CN106340710B - 天线阵列 - Google Patents

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Abstract

一种天线阵列。该天线阵列用以对一待测物进行监测，该天线阵列包括：一发射天线模块、一第一接收天线模块、一第二接收天线模块以及一第三接收天线模块；该发射天线模块发射一检测信号，该检测信号接触该待测物，并由该待测物反射成为一返回信号；该第一接收天线模块接收该返回信号；该第二接收天线模块接收该返回信号；该第三接收天线模块接收该返回信号，其中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块之间的相位差为90度。本发明可以有限的空间衍生出天线谐振频带，以提供宽带传输的效果，改善天线模块的方向性以及集中性。

Description

天线阵列
技术领域
本发明涉及一种天线阵列，特别涉及一种用于检测的天线阵列。
背景技术
天线技术已逐渐被广泛应用于生物监测等领域之中，以对老人、幼童、病患、动物进行照顾看护。例如，可远距检测老人是否发生了摔倒，是否有移动，是否有呼吸心跳等等生物迹象。然而，受限于不能与其他电子产品间发生信号干扰(频段不能重叠)，公知用于生物监测的天线装置，其带宽较窄，且效率较差。
因此，需要提供一种天线阵列来解决上述问题。
发明内容
本发明为了欲解决公知技术的问题而提供的一种天线阵列，用以对一待测物进行监测，该天线阵列包括：一发射天线模块、一第一接收天线模块、一第二接收天线模块以及一第三接收天线模块；该发射天线模块发射一检测信号，该检测信号接触该待测物，并由该待测物反射成为一返回信号；该第一接收天线模块接收该返回信号；该第二接收天线模块接收该返回信号；该第三接收天线模块接收该返回信号，其中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块之间的相位差为90度。
在一实施例中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块之间的间距大于该检测信号的波长。
在一实施例中，该第一接收天线模块、该第二接收天线模块以及该第三接收天线模块以三角形的形式排列。
在一实施例中，该发射天线模块位于该第一接收天线模块以及该第二接收天线模块之间。
在一实施例中，该发射天线模块、该第一接收天线模块、该第二接收天线模块以及该第三接收天线模块的天线形式相同。
在一实施例中，该发射天线模块包括一基板、一接地组件、一馈入点、一第一辐射组件以及一第二辐射组件，其中，一第一槽孔以及一第二槽孔形成于该接地组件，至少部分的该第一辐射体在该第一槽孔内延伸，至少部分的该第二辐射体在该第二槽孔内延伸，该馈入点耦接该第一辐射体以及该第二辐射体。
在一实施例中，该第一辐射体以及该第二辐射体呈鱼骨状。
在一实施例中，该第一辐射体的形状不同于该第二辐射体的形状。
在一实施例中，该第一槽孔的形状不同于该第二槽孔的形状。
在一实施例中，该第一辐射组件包括一第一延伸部、一第一分支、一第二分支以及一第三分支，该第一分支、该第二分支以及该第三分支彼此平行，该第一延伸部的一端连接该馈入点，该第一延伸部的另一端连接该第一分支，该第二分支以及该第三分支位于该馈入点与该第一分支之间并连接该第一延伸部。
在一实施例中，该第一分支位于该第一沟槽之外，该第二分支以及该第三分支位于该第一沟槽之内。
在一实施例中，该第二辐射组件包括一第二延伸部、一第四分支、一第五分支、一第六分支以及一第七分支，该第四分支、该第五分支、该第六分支以及该第七分支彼此平行，该第二延伸部的一端连接该馈入点，该第二延伸部的另一端连接该第七分支，该第四分支、该第五分支以及该第六分支位于该馈入点与该第七分支之间并连接该第二延伸部。
在一实施例中，该第七分支位于该第二沟槽之外，该第四分支、该第五分支以及该第六分支位于该第二沟槽之内。
在一实施例中，该第一延伸部的延伸方向相反于该第二延伸部的延伸方向。
在一实施例中，该第一分支的宽度大于该第七分支的宽度。
在一实施例中，该第五分支的长度大于该第四分支的长度，该第五分支的长度大于该第六分支的长度。
应用本发明实施例的天线模块，该第一辐射体以及该第二辐射体呈鱼骨状的不对称设计，因此可以有限的空间衍生出天线谐振频带，以提供宽带传输的效果。另外，该第一沟槽以及该第二沟槽的设计，搭配鱼骨状的排列设计，可改善天线模块的方向性以及集中性。
附图说明
图1A显示本发明实施例的天线阵列。
图1B显示本发明另一实施例的天线阵列。
图2显示本发明实施例的天线阵列的信号隔离度。
图3显示本发明实施例的天线模块。
主要组件符号说明：
TX 发射天线模块
RX1 第一接收天线模块
RX2 第二接收天线模块
RX3 第三接收天线模块
1、1' 天线阵列
10 第一辐射组件
11 第一分支
12 第二分支
13 第三分支
19 第一延伸部
20 第二辐射组件
24 第四分支
25 第五分支
26 第六分支
27 第七分支
29 第二延伸部
30 接地组件
31 第一槽孔
32 第二槽孔
40 基板
41 馈入点
具体实施方式
参照图1A，图1A显示本发明实施例的天线阵列1，用以对一待测物(例如老人、幼童、病患、动物)进行监测。该天线阵列1包括一发射天线模块TX、一第一接收天线模块RX1、一第二接收天线模块RX2以及一第三接收天线模块RX3。发射天线模块TX发射一检测信号，该检测信号接触该待测物，并由该待测物反射成为一返回信号。第一接收天线模块RX1接收该返回信号并输出一第一结果信号。第二接收天线模块RX2接收该返回信号并输出一第二结果信号。第三接收天线模块RX3接收该返回信号并输出一第三结果信号。在一实施例中，第一接收天线模块RX1、第二接收天线模块RX2以及第三接收天线模块RX3均耦接一处理器，该处理器依据该第一接收天线模块RX1、该第二接收天线模块RX2以及该第三接收天线模块RX3所输出的第一、二、三结果信号，以判断待测物的移动情况、生理情况或其他信息。
参照图1A，在此实施例中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块之间的相位差为90度。具体而言，在此实施例中，该发射天线模块TX的相位与该第一接收天线模块RX1的相位差90度。该发射天线模块TX的相位与该第二接收天线模块RX2的相位差90度。该发射天线模块TX的相位与该第三接收天线模块RX3的相位差90度。
在此实施例中，该第一接收天线模块RX1、该第二接收天线模块RX2以及该第三接收天线模块RX3以三角形的形式排列。该发射天线模块TX位于该第一接收天线模块RX1以及该第二接收天线模块RX2之间。
在此实施例中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块之间的间距大于该检测信号的波长λ。例如，该发射天线模块TX与该第一接收天线模块RX1之间的距离大于该检测信号的波长λ。该发射天线模块TX与该第二接收天线模块RX2之间的距离大于该检测信号的波长λ。该发射天线模块TX与该第三接收天线模块RX3之间的距离大于该检测信号的波长λ。
应用本发明实施例的天线阵列，由于距离最近的两个天线模块，其相位差90度，因此可提供良好的信号隔离度，并提高天线效率。参照图2，在一实施例中，该天线阵列的信号隔离度(S21)可低于-30dB。在5GHz～6GHz的频段内，该天线阵列的效率介于55％～80％之间。
参照图1B，图1B显示本发明实施例的天线阵列1'，在一实施例中，该发射天线模块TX、该第一接收天线模块RX1、该第二接收天线模块RX2以及该第三接收天线模块RX3的位置可以适度调整，仍可满足距离最近的两个天线模块其相位差90度，以及距离最近的两个天线模块其间距大于该检测信号的波长λ等规则。
在此实施例中，该发射天线模块TX、该第一接收天线模块RX1、该第二接收天线模块RX2以及该第三接收天线模块RX3运用偶极和槽孔两种不同的天线结构进行设计。该发射天线模块RX、该第一接收天线模块RX1、该第二接收天线模块RX2以及该第三接收天线模块RX3的天线设计形式均相同。参照图3，在此以该发射天线模块TX为例，说明本发明实施例的天线模块的细部结构。该发射天线模块TX包括一基板40、一接地组件30、一馈入点41、一第一辐射组件10以及一第二辐射组件20，其中，一第一槽孔31以及一第二槽孔32形成于该接地组件30，至少部分的该第一辐射体10在该第一槽孔31内延伸，至少部分的该第二辐射体20在该第二槽孔32内延伸，该馈入点41耦接该第一辐射体10以及该第二辐射体20。
就细部结构而言，该第一辐射体10以及该第二辐射体20呈鱼骨状。在此实施例中，该第一辐射体10的形状不同于该第二辐射体20的形状，该第一槽孔31的形状不同于该第二槽孔32的形状。
该第一辐射组件10包括一第一延伸部19、一第一分支11、一第二分支12以及一第三分支13，该第一分支11、该第二分支12以及该第三分支13彼此平行，该第一延伸部19的一端连接该馈入点41，该第一延伸部19的另一端连接该第一分支11。该第二分支12以及该第三分支位12位于该馈入点41与该第一分支11之间并连接该第一延伸部19。在此实施例中，该第一分支11位于该第一沟槽31之外，该第二分支12以及该第三分支13位于该第一沟槽31之内。
该第二辐射组件20包括一第二延伸部29、一第四分支24、一第五分支25、一第六分支26以及一第七分支27，该第四分支24、该第五分支25、该第六分支26以及该第七分支27彼此平行。该第二延伸部29的一端连接该馈入点41，该第二延伸部29的另一端连接该第七分支27，该第四分支24、该第五分支25以及该第六分支26位于该馈入点41与该第七分支27之间并连接该第二延伸部29。在此实施例中，该第七分支位27在该第二沟槽32之外，该第四分支24、该第五分支25以及该第六分支26在该第二沟槽32之内。
在此实施例中，该第一延伸部19的延伸方向相反于该第二延伸部29的延伸方向。该第一分支11的宽度大于该第七分支27的宽度。该第五分支25的长度大于该第四分支24的长度，该第五分支25的长度大于该第六分支26的长度。
在此实施例中，该第一沟槽31以及该第二沟槽32略呈T字形。在一实施例中，该第一沟槽31及该第一分支11用于传输5GHz的信号。该第二沟槽32及该第七分支27用于传输6GHz的信号。该第二分支12、该第三分支13、该第四分支24、该第五分支25以及该第六分支26用于传输7～8GHz的信号，其中，该第二分支12以及该第三分支13加强8GHz频段的传输效果，该第四分支24、该第五分支25以及该第六分支26加强7GHz频段的传输效果。
应用本发明实施例的天线模块，该第一辐射体以及该第二辐射体呈鱼骨状的不对称设计，因此可以有限的空间衍生出天线谐振频带，以提供宽带传输的效果。另外，该第一沟槽以及该第二沟槽的设计，搭配鱼骨状的排列设计，可改善天线模块的方向性以及集中性。在一实施例中，该第二分支12、该第三分支13、该第四分支24、该第五分支25以及该第六分支26略呈梯形，该第一沟槽31以及该第二沟槽32亦包含梯形设计，藉此可提高方向性以及集中性。
虽然本发明已以具体的较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种天线阵列，用以对一待测物进行监测，该天线阵列包括：
一发射天线模块，该发射天线模块发射一检测信号，该检测信号接触该待测物，并由该待测物反射成为一返回信号；
一第一接收天线模块，该第一接收天线模块接收该返回信号；
一第二接收天线模块，该第二接收天线模块接收该返回信号；以及
一第三接收天线模块，该第三接收天线模块接收该返回信号，其中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块被正交地布置使之相位差为90度；
其中，该发射天线模块、该第一接收天线模块、该第二接收天线模块以及该第三接收天线模块的天线形式相同；
其中，该发射天线模块包括一基板、一接地组件、一馈入点、一第一辐射体以及一第二辐射体，其中，一第一槽孔以及一第二槽孔形成于该接地组件，至少部分的该第一辐射体在该第一槽孔内延伸，至少部分的该第二辐射体在该第二槽孔内延伸，该馈入点耦接该第一辐射体以及该第二辐射体；
其中，该第一辐射体以及该第二辐射体呈鱼骨状。
2.如权利要求1所述的天线阵列，其中，任一该天线模块与最接近的另一该天线模块之间的间距大于该检测信号的波长。
3.如权利要求2所述的天线阵列，其中，该第一接收天线模块、该第二接收天线模块以及该第三接收天线模块以三角形的形式排列。
4.如权利要求3所述的天线阵列，其中，该发射天线模块位于该第一接收天线模块以及该第二接收天线模块之间。
5.如权利要求1所述的天线阵列，其中，该第一辐射体的形状不同于该第二辐射体的形状。
6.如权利要求5所述的天线阵列，其中，该第一槽孔的形状不同于该第二槽孔的形状。
7.如权利要求6所述的天线阵列，其中，该第一辐射体包括一第一延伸部、一第一分支、一第二分支以及一第三分支，该第一分支、该第二分支以及该第三分支彼此平行，该第一延伸部的一端连接该馈入点，该第一延伸部的另一端连接该第一分支，该第二分支以及该第三分支位于该馈入点与该第一分支之间并连接该第一延伸部。
8.如权利要求7所述的天线阵列，其中，该第一分支位于该第一沟槽之外，该第二分支以及该第三分支位于该第一沟槽之内。
9.如权利要求8所述的天线阵列，其中，该第二辐射体包括一第二延伸部、一第四分支、一第五分支、一第六分支以及一第七分支，该第四分支、该第五分支、该第六分支以及该第七分支彼此平行，该第二延伸部的一端连接该馈入点，该第二延伸部的另一端连接该第七分支，该第四分支、该第五分支以及该第六分支位于该馈入点与该第七分支之间并连接该第二延伸部。
10.如权利要求9所述的天线阵列，其中，该第七分支位于该第二沟槽之外，该第四分支、该第五分支以及该第六分支位于该第二沟槽之内。
11.如权利要求10所述的天线阵列，其中，该第一延伸部的延伸方向相反于该第二延伸部的延伸方向。
12.如权利要求11所述的天线阵列，其中，该第一分支的宽度大于该第七分支的宽度。
13.如权利要求12所述的天线阵列，其中，该第五分支的长度大于该第四分支的长度，该第五分支的长度大于该第六分支的长度。
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