TWI283944B - Antenna - Google Patents

Description

1283944 九、發明說明： 【發明所屬之技彳标領域】 發明領域 本發明係有關於一種天線，特別是具有容易調整天線 5 連接端子之阻抗的天線構造。 C先前#支冬奸;3 發明背景 最近，導入經由無線讀取來自名為RFID標籤之讀取對 象物之編碼資訊的系統是很普遍的。 10 在這樣的系統中，讀取RFID標籤的編碼資訊之裝置稱 為RFID讀寫器。RFID標籤具有記憶著編碼資訊之IC記憶 體’卻因欲使之小型化而未裝設電源。因此，為了讀取 記憶體的編碼資訊並經由無線發送，電源之供應是必要的。 RFID §買寫裔在項取RFID標戴之編碼資訊時，會發送連 15續固定波(CW)至RFID標籤。RHD標籤在接收該連續固定波 後，會將之轉換為電流並得到電力。藉由此電力讀取扣記 憶體的編碼資訊後，改變前述連續固定波之波長並傳回 RHD讀寫器。藉此，RHD讀寫器可讀取RFID標籤之編碼資 訊等。 20 第1圖是顯示此種RFID讀寫器組成之概念圖。在第1圖 中，天線1透過同軸電纜2連接資訊讀取處理電路3。天線1 之平板放射導體10藉由鐵氟龍等絕緣體支柱lla〜lld平行 對向地配置於接地板12上。 在第1圖所示之例中，雖然藉由絕緣體支柱lla〜lld隔 1283944 截面圖所示，接地板12與平板放射導體ι〇中間隔著介電體 基板14對向配置。又，相對平板放射導體10之中心〇調整供 · 電點P之位置，可將同軸電纜中心導體16連接至供電點p， 且將同軸電纜外部導體17連接至接地板12。 5 所顯示出之特徵係在相對平板放射導體10之供電點p 位於預定角度位置上於平板放射導體10之外緣設有突起15 或缺口部（專利文獻1，第3圖），且可調整其尺寸。 又，在專利文獻2所記載之發明中，如第4圖所示，基 板20上形成具有缺口部9之放射導體10，且在供電線21與放 · 1〇射導體10之間設有槽孔22。此外，利用該等槽孔22之寬度 及長度來調整天線之動作模式、長度，並藉此得到所需之 阻抗匹配。 【專利文獻1】日本專利公開公報第8-8446號 【專利文獻2】曰本專利公開公報第2〇〇1_2〇3529號 15 【發明内容】 發明欲解決之問題 然而，以如此習知例中之調整供電點位置之方法來調 整加工並不容易，且亦具有因供電點位置不同所產生之偏 振波狀態改變之問題。 20 因此’本發明之目的在於提供能容易調整阻抗之天線。 解決問題之手段 可達成本發明目的之天線，其第丨形態包含有： 接地板； 平板放射導體’與前述接地板平行設置； 7 1283944 供電線導體，係相對前述 、’4 τ 寸^反敌射導體垂吉去，日 端連接於前述平板放射導體之供電點， ：直者，且一 同軸電缆之内部導體並作為天線端子·而另—端則連接於 導電盤，與前述供電線導體遠: 5 接地板平行設置， 4料接，且相對於前述 又，前述導電盤與前述接地板 ,4的距離是可調整的。 可達成刖述本發明目的之天線，复 在第郇態中： 之特徵在於 於前述供電線導體之至少一 10 紋 4知的外周形成有陽螺 前述導電盤具有供前述電線導體貫穿之中央部分，且 於前述中央部之内側面形成有與前述供電線導體之:述陽 螺紋結合之陰螺紋，又，藉由旋轉該導電盤，可沿著前述 陽螺紋調整與前述接地板之間的距離。 15 可達成前述本發明目的之天線，其第3形態包含有 接地板； 平板放射導體’與前述接地板平行設置； 第1供電線導體，係一端連接於前述平板放射導體之供 電點，且相對前述平板放射導體呈垂直者；及 20 第2供電線導體，係一端連接於同軸電纜之内部導體並 作為天線端子者； 又，前述第1供電線導體之另一端與前述第2供電線導 體之另一端對向地配置，且對向之面積大小是可調整的。 可達成前述本發明目的之天線，其第4形態之特徵在於 1283944 在第3形態中： 前述第1供電線導體，係導電之螺柱， 又，前述第2供電線導體具有導電體中空管，且中空介 電體插入前述導電體中空管之至少一部份中，而前述中空 5 之介電體之内側面具有可與前述螺柱結合之陰螺紋。 可達成前述本發明目的之天線，其第5形態包含有： 接地板， 平板放射導體，與前述接地板平行設置； 第1供電線導體，係一端連接於前述平板放射導體之供 10 電點，且相對前述平板放射導體呈垂直者； 第2供電線導體，係一端連接於同軸電纜之内部導體並 作為天線端子者； 又，前述第1供電線導體之另一端與前述第2供電線導 體之另一端對向地設置，且相向之面積大小是可調整的， 15 且該天線具有與前述第2供電線導體電氣連接與前述 接地板平行對向地設置之導電盤， 又，前述導電盤與前述接地板之間的距離是可調整的。 圖式簡單說明 第1圖係顯示RHD讀寫器構成之概念圖。 20 第2圖係顯示專利文獻1所記載發明之平面圖。 第3圖係顯示沿著圖式中之A-A’線之截面圖。 第4圖係說明專利文獻2所記載之發明。 第5圖係按照本發明天線之第1實施例原理圖。 第6圖係對應第5圖原理圖之等價電路。 1283944 圖係對應第5®之原理圖之實施例構成。 I圖係”、員示放大第7圖之圓圈圍出部分A之模式圖。 第9圖係使用散射參數史密斯圖顯示本發明之效果的 圖〇 5 ^10圖係本發明第2實施例之原理圖。 第11圖係對應第1 〇圖原理圖之等價電路。 A 第12圖係以橫截面圖顯示之實現第11圖、第12圖所示 原3¾之實施例的圖。 10 第13圖係本發明之第3實施例之原理圖 第14圖係第13圖之實施例之等價電路。

【實施冷 式】 用以實施發明之最佳形態 以下配合圖式說明本發明之較佳實施例。尚，以下說 15 明之本發明實施例係用以理解本發明者，且本發明之技術 範圍並不受限於此。 第5圖為本發明天線之第丨實施例原理圖，且係以橫截 面圖顯示之。塊狀天線(平板放射導體)1〇與接地板12係與第 1圖之構成相同地中間隔著空氣平行相對。 本發明之特徵為，將與平板放射導體1〇連接之導電盤 100係地配置於與平板放射導體10之供電點P連接之同軸供 電線導體101之中途。又，在第5圖中，為了容易理解構造， 平板放射導體10與接地板12之間的間隔，係相對平板放射 導體10之直徑，以放大之方式顯示之。例如，相對於中心 頻率953MHz以及平板放射導體10之直徑I5cm，平板放射導 20 1283944 體10與接地板12之間的間隔為1cm。此時，導電盤1〇〇之押 長為14mm。 第6圖係對應第5圖原理圖之等價電路。導電盤100與接 地板之間形成電容C，且與天線1並聯地連接電容C1。藉由 5調整導電盤1〇〇與接地板12之間之間隔，可使作為天線端子 之同軸供電線導體101與同軸線2連接點之特性阻抗接近5〇 Ω。因此可使來自天線1之反射變得更小。 第7圖係對應第5圖原理圖之實施例構成，且在該圖中 亦以橫截面顯示構造。第8圖係顯示放大第7圖之圓圈圍出 10 之部分A之模式圖。同軸供電線導體101使用導體之軸，且 分別於其頂端部B以及下端部C形成螺紋，藉此固定安裝平 板放射導體10與接地板12。 因此，平板放射導體10與接地板12之間之間隔，係以 同軸供電線導體101之長度來規定。同軸供電線導體1〇1之 15下端部C係與同軸電纜2之内導體焊接固定。又，同轴電纜2 之外導體係與接地板12同樣以焊接固定。 同軸供電線導體101之徑長係1/3φ時，導電盤1〇〇之徑 長則係φ ’如第8圖所示，同軸供電線導體貫穿之内徑 側开>成有陰螺紋l〇2a。另外，於同軸供電線導體ιοί—部份 2〇上’因形成有對應導電盤100之陰螺紋102a的陽螺紋l〇la。 藉由旋轉導電盤100，可沿著同軸供電線導體1〇1之陽 螺紋101a調整與接地板12之間的間隔l。 第9圖係以散射參數史密斯圖顯示本發明之效果的圖。 於第9圖中，A係根據第7圖沒有導電盤100之習知例， 11 1283944 B係顯示第7圖所示之本發明構成之特性。同時，中心頻率 為965MHz具有頻率在8〇〇〜i.iGHz之間變動之特性。且，旋 轉導電盤100，在箭頭方向上使電容c增大，則可得到^ 近”1”之特性，且可接近同軸電纜2之特性阻抗。 5 第1〇圖係本發明第2實施例之原理圖。第11圖係對應第 10圖原理圖之等價電路。第2實施例係，同軸供電線導體 101，具有一端連接至平板放射導體.1〇之第丨同軸供電線導 體101A、及具有一端連接至同軸電纜2之第2同軸供電線導 體101B，而在第10圖中，另一端則分別以虛線圓1〇lc圍住 1〇 並對向配置。 以此對向配置部分形成了如第21圖等價電路所示之電 谷C2，並且成為天線丨串聯插入至C2之狀態。因此，藉由 改變該同軸供電線導體101A*101B對向之面積大小可調 整電容C2,且因而可改變連接同軸電纜2之天線側的阻抗， 15 可減低反射。 第12圖係以橫截面圖顯示實現第11圖、第12圖所示之 第2實施例的原理之實施例形態。 在第12圖中’以連接於平板放射導體10之供電點之螺 桎101A作為第1同軸供電線導體1〇1A，且以内部插入鐵氟 20龍等介電體之中空構件101C之導體中空管101B作為第2同 車由供電線導體。 又’於鐵氟龍等介電體之中空構件iOlC之内壁，形成 有對應螺柱l〇lA之陽螺紋的陰螺紋。 因此，藉由旋轉螺柱101A，且調整對中空構件1〇lc之 1283944 揞入量，可變化第丨同軸供電線導體1〇1A與第2同軸供電線 導體101B之對向面積。 因此，在第12圖所示之構造中，可以容易調整與天線1 5之同軸電纜2連接之連接部之阻抗，使其接近於同軸電纜2 之特性阻抗。 〜第I3圖係本發明之第3實施例之原理圖。此實施例係第 =施例與第2實施例組合而成之構造，具有改變導電盤励 對、同軸供電線^體l〇lA以及第2同軸供電線導體斯6 ι〇向面積之構造。等價電路如第14圖所示，藉由並聯電容 與串聯電容C2之組合可使來自天線端子之反射特 性做 更精密的調整。 於此，在上述實施例說明中，雖然顯示的是平板放射 =體10的形狀為圓形的例子’但本發明之適用範圍並不限 疋於此，亦可為矩形。又，雖係針對RFID讀寫器說明天線 之利用，但本發明之適用範圍，並不限定於此，也可適用 於一般無線機器。 產業上之利用可能性 依照上述實施例之說明，藉由導電盤100或導電體螺柱 101A之旋轉，可輕易地調整與同軸電纜2連接之天線連接部 20之阻抗。因此，本發明之天線，可輕易調整來自天線端子 的反射特性，且可實現因供電點之位置不變而不會對偏振 波特性造成影響之天線之調整方法，對於天線製造成本之 降低亦有很大的貢獻。 【圖式簡單說明】 13 1283944 第1圖係顯示RFID讀寫器構成之概念圖。 第2圖係顯示專利文獻1所記載發明之平面圖。 第3圖係顯示沿著圖式中之A-A’線之截面圖。 第4圖係說明專利文獻2所記載之發明。 5 第5圖係按照本發明天線之第1實施例原理圖。 第6圖係對應第5圖原理圖之等價電路。 第7圖係對應第5圖之原理圖之實施例構成。 第8圖係顯示放大第7圖之圓圈圍出部分A之模式圖。

第9圖係使用散射參數史密斯圖顯示本發明之效果的 10 圖。 第10圖係本發明第2實施例之原理圖。 第11圖係對應第10圖原理圖之等價電路。 第12圖係以橫截面圖顯示之實現第11圖、第12圖所示 第2實施例原理之實施例的圖。 15 第13圖係本發明之第3實施例之原理圖。 第14圖係第13圖之實施例之等價電路。 【主要元件符號說明】 1.. .天線 2.. .同軸電纜 3··.資訊讀取處理電路 9.. .缺口部 10.. .平板放射導體 11a〜lid...絕緣體支柱 12.. .接地板 13.. .電磁波放射口 14.. .介電體基板 15.. .突起 16.. .同軸電纜中心導體 17.. .同軸電纜外部導體 20…基板 21.. .供電線 22…槽孔 30.. .循環電路 100.. .導電盤 101.. .同轴供電線導體；導電 體螺絲 101A...第1同軸供電線導體； 螺柱 101a...陽螺紋

14 1283944 IOIB. ..第2同軸供電線導體 C1...電容 IOIC. ..中空構件 C2···電容 102a...陰螺紋 0···中心 B. ..頂端部 P···供電點 C. ..下端部；電容

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Claims (1)

1. 申睛專利範圍： 種天線，包含有： 接地板； 平板放射導體，與前述接地板平行設置； U線導n ’係相對前述平板放射導體垂直者’且 一端連接㈣述平板放射導體之供電點 ，而另一端則連 接於同軸錄之内部導體並作為天線端子；及 導電盤，與前述供電線導體電氣連接，且相對於前 述接地板平行設置， 又’前述導電盤與前述接地板之間的距離是可調整 的。 如申請專利範圍第1項之天線，其中： 於則述供電線導體之至少一部份的外周形成有陽 螺紋， 别述導電盤具有供前述電線導體貫穿之中央部 刀且於月’J述中央部之内側面形成有與前述供電線導體 之前述陽螺紋結合之陰螺紋，又，藉由旋轉該導電盤， 可沿著前述陽螺紋調整與前述接地板之間的距離。 一種天線，包含有·· 接地板； 平板放射導體，與前述接地板平行設置； 第1供電線導體，係-端連接於前述平板放射導體 之供電點，且相對前述平板放射導體呈垂直者；及 第2供電線導體，係_端連接於同軸電境之内部導 1283944 體並作為天線端子者； 又，前述第1供電線導體之另一端與前述第2供電線 導體之另一端對向地配置，且對向之面積大小是可調整 的。 5 4.如申請專利範圍第3項之天線，其中： 前述第1供電線導體，係導電之螺柱， 又，前述第2供電線導體具有導電體中空管，且中 空介電體插入前述導電體中空管之至少一部份中，而前 述中空之介電體之内側面具有可與前述螺柱結合之陰 10 螺紋。 5. —種天線，包含有： 接地板； 平板放射導體，與前述接地板平行設置； 第1供電線導體，係一端連接於前述平板放射導體 15 之供電點，且相對前述平板放射導體呈垂直者； 第2供電線導體，係一端連接於同軸電纜之内部導 體並作為天線端子者； 又，前述第1供電線導體之另一端與前述第2供電線 導體之另一端對向地設置，且相向之面積大小是可調整 20 的， 且該天線具有與前述第2供電線導體電氣連接與前 述接地板平行對向地設置之導電盤， 又，前述導電盤與前述接地板之間的距離是可調整 的0 17