TW200529494A - CPW-fed compact ring-slot antenna with back-patch - Google Patents

Description

200529494 狄、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種藉由調整株(tuning_stub)及背面金屬板(back_卿h) 來製作共面波導饋入縮小化槽孔環天線(C〇mpact ring_sl〇t antenna) ’ _是朗在無線軌產品上的天線。 【先前技術】 先前所熟知的單饋人共面波導槽孔環天線系在微波基板上侧一環狀 槽孔丄例如：圓形環、矩形環或三角形環槽孔· ··等。饋人端則使用與槽孔 在同々平Φ之共面波導線，由於此種結構之天線，其槽孔環之幾何平均周 ，約等於操作頻率之1· 5倍波導長度。因此，當印刷槽孔天線的製作面積 文，格所限時，若觀面射能姐嶋小時，職作侧神分配電路 或U波電路所需接地金屬面面積就受到極大的限制。如此將不利於一些需 要將印刷槽孔天線製作財效崎上的輯顧。 一 在本發明中’我們提出了一種創新且可縮小槽孔尺寸的共面波導饋入縮 小化槽孔環天線之設計。天賴雜巧且可印製在成本鶴的玻璃纖維電 路板，使得本發明天線極具有商業應用價值。 【發明内容】 如上所述’本發明之目的在於提供一種共面波導饋入可縮小化槽孔環 天線的創新設計。本發日肤線包括：—環賴孔，驗赴該天線之操作 模態，且該獅槽狀平均周長接近該天線操作鋪巾，率之一個波 長:本發明天線包括：-微波基板，具有-上層表面及-下層表面；一輕 射元件，包括環形槽孔、調整株，皆印製於微波基板上層表面，該環形^ ^具有一起始點，作為天線之饋人端，該調整株從天職人端延伸至槽 環内部；-共面波導傳輪線，亦印製於微波基板上層表面，並連接至^形 槽孔之饋人點，用以傳遞訊號；微波基板之τ層表面有—金屬背板。本發 200529494 月^線的獅槽孔，作為天線電猶社要部分。#天線只有環形槽 孔，，此天線為昔知共面波導饋人環賴孔天線，其卿槽狀平均周^ 约等於1.5導波波長(guided wavelength)。額外增加一言周整株時 ^ 形槽孔之平均脱鱗於Μ祕波錄uided猶_州，此碰株除^ 改變射《電場之分佈外，其長度對於天線之阻抗匹配亦是非常有用之機 制。再藉由背面金屬板的作用，可有賴增加微絲板的有效介電常數， 降低天線之導波波長’最後達到縮小天線尺寸之目的。在本設計中， 保有槽孔天線之操作模式，背面金屬板之大小不可大過環形槽孔之外環。 其中’以背板大小選擇可遮蓋槽孔環-半之面積為最適當。 、 【實施方式】 參考第1 ®，本發明之共面波導饋人可縮小化槽孔環天線—實施例包 括：/-微波基板18 ; -輻射it件，包括環形槽孔11(14)，調整株12，皆印 製於微波基板上層表面，該環形槽孔具有一起始點，作為天線之饋入端Μ， 該調整株從天線饋人端延輕槽孔環内部；—共面波導傳輸線17，亦印製 於微波基板上層表面，並連接至環賴孔之饋人點，肋傳遞訊號；微波 基板之下層表面有-金屬背板13(丨5)。本發明天線的環形槽孔η(丨句，作為 天線輪射電磁波的主要部分。本發明天線城端與接地面19，皆製作在微 波基板之同-側，與主動元件相連接則不f要貫孔，所以它與系統電路可 -起利驗波積體電路技術來大量製造，目鱗低製造與安裝的成本，呈 有產業應用價值。 成第2圖是本發明天線一實施例的返回損失結果；在本實施例中之矩形 裱槽孔天線，微波基板18是使用介電常數為4·4、厚度為16 _的玻纖電 路板矩形環槽孔的各何平均長度111為，矩形環槽孔11的幾何平 均寬度112為15mm，矩形環的槽孔寬度113為2_，調整株長度121為 4.3mm，调整株氣隙間距122為〇.3mm，矩形背面金屬板13為 30_xl5mm。對於圓形環槽孔天線14,微波基板18是使用介電常數為 4.4、厚度為ι·6匪的玻纖電路板，圓形環槽孔的幾何平均半徑141為 200529494 17_ ’圓形環槽孔的寬度142為4·5_，調整株長度為6 5_，調整株氣 隙間距為0.3mm，圓形背面金屬板之半徑141為i7mm。兩者之共面波導饋 入線17皆設計成50Ω之特性阻抗。圖中曲線211為本發明之矩形環槽孔天

線反射損失實驗量測結果，曲線212為昔知共面波導饋入矩形環槽孔天線 (無調整株及背面金屬板)之反射損失實驗量測結果；曲線221為本發明之圓 形環槽孔天線反射損失實驗量測結果，曲線222為昔知共面波導饋入圓形 裱槽孔天線(無調整株及背面金屬板)之反射損失實驗量測結果。而由實驗結 果可得到此-實施射矩形環槽孔天線操錄助MHz，而昔知之矩形^ 槽孔天線㈣於3746 MHz;實施财_環天線職靜1744随二 而昔知之獅環天線職作於3285MHz。由此結果可得 頻率下，本發明之槽孔天線_僅約為昔知槽孔環天線之·= 施例中之矩形環槽孔與圓形環槽孔的頻寬（1 : 幢Z 損失阻抗頻寬之定義）分別為其中心頻率之7_2%及9%。天=== ^分別如圖3、圖4所示、而頻帶内的最大增益則分別約為Μ陶里口 第5 _本發明天線之其它實施_顚，圖巾 槽孔5卜調整株52及三角形f面金屬板53組成。 件由-角开々 200529494 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明天線一實施例結構圖。 第2圖為本發明及習知之矩形環及圓形環槽孔天線之返回損失的實驗結果。 第3圖為本發明矩形環槽孔天線輻射場型實驗結果。 第4圖為本發明圓形環槽孔天線輻射場型實驗結果。 第5圖為本發明其他實施例結構圖。

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Claims (1)

1. 200529494 拾、申請專利範圍： 1·種具有背面金屬板共面波導饋入縮小化環形槽孔天線，包含： 一微波基板，具有一上層表面及一下層表面； -輻射元件’印製於微祕板之上層表面，且讀孔環及雜株所構成， "亥槽孔環具有一饋入點，作為天線之饋入端，而調整株從槽孔環之饋入端 延伸至槽孔環内部； 共面波導饋人線，印製於微波基板上層表面，並連接至槽孔環之饋入端， 用以傳遞訊號； 一月面金屬板，印製於微波基板下層表面，用以提高天線之有效介電常數。 2. 如申請專利範圍第1項所述之具有背面金屬板共面波導饋入縮小 化環形槽孔天線，其中該環形槽孔可為矩形環、圓形環、三角形環 或其它形狀的環形槽孔。 3. 如申請專利範圍第1項所述之具有背面金屬板共面波導饋入縮小 化環形槽孔天線，其中調整株用以改變槽孔環電場之分佈及作為阻 抗匹配之調整。 4·如申請專利範圍第1項所述之具有背面金屬板共面波導饋入縮小 化環形槽孔天線，其中背面金屬板視槽孔環形狀而變，用以提高天 線之有效介電常數。 13