TW201740618A

TW201740618A - Ｃ形槽孔天線

Info

Publication number: TW201740618A
Application number: TW105113715A
Authority: TW
Inventors: Jia-Yan Wei
Original assignee: Hsiuping Univ Of Science & Technology
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-11-16
Also published as: TWI611629B

Abstract

本發明係為一種C形槽孔天線，其係包括：一基板；一輻射體，其係設置於該基板之一端面，該輻射體係包括一槽孔單元、一第一輻射單元、一第二輻射單元及一接地單元，該接地單元係設置於該槽孔單元周側，該第一輻射單元與第二輻射單元係分別藉一第一連接單元及一第二連接單元與接地單元電性相接；以及一饋入網路，該饋入網路係包括一饋入段及一饋入點，該饋入點係設置於該基板之一端側，該饋入段係自該饋入點向輻射體延設並設置於第一輻射單元及第二輻射單元之間；據此，訊號由饋人點饋入後傳導至饋入段，經饋入段再將訊號饋入輻射體，再由饋入段與輻射體激發電流後自輻射體輻射出輻射體外。

Description

C形槽孔天線

本發明係為一種槽孔天線，尤指一種具有C形之輻射體的C形槽孔天線。

由於多頻帶天線的應用不斷增長及應用，因此，最好是只要有單一的無線收發器就可用在多頻段的操作。在多頻帶收發器中多頻帶之天線也就發揮了重要的作用，如三頻天線已經開發應用於無線區域網路(WLAN)和全球微波互通存取技術(WiMAX)的系統[28-46]。這些WLAN系統所分配的頻譜集中在2.4，5.2，和5.8GHz而WiMAX系統是在3.5GHz。

WLAN和WiMAX的三頻天線有不同類型的天線設計，包括單極天線，共平面波導(CPW)單極饋入天線，共平面波導饋入槽孔天線和槽孔天線。這些新開發的天線提出了小型的尺寸並適用於三頻的工作頻寬，且是有用的輻射模式，和可用的天線增益。然而，並沒有提及圓極化(CP)的設計。圓極化天線都需要實現極化分集，以防止在傳播環境中由於多重路徑所引起的衰減；再者，為了達到圓極化效果，可能在天線的結構上又將趨於複雜且不易生產製作。

有鑑於上述問題，如何設計具一種簡單並且具有圓極化效果的槽孔天線，實是本發明技術領域之研發人員所應費心研究、開發的方向。

為解決上述問題，本發明係為一種C形槽孔天線，其主要的目的在於提供一種結構設計簡單的天線，以達到易於生產、製作的目的；發明之次要目的係在於提供一種可達到圓極化效果目的的天線。

為達上述目的，本發明係為一種C形槽孔天線，其係包括：一基板；一輻射體，其係設置於該基板之一端面，該輻射體係包括一槽孔單元、一第一輻射單元、一第二輻射單元及一接地單元，該接地單元係設置於該槽孔單元周側，該第一輻射單元與第二輻射單元係分別藉一第一連接單元及一第二連接單元與接地單元電性相接；以及一饋入網路，該饋入網路係包括一饋入段及一饋入點，該饋入點係設置於該基板之一端側，該饋入段係自該饋入點向輻射體延設並設置於第一輻射單元及第二輻射單元之間。

本發明尚包括下列技術特徵：該輻射體及饋入網路係設置於基板之相同端面。

該饋入段與接地單元之間係具有二狹槽。

該第一輻射單元及第二輻射單元係為圓弧狀而概呈C形，並分別與第一連接單元及第二連接單元連接而概呈Y形結構。

該槽孔單元係概呈圓形。

該基板係概呈正方形。

該接地單元之外緣係與該基板相對應而概呈正方形。

該第一輻射單元係具有一第一微帶線及一第二微帶線，該第二輻射單元係具有一第三微帶線及一第四微帶線，其中該第二微帶線及第四微帶線係分別設置於第一連接單元及第二連接單元之下端側而向饋入段延伸。

該第二微帶線及第三微帶線係分別較第一微帶線及第四微帶線長。

藉上述結構以達到所述之目的，關於本發明之結構的說明，於實施方式中有較詳細的論述。

(1)‧‧‧基板

(2)‧‧‧輻射體

(21)‧‧‧槽孔單元

(22)‧‧‧第一輻射單元

(221)‧‧‧第一微帶線

(222)‧‧‧第二微帶線

(23)‧‧‧第二輻射單元

(231)‧‧‧第三微帶線

(232)‧‧‧第四微帶線

(24)‧‧‧接地單元

(25)‧‧‧第一連接單元

(26)‧‧‧第二連接單元

(27)‧‧‧狹槽

(3)‧‧‧饋入網路

(31)‧‧‧饋入段

(32)‧‧‧饋入點

圖1係本發明結構之正面俯視圖。

圖2係本發明結構自饋入點側之側視圖。

圖3係本發明實際測試之反射損耗與頻率關係圖。

圖4係本發明圓極化效果於2.40GHz及5.25GHz頻帶之軸比與頻率關係圖。

圖5係本發明圓極化效果於3.50GHz頻帶之軸比與頻率關係圖。

請參考圖1~2其係本發明之較佳實施例，為達上述目的，本發明係為一種圓形槽孔天線，其係包括：一基板(1)；一輻射體(2)，其係設置於該基板(1)之一端面，該輻射體(2)係包括一槽孔單元(21)、一第一輻射單元(22)、一第二輻射單元(23)及一接地單元(24)，該接地單元(24)係設置於該槽孔單元(21)周側，該第一輻射單元(22)與第二輻射單元(23)係分別藉一第一連接單元(25)及一第二連接單元(26)與接地單元(24)電性相接；以及一饋入網路(3)，該饋入網路(3)係包括一饋入段(31)及一饋入點(32)，該饋入點(32)係設置於該基板(1)之一端側，該饋入段(31)係自該饋入點(32)向輻射體(2)延設並設置於第一輻射單元(22)及第二輻射單元(23)之間。

藉上述結構，訊號由饋人點(32)饋入後傳導至饋入段(31)，經饋入段(31)再將訊號饋入輻射體(2)，再由饋入段(31)與輻射體(2)激發電流後自輻射體(2)輻射出輻射體(2)外。

在本發明中，基板(1)、輻射體(2)及饋入網路(3)係可利用印刷電路板而製造本發明之C型槽孔天線，因此，十分適合大量生產及製作，而所使用的印刷電路板係為FR4板，其中，該輻射體(2)及饋入網路(3)係設置於基板(1)之相同端面，該饋入段(31)與接地單元(24)之間係具有二狹槽(27)，且該第一輻射單元(22)及第二輻射單元(23)係為圓弧狀而概呈C形，並分別與第一連接單元(25)及第二連接單元(26)連接而概呈Y形結構，該槽孔單元(21)係概呈圓形；更進一步言之，該第一輻射單元(22)係具有一第一微帶線(221)及一第二微帶線(222)，該第二輻射單元(23)係具有一第三微帶線(231)及一第四微帶線(232)，其中該第二微帶線(222)及第四微帶線(232)係分別設置於第一連接單元(25)及第二連接單元(26)之下端側而向饋入段(31)延伸，且該第二微帶線(222)及第三微帶線(231)係分別較第一微帶線(221)及第四微帶線(232)長，藉此，分別定義如下參數：槽孔單元(21)半徑r₀，饋入段(31)長度L_t，饋入段(31)寬度W_t，狹槽(27)寬度G_t，第一輻射單元(22)半徑r₁，第二輻射單元(23)半徑r₂，第一輻射單元(22)寬度s₁，第二輻射單元(23)寬度s₂，第一連接單元(25)寬度w₁，第二連接單元(26)寬度w₂，第一連接單元(25)長度h₁，第二連接單元(26)長度h₂和第一微帶線(221)圓弧之角度θ_1a，第四微帶線(232)圓弧之角度θ_2b及第二微帶線(222)圓弧之角度θ_1b，第三微帶線(231)圓弧之角度θ_2a。

更具體而言，在本實施例中，上述參數之尺寸係分別可為r₀=16.0mm，L_t=15.0mm，W_t=4.0mm，G_t=0.3mm，r₁=r₂=11.0mm，s₁=s₂=2.0mm，w₁=w₂=2.0mm，h₁=h₂=3.7mm和θ_1a=θ_2b=36.5°及θ_1b=θ_2a=75.0°，而所述之參數尺寸僅係呈現一具體之C形槽孔天線，至於應用上，仍可藉由改變上述之參數尺寸而調整並達到其他適用的頻率範圍。

請參考圖3，利用上述參數尺寸而製作出本發明之C形槽孔天線，而本實施例之天線經測試後，其反射損失示意圖中可知，本發明之天線所操作之頻帶涵蓋三個頻帶分別是2.25~2.52GHz，3.25~3.53GHz和5.01~5.30GHz；再者，分析本發明之圓極化效果，請參考圖4~5，依圖式可知，所利用的操作頻帶確實有達到圓極化的效果。

另外，在本發明中，該基板(1)係概呈正方形，而中該接地單元(21)之外緣係與該基板(1)相對應而概呈正方形，藉此結構形狀而達到方便天線的生產及製作之目的。

以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括于本創作之申請專利範圍內。