TW293188B - - Google Patents

Description

經濟部中央橾牟局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 i、發明説明（） 本發明係有鼷於依據如申請専利範國第1項之包容性 項目所述之平面式天線裝置。 目前習知用於接收衛星信虢，特別是霣子通信媒體所 用的TV、Astra與DBS(直接廣播衛星）頻帶，由11.70GHz至 12.50GHz的DSR信號者係以雙極群為基礎之電磁賦能•其 之每一涸K某種相位/级被饋給另一個，並因而產生線性 與環形棰化放射場。此種型式之平面式夫線裝置大多實現 於三極板技術或微波導片技術。一霣子零件裝置（即捵流 櫬）被切換到該平面式天線裝置之下游，且此依照現有應 用而處理信號。 該平面式天線装置與電子零件零件之耦合大多均用具 有輻射器合成信號之電容聪结中的中空波導做成。 這種具有下游電子零件的平面式天媒裝置型式所須之 傾別次組件的尺寸大得不成比例•以獲得足夠大的接收與 傳輸輸出，其结果為該天線變得非必要之重且難Μ管理* 而使得這種發射系統不逋於手持式應用。另一方面*中空 波導所用的個掰零件有醑製造之尺寸箱求非常大•且該平 面式天線裝置、中空波導與該霣子零件間的信號耩合很有 問題，使得躭算製造時之差異很輕微，該等信號也無法由 一元件足夠地被連结至下一個。使用逭種型式的中空波導 也不可能進行雜訊比對。 因此，本發明之目標便在於生產一種具有平面式天線 、耦合元伴與下游電子包含零件之小型發射與接收系統， 其製造簡單且經濟。 -4- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明（） 此目標乃由本發明之如申請專利範圍第1項或第20項 之特點加以解決。有利的構造則記述於次申請專利範園中 。該耦合元件因而最佳地僅包含少數零件*其易於製造。 在利用這種型式電磁振膜的固定導電耦合结果下*該發射 糸統特別對檄械力也對灰塵能堅固地抵抗*且因此很通用 隨身攜帶使用。使用依據本發明之發射糸統•依照該等表 面諧振器之成形*線性與環形棰化波可被接收或傳送•由 各種衛星來的信號便能有利地被接收與發射。該等表面諧 振器為方形或長方形。使用該耦合元件之元件的阻抗比對 可利用改變在内層導應與外層導體旁之段落Al、A2與A3的 長度與（或）直徑，而比較容易且有利地被實施。有利的尺 寸可藉適當的數值似近法之助加以決定* 一零件在尺寸之 變化或在材料之變化對其他將被選用之零件尺寸或材料的 影響為固定的。利用對耦合件於次申請專利範圍第11項所 決定之值可獲致良好的阻抗與雜訊比對。依據所描述的值 為基礎，該發射系铳可在11.70至12.50GHz的頻率範豔内 被最通化。 由於該内層導髓之外層直徑的不定地改變與其雙向分 割之结果，該發射系統可簡單又迅速地組裝。為了使該内 層導髓零件與環輪固定於定位，其並不須有額外的零件。 進而言之，在該耦合元件之三向分割僅須考慮到三種阻抗 波的结果下，該數值方法被予Μ簡化。 當該耦合件之内層導體的内層端部分別被焊接到該嫌 給點或連接點時，在個別耦合間的永久電氣連接可被獲致 本紙張尺度適用中國困家標準（CNS ) A4C格（210Χ297公釐） ---------^ ------ I— — JI I--^ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S93188 A7 B7____ 五、發明说明（） Ο 利用固定地選擇該外層導體之內層直徑與該内層導饅 之外層直徑，而K正被配置於該平面式天線與下游電子零 件間底板所決定的電電介質常數同時地使電電介質環輪相 鄰*阻抗比對亦可被達成。該遘當環輪之厚度與此之材料 決定該段落之波阻抗。最適值可利用逋當的數值方法加以 計算。 該平面式天線與下游電子零件由於撤波導片技術之設 計而較經濟且篛單地製造*此在大量時對成本有可觀的益 處0 該櫬械載波板使該發射糸统穩固且有利地由外面封住 該耩合件及基本平面。 為了利用該平面式天線装置接收或傳送環形極化電磁 波，可用到長方形或方形表面諧振器*就方形諧振器而言 *額外的寄生發射元件可Μ用條狀導體的形式，距離一表 面諧振器兩相反邊緣平行地配置。此每一所要邐擇的距離 係照該表面諧振器所將要被最缠化或調整的頻率或振通狀 況而定。該等表面諧振器與該平行的條狀導體可利用雪射 光有效地生產，而首先必須利用石版印刷處理來產生長方 形。在使用雷射光下·在一群内之該等表面諧振器或在一 群内之選擇性頻率位移的正確比對便可被實腌。 除了利用雷射光或石版印刷處理使得該等平行條狀導 體為可生產外*頻率比對亦可用二個擬態元件加以實施* 即如方形表面諧振器所用的相同霣容之電容電抗•瑄些元 -6- 本紙張尺度逍用中國國家梯準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） I--------7丨裝------订-----Γ線 ( . ( (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準扃貝工消费合作杜印¾ M濟部中央檫準局貝工消费合作社印裂 A7 B7 五、發明説明（） 件被該表面對角線交叉點上的極與在該表面譜振器一邊緣 的另一槿所連接；其二邊緣必須在相反俩以達到振盪狀況 所須的足夠對稱性。具經濟性的比對可使用該等擬態元件 (即如電容器）達成，此可篛單地用手動加以實腌。 進而言之，在方形表面諧振器的二相反邊緣中心處可 利用雷射或蝕刻方法做出槽，此也使得用方形表面諧振器 來接收或傳送瓌形棰化波成為可能。在槽寬度為媒波長度 之0.025下，模態重叠可被達成* Μ獲致在該平面式天镍 頻率範圍内小於ldB之襪圓性的環形極化。此處的檐必須 尺寸相同。該等槽在該表面諧振器中心點方向的長度決定 了該表面譜振器所接收/傳送的頻率。 由於一額外的薄電介質薄膜，該等表面諧振器與發射 區域間的阻抗也可被獲致，該天線之增益被有利地提升。 該等表面諧振器、該供應系铳與該耦合件也有利地被保護 不受如灰塵與水份之外部影響。 在下列段落中*本發明之塱式樣本利用附圖更詳细地 加以解釋： 第1圓顬示一個平面式天線裝置之上方園》其具有一 陣列之表面諧振器，以一鏔給點利用供應系统被相互連接 於同相位。 第2圖顯示該耩合元件之一側面圓。 第3圓顯示該糈合元件之一側面鼷。 第4圖顯示一俚具有平行條狀辱«之表面讅振器元件 〇 本紙張尺度遑用中國國家揉準（CNS >八4规格（210X297公釐） ----------裝------訂-----Ί線 ( - ( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣率扃貝工消费合作杜印«. A7 B7__五、發明说明（） 第5画顯示一個具有擬態元件之表面諧振器元件。 第6圖顯示一個具有槽線元件之表面諧振器元件。 第1圖顯示一平面式天線装置（1)之上方圖。該平面式 天線裝置（υ係用微波導片技術製作且該底板（2)係由RT/ duroid 5880做成，其在扁平側邊塗裝有鋸薄膜（3,4)，該 薄膜厚度為17.5u。該平面式天線裝置（1)具有數個表面 諧振器（5>，其利用一供應条統（6)K —饋給點（7)相互連 接於同相位。表面諧振器（5)、供應糸統（6)與饋給黏（7) 為利用一般的光石版印刷處理製造。平面式天線裝置（1) 面對而遠離發射區域之側邊形成該平面式天線装置（1)之 質量或基本平面（8)。該供應系統（6)與表面諧振器利用薄 條狀導體（9)而逋應彼此阻抗，且Κ與表面諧振器之延伸 邊緣（10)成45°被連接於該表面諧振器（5)之邊緣。 該平面式夭嬢裝置（1)之饋給點（7)與該下游電子零件 (12) 之連接點的耩合如第2與3圖所示般地由一個耦合元件 (13) 所實施。該下游電子零件（12)同樣地以微波導片技術 生產，且在面對該平面式天媒装置（1)之側邊具有其質量 平面（14)，並在面對而遠離該平面式天镍之側邊具有被焊 接之電子零件（25)與連接點（16)。該耦合元件（13)包含三 涸段落AUA2與A3 »其形成波阻抗Ζ1,Ζ2與Ζ3。該外曆導艚 (17)為一塾圈·其在配裝該發射条统之際利用一壓缩接頭 於其前方面（18)與該質量平面（8,14)形成電氣接觸。一櫬 械載波板（19)被置於匯繞著外曆導體（17)的質量平面（8, 14)之間。該内層導髖包含二個旋轉式對稱的部位（20,21 (锖先閱讀背面之注$項再填寫本頁) -裝. ,11 線 —8 — 本纸張尺度適用中國國家揲率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 293188 A7 B7 ;、發明说明（） )。一個靠外的内層導鱧部位（21)之外層直徑（D3)等於中 央段落部位（23)之孔（22)的内層直徑。另一個靠外的内暦 導體部位（24)之直徑（D1)小於中央内層導埋部位（23)者。 部位（23)與部位（24)由一件做成。瓌輪（26,27)被推至二 個靠外的内層導體部位（21,24)上，其內曆直徑（RI1,RI2 )等於該内暦導體部位（21,24)之適當的外層直徑（D1,D3) ，其外層直徑（RA1,RA2)等於該外層導« (17)之内暦直徑 。一個環形空氣間隙被提供於該中央内層導體部位（23)與 該外層導腰（17)之間。段落A1,A2與A3的雄長度等於該二 底板（2,29)之距離。該二靠外的内曆導體部位（21,24)穿 過該底板（2,29)，並分別被焊接於該饑給點（7)或該連接 點（16)。 該中央内曆導體部位（23)之孔（22)的深度足Μ在該靠 外的内層導髖部位（21)之前方面與該孔（22)之底間*就應 理容差観點而言均存在有空氣間隙（L)。 經濟部中央搮窣扃貝工消费合作社印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一薄電介質薄膜（35)平行地被配置於表面諧振器（5) 上•其空間為波長之半•其電介霣常數被選定為使得該發 射區域與平面式天線裝置（1)缠應於彼此形成阻抗。此在 當該電介質薄膜之厚度大約為0.6至0.9m且其電介質常数 等於2.05至4時可K被達成。 表面諧振器（5)之特殊型式被顯示於第4與5圓。 第4圖因而顯示一方形表面諧振器（5>，在其邊掾（30 )具有平行配置之條狀導體（31) *以一空間（A)平行於Y粬 而延伸•此所代表者為寄生發射元件。該條狀導«(31)之 9- 本紙張尺度遑用中國國家梯準（CNS M4規格（210X297公釐> A7 B7 五、發明説明（） 目的為模態比對。 第5圖顯示一方形表面諧振器（5)，其中心連接有二電 容模態元件（33)(電容器）。該模態元件（33)被其另外的極 (34)連接於該表面諧振器（5)之相反邊緣（30)。 第6圖顯示一方形表面諧振器（5)，在其邊緣（30)於中 心點（32)方向容納有長度為SA及寬度為SB之二槽（36)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .装. 訂 線 經濟部中央棣準局員工消费合作社印製 -10- 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS > A4洗格（210X297公釐）

Claims (1)

1. '申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 第84102922號申誚案申誚專利範圍修正本 85.3.12. 1 . 一種具有利用一供應糸統（6)被迪接於一饋給點（7)之 表面諧振器（5)的平而式天線裝置（1)，該平®式天線 裝置（1)之饋給點（7)利用一耦合元件（13)，特別是一 換流機被連接於該下游電子零件（12)之接頭（11 )·該 耦合元件（13)為一同軸導體•其介於該供應糸統（6) 之該餓給點（7)與該下游電子零件（12)之接頭（11)間 的内層導體之外層直徑與外層導體之内層直徑的比值 會變化•其恃獻在於： 該同軸導體之内層導體（20,21)具有三個段落（A1 ,A2,A3)，其毎一値具有不同的直徑（D1.D2.D3) * — 外層段落（A1)之外層端部與該平面式天線裝置（1)之 頷給點（7)形成電氣接觸，其他外層段落（A3)之外層 端部與該下游電子零件（12)之連接點（11)形成電氣接 觴•且 該中央段落（A2)之直徑（D2)大於該二外層段落（A 1, A3)之直徑（D1, D3) ·且 該等外層段落U1,A3)之毎一傾皆被一琛輪（R1,R 2)所封住並且毎一段落（A1,A2,A3)形成波阻抗（Z1,Z2 ,Z3) ·以及每一波阻抗（Z1,Z2,Z3)之大小由該等直徑 (D1,D2,D3,D4)所決定·也由該内層及外層導體（20, 21,17)所用之材料所決定•同時在該特殊段落可用到 環輪（R1,R2)時•亦由其所決定。 2 .根據申請專利範圍第1項所述之平面式天線裝置，其 11 本紙張尺度逋用中國國家橾半（CNS ) A4规格（2丨0 X 297公釐） --------(.象一------訂-----..—( .i (請先W讀背面之注^•項再填商本頁> 鐘濟部中央樣率局工消费合作社印衷 A8 B8

   申請專利範圍 經濟部中央標半局工消费合作社印氧 特徵在於：該内層導體之一端部與該平面式天線裝置 (1)之饋給點（7 )形成電氣接觸，而其另一端部與該下 $電子零件（12)之連接點（11)形成電氣接觸，且該外 層導體（17)與該平面式天線裝置（1)之質量或基本平 面（8,14)、及也與該下游電子零件（12)形成電氣接觸 0 3 .根據申請專利範圍第1或2項所述之平面式天線装置 •其恃擻在於：該内層導體（20,2 ])為複式且其個別 之部位（20,2 1)彼此形成電氣接觸，明確言之《係段 落A1與A2被形成一部位，及段落A3至少以一部分被嵌 入於中央段落A2，其位置為其面對而遠離段落A1的前 方面上。 4. 根據申請專利範圍第2項所述之平面式天線裝置，其 持擻在於：該平面式天線裝置（1)與下游電子零件（12 )可利用該同軸導體之個別段落（A1, A2 , A3)所形成之 波阻抗（Z 1 , Z2 , Z3)彼此適應有關之阻抗及/或雜訊。 5. 根據申請堪利範圍第4項所述之平而式天線裝置，其 恃擻在於：該平面式天線裝置（1)及/或該下游電子 零件（12)利用微條導片技術製造，每一包含一電介質 載波板（2,29)、面對而遠離該耦合件Π 3)之側邊支撑 該條狀金屬導體、包括有饋給點（7)之供應糸統（6)、 該表面諧振器（5)及/或電子零件（12)與另一側邊支 撑一金屬質虽或越本平面（2,29) ·其毎一與具有外層 導體（17)形成電氣接觸，以及在於之事實為：該面對 本紙张尺度適;tl >丨，阁«家標？M CNS ) Λ4说格（210X297公釐） --------^ -裝j-----訂----|一線 (請先Η讀背面之注$項再填寫本頁) 293188 *7 —---六、申請專利範園 A8 B8 C8 D8 衄濟部中央梯率局貝工消费合作社印装 該平面式天線装置（1)或下游電子零件（12)的内層導 體之内層段落（A1,A3)，在該饋給點（7)或連接點（11) 之區域以其内層端部推動穿過/通過該電介質載波板（ 2,29)，且與饋給點（7)或該連接點（11)形成電氣接觸 〇 6.根據申請專利範圍第4或5項所述之平面式天線裝置 ，其特擞在於：至少一環輪（R1, R2)被推至該内層導 體之外層段落（Al, A3)上•其毎一以其前方面鄰接該 外層導體之中央段落（23) |且以其另一前方面分別鄰 接該平面式天線（1)之載波板（2)或該下游電子零件（1 2)之載波板（29)。 7 .根據申請專利範圍第5所述之平面式天線裝置，其待 擻在於：至少一機械載波板（19)介於該平面式天線（1 )與該下游電子零件（12)之金屬質量或基本平面（8,14 )間•其厚度或總厚度大約等於同軸導體的外層導體（ 17)之長度，且其封住該外層導體（17)。 8.根據申請專利範圍第5或7項所述之平面式天線裝置 ，其持戡在於：該平面式天線裝置（1)利用該表面諧 振器（5)接收及傳送〗1.70GHz至12.50頻率範圍内之電 磁波|並將其利用供應糸統（6)饋送至饋給點（7)，下 列的尺寸及材料性質可應用於該耦合件（13): (a)外層導體： 材料： A1 ,Cu, Ag,待別是Cu 導電性： 35.4-63.5i:10:::exp(6)S/m ; 13 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 请 先聞 Λ 之 注 I 貪 裝 訂 S 線 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 内層直徑： （DA)4.2-5.0刪； 特別是 4.8 - 5.0 mm ; 特別是4.8 mm ; (b)内層導體： 外層段落（A1): 長度：（LAI) 1.2-2.3nun ; 待別是1.31-1.59腳；待別是1.59ram ; 外層直徑： （Dl)0.8-2.0mn ; 待別是1. 0 - 1. 3 _ ; 持別是1. 3 mm ; 材料： Al,Cu,Ag 傳電性： 10.64-63.5*10*exp(6)S/m 持別是 35.4-63. 5;：;10：：··θχρ (6)S/m 中央段落（A2): 長度： αΑ2)9-14.5·; 特別是1 2 . 5 - 1 4 mm ;持別是1 3.5 _ ; 外層直徑： （D2) 1 . 8-2. 4臓； 待別是 1 . 8 - 2.2 mm ; 待別是2 mm ; 材料： ,Cu, Ag 導電性： 35. 4-63. 5*10>::exp (6)S/m 外層段落（A3): 長度： （LA3)4.6-8.5imn ; 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4说格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) -裝. 線. 293188 A8 B8 C8 D8 ~、申請專利範圍 待別是 外層直徑： 5.5 - 7.0 臟；特別是 6.7 9 mm ; (D3)l.l-1.4imn ； 特別是 1 . 2-1. 35rain 待別是1 . 3ram ; A 1,C u,Ag 10.64-63.5*10*exP(6)S/in 特別是 35.4-63. 5*10:::exp (6) S/m 鐵氟龍•石英 2.05- 3.75 ； 特別是2.05-2. 2 ;0.8 - 2.2 mm ; 待別是 1 . 1 - 1 . 5 mm ; 待別是1 . 305mm ; 3 · 5 - 4 . 8 ram ; 特別是 4.2 - 4.8 mm ; 特別是4 . 8 ram ; 鐵氣龍，石英 2.05- 3.75 ； 待別是2. 05-2. 2 ;0.8 - 2.2 ram ； 持別是 1 · 3 - 1 · 4 mm ; 待別是1 . 3 1 ιηπι ; -15 - (請先W讀背面之注項再填寫本頁) -裝. 訂 線_ 經濟部中央標準局*;工消费合作社印策 材料： 導電性： (c)環輪（R 1): 材料： 電介質常數： 内層直徑： 外層直徑： (d)環輪（R2): 材料： 電介質常數： 内層直徑： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210 X 297公釐） 293188 A8 B8 C8 D8 六'申請專利範圍 外層直徑： 3.5-4.8mm ; .待別是 4.2-4. 8ππη ; 待別是4.8 mm。 9.根據申請專利範圍第4項所述之平面式天線裝置•其 . 待擻在於：該表面諧振器（5)為長方形待別是具有y 比X之側邊比值等於0.935，並利用該供應糸統（6)依 相位被彼此饋給，至少一列該供應条統（6)與至少該 表面諧振器（5)之一邊緣相鄰接，待別是相對於該延 伸邊緣線（30)成45度角，其方式為利用該表面諧振器 (5)使該平面式天線裝置（1)之環形極化電磁波被接收 或發射。 10.根據申請專利範圍第4或9項所述之平面式天線裝置 ，其待擻在於：在一方形表面諧振器（5)之二相反側 邊上•恃別是平行於該Y軸之側邊，一條狀導體平行 於其每一而被配置，且該等導體（3 1 )恃別是以該表面 諧振器（5)所接收之線波長的0.02倍的距離被配置。 Π.根據申請專利範圍第4或9項所述之平面式天線裝置 ，其特徵在於：集中電容的或可調整的擬態元件（33) 在該等表面諧振器（5)對角線交叉點與該表面諧振器（ 5)之二相反側邊（30)間被切換，該表面諧振器（5)持 別是為方形ϋ 12 .根據申請專利範圍第4或9項所述之平面式天線裝置 ，其持擻在於：該等表面諧振器（Γ))為方形，一槽線 在二相反邊緣，每一平行於該X軸’亦在對稱平面上 -16 - 本紙張尺度適用中國國家棋準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 、—裝 II 訂 線 ( . f (請先聞讀背面之注#^-項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製

   蛵濟部中央揉準局負工消费合作社印製 13.根據申請專利範圍第4或9項所述之平面式天線裝置 •其特擻在於：該等表面諧振器（5)為方形，短路銷 距該等邊線平行於該X軸，而在該表面諧振器與該導 電基本平面（8)間的對稱平面Y上延伸。 1 4 ·根據申請專利範圍第4或9項所述之平面式天線裝置 ，其恃擞在於：該等表面諧振器（5)之中心點形成該 平面式天線裝置（υ之邊緣（34)，而利用一耦合元件 與該基本平面（8)形成電氣接觸。 1 5 .根據申請專利範圍第4或9項所述之平面式天線裝置 ，其特獻在於：一薄電介質薄膜（35)待別是具有2.05 至4之電介質常數者被配置平行於該表面諧振器（5)之 平面。 16 .根據申請專利範圍第1 5項所述之平面式天線裝置，其 持ί数在於：該薄電介質薄膜（35)以空間波長之一半距 離該表面諧振器（5)之表面被配置。 17.根據申請專利範圍第16項所述之平面式天線裝置，其 待m在於：該薄電介質薄膜（35)具有之厚度為0.6ιητη 至0.9咖。 18 .根據申請專利範圍第1項所述之平面式天線裝置，其 待擻在於：該耦合元件（13)為一同軸導體，其中介於 該等連接點（7 , Π )間的外層導體與内層導體具有一固 定直徑，且介於該外層與内層導體間之環輪（R)為不 同的材料，待別是具有不同的電介質傜數。 -17 - 本紙張尺度適用中固«家梂準（CNS > Α4規格（2丨0X297公釐） (请先閱讀背面之注$項再填寫本頁) -束· 訂· 線