入表面电流扰动元件24的辐射场型量测结果，由图中可看出，主波束增益值520仍约为16dBi，然而旁波束增益值521大幅下降至约为-8dBi，因此旁波束位准下降至约为-24dB，从结果可明显看出加入表面电流扰动元件后降低了约12dB的旁波束位准。 
如图6所示为本发明的一种能降低旁波束的阵列天线的第二实施例，其包含：一接地面61、一馈入网络62(具有四个信号端口622)、四个辐射金属片63、四个表面电流扰动元件64。该馈入网络62包含一信号馈入点621，四个信号端口622；该信号馈入点621用以与高频信号正端相接，该信号端口622位于该馈入网络62的末端。该辐射金属片63形状近似矩形并包含一第一非辐射边631、一第二非辐射边632及两辐射边633；该第一非辐射边631 与馈入网络62的信号端口622相接；该第二非辐射边632位于与该第一非辐射边631相对的另一边；该辐射边633两端则分别与两非辐射边631与632相接。该表面电流扰动元件64位于辐射金属片63的第二非辐射边632上，并靠近两邻近耦合的辐射金属片的辐射边，可有效降低阵列天线两邻近辐射边所造成的耦合效应，进而降低旁波束位准。 
如图7所示为本发明的一种能降低旁波束的阵列天线的第三实施例，其包含：一接地面71、一馈入网络72(具有十六个信号端口722)、十六个辐射金属片73、十二个表面电流扰动元件74。其中该馈入网络72包含一信号馈入点721，十六个信号端口722；该信号馈入点721用以与高频信号正端相接，该信号端口722位于馈入网络72的末端。该辐射金属片73形状近似矩形并包含一第一非辐射边731、一第二非辐射边732及两辐射边733；该第一非辐射边731与馈入网络72的信号端口722相接；该第二非辐射边732位于与该第一非辐射边731相对的另一边；该辐射边733两端则分别与该两非辐射边731与732相接。该表面电流扰动元件74位于辐射金属片73的第二非辐射边732上，并靠近两邻近耦合的辐射金属片的辐射边，可有效降低阵列天线两邻近辐射边所造成的耦合效应，进而降低旁波束位准。 
在本发明说明中所述的实施例仅为说明本发明的原理及 其功效，而非限制本发明。因此，任何熟悉此技术者所作的各种更动与润饰，在不脱离本发明的精神和范围内，均在本发明的创作内容范围的内。本发明的权利范围应如后述的申请专利范围所列。 

Claims (5)

1.一种能降低旁瓣电平的阵列天线，其特征在于，包含：
一接地面，该接地面用以与高频信号地端相接；
一馈入网络，用以传输并控制天线辐射元件的馈入信号振幅及相位，该馈入网络包含：
一信号馈入点，该信号馈入点用以与高频信号输出端相接；及
多个信号端口，该多个信号端口位于馈入网络的末端；
多个辐射金属片，该辐射金属片成矩形，并包含：
一第一非辐射边，与馈入网络的信号端口相接；
一第二非辐射边，位于该第一非辐射边相对的另一边；及
两辐射边，该辐射边两端分别与两非幅射边相接；及
多个附加金属片，该附加金属片，位于第二非辐射边上，并靠近两邻近耦合的辐射金属片的幅射边，用以降低阵列天线两靠近幅射边所造成的耦合效应，进而降低旁瓣电平。
2.如权利要求1项所述的一种能降低旁瓣电平的阵列天线，其特征在于，其中该附加金属片是成对出现。
3.如权利要求1项所述的一种能降低旁瓣电平的阵列天线，其特征在于，其中该附加金属片为多边形。
4.如权利要求1项所述的一种能降低旁瓣电平的阵列天线，其特征在于，其中该附加金属片为三角形。
5.如权利要求1项所述的一种能降低旁瓣电平的阵列天线，其特征在于，其中该附加金属片为梯形。 
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