200816562 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是-種天線，特別是-種偶極天線與偶極陣列天線。 【先前技術】 一般傳統偶極天線（dipole antenna)的架構，如第「〗 ， 国」所不’兩信 號端12分別朝向相反方向延伸-相同長度，其延伸的長度約為共振波長⑴ 的四分之一，故兩信號端12的總長度約為共振波長（λ)的二分之一\所 以又稱為半波長偶極天線。 半波長偶極天線利用平衡式架構之傳輸線作為饋入線1〇，以空氣或基 板作為基材，其中基板可以是電路板（PCB)。利㈣信號端】2發送所欲傳 輪的無線信號，或接彳比 1中輻射的鱗信號。—般傳統的偶極天線，兩 f吕號端12配置於基板時，會分別位於基板的不同層，例如··一信號端U 配置於基板的上層，另一個信號端丨2配置於基板的下層。 此外，一般的半波長偶極天線在頻率2 45GHz的情形下，大约可以提 供2.5dBi以下的輕射增益值，如此的輻射增益值對於需更大有效通訊距離 的通sfl没備’尚顯不足。 因此’有所謂的陣列天線產生，也就是將多個單一偶極天線組合成天 、、泉陣列’用以增加整體天線的輻射增益值。但由於傳統的偶極天線，兩信 配置於基板的不同層，當多個偶極天線組成天線陣列時會造成配置上 的多層結構’而無法達成將信號端全部配置於基板中同一層的一體化設計。 隨著通訊技術的發展，各方面的應用日益增加，使得相闕的產品也曰 趨多樣化，再加上對通訊品質的要求，天線的設計與研究更顯重要，尤其 200816562 近年來n化的設計不斷的減出，因此設計適當的—體化天線便成 為一重要之議題。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提供一種可以避免多層結 傅"77逹到信號端一體化設計 的偶極天線與偶極陣列天線 本發明所提出之偶極天線包含：基板、接地部、第—偶極子、第 極子與傳輸部。 基板具有㊉-表面與第二表面，而接地部設置於基板的第二表面。第 一偶極子约為1 /4波長之電翕异声，I〒 σ ^ ”長又α又且灰基板的第一表面用以收發無線信 號。弟二偶極子約為丨/4油具夕+与且 μ之㈣長度，同樣設置於基板的第-表面，且 與第-偶極子為相互對稱，用以收發無線信號。 傳輸部約為1/2波長之帝鸟且命1 兒米又又，兩端分別連接於第一偶極子與第二偶 極子。所以第一偶極子與第二 十1用以收發無線信號，等同於傳统偶 極天線的兩賤端）_轉輪·軸，使«-難子鄕二偶極子 同樣配置於第一表面，因此这 建成k一體化的設計。 此外，本發明所提出之偶極 I平幻天線包含·基板、接地部、偶數 極天線、饋入點與連結部。 Ντ^ &扳具有弟一表面與 二表面，而接地部設置於基板的第二表面 偶數對偶極天線組成陣列天線， —一 ’、母—個偶極天線包含：第一偶極子、 弟二偶極子與傳輸部，各元件 極天線-樣。 相㈣結關係、特性及功能等，與上述之偶 200816562 一個饋入點設置於織對偶極天線財4，崎結部將各個偶極天 料接至_人關方式有兩種。第―，將所有的第—偶極子與傳輸部的 接合處’連接至人點。献第二，賴有的第二偶極子與傳輸部的接 合處，連接至該饋入點。 有關本發明的較佳實施例及其功效，茲配合圖式說明如后。 【實施方式】 以下舉出具體實施修謂細說明本發明之内容，並明式作為輔助說 明◦說明中提及之符號係參照圖式符號。 請參照「第2圖」為本發明偶極天線示意圖、本發明的偶極天線包含： 基板20、接地部3()、第一偶極子4()、第二偶極子5()與傳輸部⑼。接地部 U於基板2G㈣二表面24。第—偶極子4()與第二偶極子犯都設置 於基板20的第—表面22，且長度約為丨/4波長之電氣長度。其中第二偶極 子5()與第—偶極子4()的形狀相互對稱，且第-偶極子4G與第二偶極子5〇 同樣都是用以收發無線信號。 / V/ 、…丨0的兩知77別連接於第—偶極子4〇與第二偶極子5()，且傳輸 部60的長度約為丨/2波再 疚長之见虱長度。其中，上述之接地部3〇、第一偶極 子4〇、第二偶極子5〇與傳輪部6()為金屬導體所構成。 b本h月之偶極天線更包含了饋人點7Q與同轴饋線（圖中未示）。於「第 1 饋入7() 6又置於第—偶極子4〇與傳輸部60的接合處。同 軸I貝線主要的功能’是將無線傳輪裝置的信號傳送至天線，再個天線將 所欲傳輸的無線信號發送出去。相對的當天線接收到無線信號時，也可藉 7 200816562 同軸知、表傳足至热線傳輸裝置以進行信號的處理。本發明中，同抽饋線 的正極連接至饋入點70，而負極連接至接地部3〇。上述之同轴饋線可以用 平行傳輸線取代。當採用平行傳輸線時，兩條傳輸線分別連接饋入點70與 接地部I此外饋入點70也可以設置於第二偶極子％與傳輸部⑽的接合 處。 第一偶極子40與第二偶極子5()的長度需滿糊/4波長之電氣長度， 只要滿足這個條件，第一偶極子4〇與第二偶極子5〇的形狀可以為任意相 互對她k何形狀。由「第2圖」可以看出，第_偶極子*嘯狀約略為 倒二角形，相對的第二偶極子5〇的形狀約略為三角形。 傳輸部60的長度需滿足約1/2波長之電氣長度，只要滿足這個條件， 傳#別部60的形狀可以為任意幾何形狀。由 的形狀約略為長條形。 ” H，傳輸部60 接下來說日糊上述偶極天線，所组她極卩她線。物「第3 =為二她敍線所構成之陣鼓絲_。_天線囉包含有基板， 面24設財躺部3()。接地部-基表面 -上的口Ρ6〇與連結部8()，而會有所改變。 陣列天線中的每一個偶極天線都是採用上述、… 有第-偶極子、第二偶極子與傳輪 所以同k包含 能等’與上述之偶崎士 且紅件叫嶋、特性及功 饋入點70主要是連接同軸饋線或 饋入至陣列天線。所象圖中未示），用以將信號 '而^於偶數對偶極天線的中心處，這樣 200816562 才能讓從饋入點70所饋入的信號，能均勻的分散至陣列天線中的每一個偶 極天線。 1¾¼陣列天線是將偶極天線組合成對稱的陣列形式，以增加整體天線的 幸射值。因此當偶極天線排列於基板的第一表面22時，必須有金屬導 Μ所構朗t结部⑽，將每健極天線連接起來。連結部8㈣每個偶極天 線的第一偶極子4〇與該傳輸部60的接合處，連接至饋入點7〇。此外，連
妾M0也可以彳（每個偶極天線的第二偶極子％與該傳輸部⑼的接合處， 連接至饋入點7〇。 請参照「第4圖」和「第5Λ圖」為不同數目的偶極天線所組成的偶極 陣列天線。「第4圖」為四個偶極天線所構成之陣列天線示意圖。「第5Α圖」 為八個偶極天線所構成之陣列天線示意圖。不論是四個或八個偶極天線所 構成獅轉列天線，同樣都具有—個饋人點7Q，設置於這些偶極天線的 中心處’而位於基板第二表面24的接地部3〇之形狀，會配合基板第—表 面22上的傳輪部6〇與連結部8〇，而會有所改變。 _ _ ：)B圖」’圖中所示為八個偶極天線所構成之陣列天線加上 射板之不心圖’其貫不只是八個偶極天線所構成的陣列天線可以加上反 射板9G ’上述的單—偶極天線或二個與四個偶極天線所構成轉列天線， 都可以加上反射板9G。偶極_天_反_〇，主要是可崎無線信 號反射至-特定方向’用切加某狀方向的綠錢骑強度。 請參照「第6圖,〜「筮 。 θ」。取後，本發明更提出實際測試的回饋 損失、電壓駐波比和輜射 射_曝兄明。「第6圖」〜「第25圖」係將本發 200816562 ；"之偶極天、軸偶轉狀線進行各項實制試，而轉之_損失、带 壓駐波比和輻射場形之實驗數據。 已 弟6圖」和「“圖」為偶極天線在頻率範圍5(此〜咖所 回饋損失0侧⑽）圖和電壓駐波比（v陶圖。「第8圓」〜= 圖」為偶極天線，爾5鳥娜X—Y、紅和γ_ζ平面 場形的實驗測試。 射 r 第η圖」#第12圖」為二個偶極天線所構成之偶極陣列天嗜在 頻率範圍剛〜㈣所測得的回饋損失（咖⑺|〇ss)圖和電墨駐波比 (VSWR)圖。「*丨3圓」〜「第丨5圖」為二個偶極天線所構成之偶極陣 列天線，以頻率5.職分別在χ_丫、χ_ζ和γ_ζ平面下，作輕射場形的^ 驗測試。 「弟16圖」和「第17圖」為四個偶極天線所構成之偶極_天線加上 反射板，在頻率範圍5(此〜6GHz^得的回饋損失（时则㈣圖 壓駐波比（VSWR)圖。「第18圖」〜「第2()圖」為四個偶極天線所構^ 之偶極陣列天線加上反射板，以頻率5·%Ηζ分別在χ_Υ、χ·ζ和U平面 下，作輻射場形的實驗測試。 「苐21圖」和「第22圖」為八個偶極天線所構成之偶極陣列天線加上 反射板，在頻率範圍5GHz〜6GHz戶斤測得的回饋損失（她im 壓駐波比(VSWR)圖。「第23圖」〜「第25圖」為八個偶極天線所構: 之偶極陣列天線加上反射板，以頻率5.5GHz分別在χ_γ、χ_ζ和平面 下’作輪射场形的貫驗測試。 10 200816562 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發 明，任何熟習_技藝者，在不麟本發明之精姊範_，當可作骑 之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申料利 範圍所界定者為準Q 月寸 【圖式簡單說明】 弟】® g知技術的偶極天線。 Γ 第2圖：本發明偶極天線示意圖。 第^圖· 一個偶極天線所構成之陣列天線示意圖。 第4圖：四個偶極天線所構成之陣列天線示意圖。 第5A圖··八個偶極天線所構成之陣列天線示意圖。 第5B圖··八個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板之示意圖。 第6圖：本發明偶極天線之回饋損失量測數據圖。 弟7圖：本發明偶極天線之電壓駐波比量測數據圖。 第8圖：偶極天線制於5.仰七時，χ_γ平面之輻射場形實驗數據圖 乐9圖··偶極天線應用於5鳥時，χ_ζ平面之輻射場形實驗數據圖 ··偶極天線應射…GHz日μ_ζ平面之輻射場形實驗數據圖< =η圖：二個偶極天線所構成之陣列天線的回饋損失量測數據圖。 ：二侧極天線_成之陣列天線的電壓駐波比量職據圖。 弟Μ ··二個偶極天線所構成之陣列天線應用於5況此時，平 面之輻射場形實驗數據圖。 “ 200816562 線所構成之陣列天線應用於5.5GHz時，X-Z平 ., 、個偶極天線所構成之陣列天線應用於5.5GHz時，Y-Z平面 輪射場形實驗數據圖。 ^四個偶^巫天線所構成之陣列天線加上反射板的回饋損失量測 教據圖。
、 ^·四個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板的電壓駐波比量 則數據圖。 第 日士 圖·四侧極天線所構叙卩她天線加上反射板應用於 5.5GHz 、X Y平面之輻射場形實驗數據圖。
第 C 日士乐19目··四個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板應祕5.5GHz X2平面之輻射場形實驗數據圖。 日士书2〇 _ :四個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板應麟5.5GHz 了 Y、Z平面之輻射場形實驗數據圖。
第14圖：二個偶極天 面之輻射場形實驗數據圖。 第15圖：
弟21圖：八個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板的回饋損失 數據圖。 、“J 、 2 ® :八個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板的電壓輯 刪數據圖。 里 々Λτ 士乐圖：八個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板應用於5.5gi^ 、 Y平面之輻射場形實驗數據圖° 乐24圖：八個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板應用於5.%出 200816562 時，x-ζ平面之輻射場形實驗數據圖。 第25圖：八個偶極天線所構成之陣列天線加上反射板應用於5.5GI1Z 時，Y-Z平面之輻射場形實驗數據圖。 【主要元件符號說明】 10 :饋入線 12 :信號端 20 :基板 22 :第一表面 24 :第二表面 30 :接地部 40 :第一偶極子 50 :第二偶桓i子 60 :傳輸部 70 :饋入點 80 :連結部 90 :反射板 13