TW200933978A - A dielectric resonator antenna with a transverse-rectangle well and a design method thereof - Google Patents
A dielectric resonator antenna with a transverse-rectangle well and a design method thereofInfo
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Description
200933978 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關一種天線及天線設計方法,特別是一種具有橫向矩 形空腔之介電質共振器天線(Dielectric Resonator Antenna, DRA)及 其設計方法。 【先前技術】 厂.已知的介電質共振器天線如已公開的美國專利第7196663號 「Dielectric resonator type antennas」、美國專利第 6995713 號「Dielectric ❹ resonator wideband antenna」,以及日本專利 jP2005402864號「Didectric fescmatoramenna」,都揭露了一種介電質共振器天線,而且皆採矩形 的共振器(resonator)結構,當然介電質共振器天線也可以是矩形、圓柱 形或是球面等基本幾何形狀的設計。 習知的介電質共振H天線具有鋪耗、絲射鱗的優點,一般 ,、有約為6·10%献,如果使驗低之介電絲(如ε 41())的材 ^的Γ亩請電質共振器天線通常操作在取11模^該 ί功率波束寬(half_P〇Wer beamwidth, HpBW)在Η平
高頻時容易產生歐姆損耗降低輪射效率。 使頻寬高於1。% ;除此之外,品㈣子Q (Q Faetor),也會影塑1 〇 5 200933978 【發明内容】 頻介的在提供一種具有寬波束線性極化輕射場型之寬 '空腔,以增加5輸共j器内嵌入-橫向矩形 •有金屬損耗低、體積小之特電質共振器天線具 好之線性極化_場型。 Τ降低4因子(Q如㈣,具有良 而依據本發明所揭露之天線的較佳眘 具有-第一表面以及一第例’包括-基板,該基板 0形成於該第-表面之上;—饋人導體θ 接地層具有—鏤空部, 電質共振器,配置於該接地層貝之:體包二;面之上;-介 有一第一側面及一第二側面,兮第一本體及一空腔,該本體具 層,該空腔係貫穿該第一側面與:該第二面、該第二侧面垂直於該接地 之__咖 該空腔可使被導入之該介電質共振器亚^ 射 效率,並降低天線品質因子,增加傳給^ ^ &升電磁场之輪射 帶相連結而產生寬頻之效果。 ^尺寸與相對位置’可使不同頻 該饋ί之長軸轴線為正交,且 伸通具有—接觸區域,該饋人導體長軸之延 介於共振器天線之返回損失於10侧寺,訊號傳輸頻寬 200933978 。。本發明之又一目的,在於提供一種具有橫向矩形空腔之介電質乓 振器天線設計方法,可以增加傳輸頻寬,具有體積微小化、寬走^ 性垂直極化輻射場型,易與其他平面電路進行整合,並具製作 低 廉之優點,其中該天線包括: 、 _ 一基板,具有一第一表面以及一第二表面; 一接地層,具有一鏤空部,形成於該第二表面之上; 一饋入導體,形成於該第一表面之上;以及 ❹ 一介電質共振器’配置於該接地層之上,包含一本體及一* 腔,該本體具有一第一側面及一第二側面,該第一側面與該^ 垂直於該接地層,該空腔係橫向貫穿該第一側面第 藉由調整該本體之尺寸可改變該天線的輻射頻率;及/或 * .藉=整該线的尺寸及相齡置增加鼓線之轄 見,及/或 藉由調整該鎮空部及該饋人導體之尺寸及相對位置 ^丨電質共振器天線之阻抗匹配。 Ο 有關本發明的較佳實施例及功效,茲配合圖式說明如下。 【實施方式】 標系及理解,文巾將配合第中所顯示的直角座 行驗置義,其巾y触—第—麵Αι互為平 咬”第一軸向八2平行’接地層20的延伸平面則位於y_z平面。 共振’說明本發明所提出之具有橫向矩形空腔之介電質 、\,’貞天線的祕實施例,本發明之介共振器天線丨包括:、 二基板10 ’具有一第一表·m及一第二表面1〇2 it電係數可為2·13的印刷電路板,—般相如介電係數 7 200933978 一接地層20,該接地層20可為一金屬層,形成於該第一表面1〇1 之上」更具有-鏤空部20卜該鏤空部201係為一矩形,該矩形之長軸 係沿該第一軸向A!方向延伸; -饋入導體3G ’形成於該第二表面搬之上,依據本發明的較佳實 之-’饋人導體3G係沿著該第二軸向a2之方向沿伸,並通過該鐘 的中心位置,而且該第一軸向A與該第二軸向八2係為相互正 ❹ 一介電質共振器40 ’配置於該接地層20之上,包含一太 ,該本細及該空臟皆為矩形結構, 亩一第二侧面4012,該第一側面4〇u與該第二侧面4012垂 ,該雜仙係貫穿該第一側面衡與該第二侧面 特性者ϊίΐΐίϊ40之材質以具備高介電係數’並具有低損耗的 特^者為仫,其較佳實她例的介電係數可在10_100之間,其正 般約為讀2,以產生較高輻射效率,該本體彻局部重 工的上方,該空腔術的位置可依實際的特性需求選擇性 的二iit陳ί疊,或是偏離該鏤空部2G1的所在位置,該本體 的邻严it延者該第二轴向A2之方延伸,該本體401與接地層20接觸 ❹ ί ;=ί 區域觔,而該第二轴向八2則經過該接觸區域: 絲你丨本發明具有橫向矩形空腔之介電質共振器天線較佳實 不其中該本體401包括長办、寬度_及高度d,該 長度、見度與高度分別為al、㈣1 ’該空腔402下緣與该本 以及之距離為s ’該基板1G以及該接地層2G皆分別具有長度I 度卜’該基板10之厚度為1,該鏤空部201之長度與寬产分別Λ 心、a ’該本體401邊緣與該鏤空部2〇1之相對距離 3〇延伸超出該鏤空·丨之距離Ls。 網s及_入導體 的三佳實施i列r mm m 義為 麵.7 _,d=:7.25 麵,d产2 9 •3 mm,該鏤空部2〇1之長度與寬度分別為Wa=2 mm,!^=13 8 200933978 =’該基板10與該接地層20之長度與寬度一致,Wg=L『6〇麵,該 ίϋ〇的厚度㈣.6刪’介電係數ε^4.4,該介電質共振關之介電 _^為〜―2〇 ’該本體401邊緣與該鏤空部201之相對距離ds=7.2麵, 〜饋^導體30延伸超出該鏤空部201之距離Ls=8mm。 號時月ίΐ橫向’矩形空腔之介電質共振器天線在輻射訊 在為輕射喊鮮為5.725 GHZ時之電場分佈, 空電子訊號會經由該饋入導體30進入經過該鏤 ο 402 ^ 2 電質共振器4〇 ’因該介電質共振器40具有一空腔 因此,虽電力線經過該空腔4〇2時,電 y 模悲之電場因擾動而重新分佈,因而增加訊賴射;^寬1使付TE]12 之頻向矩形錄之介電®共振衫線訊號幸畐射 1之訊號iiii Γφ= 曲線圖,說明本發明之介共振器天線 射效果,其巾實線代表實際測量訊號細返 模擬訊麵咖損失之結果,_巾可看出, 為4·76·5.86 GHz之頻線1在傳輸訊號頻率 〇 線較共振器天 圖係嫌89胞頻率之訊以員之』冗圖二第五⑷ 率之峨時之輕射場麵,其情細為量^ )==.73 b為置測之水平極化,其增益分別為5.6及3.6 dBi。直 線條 钟方^於ί發’揭露之具有橫向矩形空腔之介電質特$天绩卜 利用相關元件之調整以控制其性能 电貝/、振器天線1讯唬輻射之頻率(頻段); ⑵藉由調整該空腔4〇2的尺寸(長度〜、寬声卜含’ 5 置來調整該介電質共振器天線〗TEy ^阿又1)兵位 寬,進-步更可改變TEy"2模離之電場2乂=頻率並增加頻 2魏、之電场分佈,以產生高階模 200933978 恶’並藉由頻帶的結合而形成寬頻;及/或 (3)藉由調整該鏤空部2〇1及該饋入導體3〇之尺寸及相對位置, 調整該介電質共振器天線1之阻抗匹配。 /:本發明之具有橫向矩形空腔之介電f共㈣天線藉由 綠」辰器内散人—空腔,使電磁場能有效率地輻射,以降低天 寬可涵蓋4·76-5.86 GHZ的舰,符合區域無線網 带場八你i吝之規格要求,該空腔更能擾動原先取12模態之 η之介雷暫員以卿繼㈣福⑴’且本發明 〇易與其^面電路整I具本性垂直極化輕射場型、 業廣泛應用。 &作成本低廉之優點,容紐各種相關產 雖穌發明以前述之較佳實施例 在不脫離本發明之精神 之“專利定:ti發明之專利保護範園須視本說明書所附 200933978 【圖式簡單說明】 圖;第-圖為本發明具錢向矩雜腔之介共振器天線之立體 例之發明具有橫向矩形空腔之介電質共振器天線較佳實施 第三(a)圖為本發明具有橫向矩形空腔之介電質妓振哭錄 實施例在輻射4.89 GHz頻率之訊號時的電場分佈圖;、、、、乂 Ο 第二(b)圖為本發明具有橫向矩形空腔之介電皙 實施例在輻射5.725 GHz頻率之訊號時的電場分佈^質,為天線較佳 第四圖為本發明具有橫向矩形空腔介電 例訊號輻射之頻率與返回損失㈣㈣關^圖、巍天線較佳實施 第五(a)圖為本發明具有橫向矩形空腔之介電皙itie时$ ^ ± /4_ 實施例在_4.89服頻率之訊號時_射場酬&振$天線較佳 杳〜第iff W圖為本發明具有橫向矩形空腔之介電“”土 實關純射5.73 GHz頻率之訊餅的輻射場型^。、線較佳
Π 200933978 【主要元件符號說明】 1介電質共振裔天線 10基板 101第一表面 102第二表面 20接地層 201鏤空部 30饋入導體 40介電質共振器 401本體 4011第一側面 4012第二側面 402 空腔 Αι第一轴向 A2第二軸向 Ac接觸區域 a量測之垂直極化輻射場型 b量測之水平極化輻射場型 12
Claims (1)
- 200933978 十、申請專利範圍: 1. 一種具有橫向矩形空腔之介電質共振器天線,包括: 一基板’具有一第一表面以及一第二表面; 一接地層’具有一鏤空部,形成於該第一表面之上; 一饋入導體,形成於該第二表面之上;以及 ’I電質共振器,配置於該接地層之上,包—本體及—★ 腔,該本體具有一第一側面及一第二側面,該第一侧面與該第二 〇 側面垂直於該接地層,該空腔係橫向貫穿該第一側面與該^二^ 2. 如申請專利範圍第丨項所述之介電質共振器天線, 振器之本體為矩形結構。 τ w丨窀質^ 3. 如申請專利範圍第丨項所述之介電質共振器 振器之空腔為矩形結構。 ,、〒及"電貝^ 4. 範,1項所述之介電f共振器天線,其中該介電質』 振态之丨丨電糸數介於10至100之間。 貝: n H專利範圍第1項所述之介電質共振器天線,其中該饋入& ❹ 與該鐘空部之長軸為正交。 入導, 6.^2專利範圍第1項所述之介電f共振11天線,其中該饋入暮, 延伸經過該鏤空部之中心位置。 ,、甲忒饋入導| • 7. 範圍第1項所述之介電質共振器天線,其中該本體· .中心ϋ有—接觸區域’該饋人導體長轴之延伸通過該接觸區ΐ m利範圍第1項所述之介電f共振器天線,复㈣介電暂』 13 200933978 9. 一種具有橫向矩形空腔之介電質共振器天線設計方法,該天線包 括: 一基板,具有一第一表面以及一第二表面; 一接地層,具有一鏤空部,形成於該第一表面之上; 一饋入導體,形成於該第二表面之上;以及 一介電質共振器,配置於該接地層之上,包含一本體及一空 腔,該本體具有一第一侧面及一第二側面,該第一側面與該第 二侧面垂直於該接地層,該空腔係橫向貫穿該第一側面與該第 ❹ 二側面; 藉由調整該本體之尺寸可改變該天線的輻射頻率;及/或 藉由調整該空腔的尺寸及相對位置增加該天線之輻射頻 寬;及/或 藉由調整該鏤空部及該饋入導體之尺寸及相對位置,調整符 合該介電質共振器天線之阻抗匹配。 ❹ 14
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104953281A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-30 | 华中科技大学 | 一种频率可调的介质谐振器天线 |
TWI661756B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-06-01 | 聯發科技股份有限公司 | 雷達模組 |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103843198B (zh) * | 2011-07-29 | 2016-05-04 | 萨斯喀彻温大学 | 聚合物基谐振器天线 |
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US10374315B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-08-06 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
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US11367959B2 (en) | 2015-10-28 | 2022-06-21 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
US10476164B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-11-12 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
CN105490023A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-13 | 信维创科通信技术(北京)有限公司 | 用于移动终端的天线和具有其的移动终端 |
US11283189B2 (en) | 2017-05-02 | 2022-03-22 | Rogers Corporation | Connected dielectric resonator antenna array and method of making the same |
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WO2018226657A1 (en) | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna system |
US10892544B2 (en) | 2018-01-15 | 2021-01-12 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna having first and second dielectric portions |
US11616302B2 (en) | 2018-01-15 | 2023-03-28 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna having first and second dielectric portions |
US10910722B2 (en) | 2018-01-15 | 2021-02-02 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna having first and second dielectric portions |
US11552390B2 (en) | 2018-09-11 | 2023-01-10 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna system |
US11031697B2 (en) | 2018-11-29 | 2021-06-08 | Rogers Corporation | Electromagnetic device |
CN113169455A (zh) | 2018-12-04 | 2021-07-23 | 罗杰斯公司 | 电介质电磁结构及其制造方法 |
CN109994823A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-09 | 成都北斗天线工程技术有限公司 | 一种共形三单元介质谐振器天线环阵 |
US11482790B2 (en) | 2020-04-08 | 2022-10-25 | Rogers Corporation | Dielectric lens and electromagnetic device with same |
US11355852B2 (en) | 2020-07-14 | 2022-06-07 | City University Of Hong Kong | Wideband omnidirectional dielectric resonator antenna |
CN112736438A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 同济大学 | 一种优选超表面圆极化的双频段介质谐振天线 |
CN112928448B (zh) * | 2021-01-20 | 2023-05-26 | 维沃移动通信有限公司 | 天线结构及电子设备 |
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Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2173679A1 (en) * | 1996-04-09 | 1997-10-10 | Apisak Ittipiboon | Broadband nonhomogeneous multi-segmented dielectric resonator antenna |
FR2843832A1 (fr) | 2002-08-21 | 2004-02-27 | Thomson Licensing Sa | Antenne large bande a resonateur dielectrique |
FR2844399A1 (fr) | 2002-09-09 | 2004-03-12 | Thomson Licensing Sa | Antennes de type resonateur dielectrique |
GB2406218B (en) * | 2003-09-22 | 2007-06-06 | Andrew Fox | Antenna system |
JP4128129B2 (ja) | 2003-11-06 | 2008-07-30 | Tdk株式会社 | 誘電体共振アンテナ |
TW200637073A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-16 | Sansei Electric Corp | Broad band antenna |
US7710325B2 (en) * | 2006-08-15 | 2010-05-04 | Intel Corporation | Multi-band dielectric resonator antenna |
-
2008
- 2008-01-18 TW TW097102108A patent/TWI354399B/zh not_active IP Right Cessation
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104953281A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-30 | 华中科技大学 | 一种频率可调的介质谐振器天线 |
CN104953281B (zh) * | 2015-05-27 | 2017-07-11 | 华中科技大学 | 一种频率可调的介质谐振器天线 |
TWI661756B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-06-01 | 聯發科技股份有限公司 | 雷達模組 |
US11169250B2 (en) | 2017-10-27 | 2021-11-09 | Mediatek Inc. | Radar module incorporated with a pattern-shaping device |
US11821975B2 (en) | 2017-10-27 | 2023-11-21 | Mediatek Inc. | Radar module incorporated with a pattern-shaping device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US7663553B2 (en) | 2010-02-16 |
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