TWI352455B - Dual-band coupling device - Google Patents

Description

1352455 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種耦合裝置，特別係有關於一種能提供 雙頻且具有雙正交極化的耦合裝置。 【先前技林ί】 參照第1圖，其係顯示習知之麵合式天線卜包括一基板 10、-接地元件20、-第-饋入導體3〇以及一第二饋入導體 ♦ 40。該基板10包括一第—表面11以及-第二表面12。該接 地元件20設於該第二表面12之上包括一第一部份21、一 '帛—。P'刀22以及—環形槽孔23，該環形槽孔23介於該第— 部份21與該第-郤合22夕 一 ” /弟一邛刀22之間。該第一饋入導體30設於該第 表面11之上’並對應該第—部份2 ^以及該環形槽孔Μ。 該第二饋人導體4G設於該第—表面n之上並對應該第一部 份21以及該環形槽孔23。 當應用習知之麵合式天線1傳輸無線訊號時，由於該第一 ，入導體3〇與该第二饋入導體4〇之間的訊號隔離度較差，因 # ^易產生雜訊干擾。同時，習知之麵合式天線1只能在單-姑操作，並無法充分滿足目前多頻段訊號傳輸之需求。 【發明内容】 本發明即為了欲解決習知技術之問題而提供之一種耦合 =置’包括-基板 '—接地元件、—卜饋人導體以及 ==體。基板包括-第-表面以及__第二表面。接地元料 援二第一表面之上，該接地元件包括一第一環形槽孔、一第二 形溝槽以及—饋人槽孔，該第二環形槽孔環繞該第-環形溝 :二該饋入槽孔包括一第一端以及一第二端，該第一端連接該 y環形槽孔，該第二端延伸經過該第二環形槽孔。第一饋入 體設於該第—表面之上，並對應該第—環形槽孔以及該第二 %形槽孔，其申’該第—饋人導體輕合該接地元件以饋入一電 流訊號。第二饋入導體設於該第一表面之上，並對應該饋入槽 孔’其中’該第二饋人導體耗合該饋人槽孔以饋人—磁流訊號。 本發明之耦合裝置提供較佳的訊號隔離度以及雙頻的訊 號傳輸。 【實施方式】 參照第2圖，其係顯示本發明之耦合裝置i 〇〇，包括一基 板110、一接地元件12〇、一第一饋入導體13〇以及一第二饋 入導體14〇。基板110包括一第一表面lu以及一第二表面 112。接地元件12〇設於該第二表面112之上，該接地元件12〇 包括一第一環形槽孔12丨、一第二環形溝槽122、一饋入槽孔 123以及一短路槽孔124，該第二環形槽孔環繞122該第一環 形溝槽121，該饋入槽孔123包括一第_端1231以及一第二 端1232,該第一端1231連接該第一環形槽孔121，該第二端 1232延伸經過該第二環形槽孔122，該第二端1232連接該短 路槽孔12。該短路槽孔124呈圓形。第一饋入導體13〇設於 該第一表面111之上，並對應該第一環形槽孔121以及該第二 環形槽孔122。該第一饋入導體13〇耦合該接地元件12〇以饋 入一電流訊號。第一饋入導體140設於該第一表面ill之上， 並對應該饋入槽孔123，其中，該第二饋入導體14〇耦合該饋 入槽孔123以饋入一磁流訊號。 搭配參照第3圖，其係顯示本發明之耦合裝置1〇()的俯視 I352455 · · • 圖。該基板11 〇更包括一第一側邊113以及一第二側邊114， 該第一側邊113垂直該第二側邊114。該第一饋入導體13〇從 該第一侧邊沿一第一方向y延伸’該第二饋入導體14〇從該第 —側邊114 4 一第一方向X延伸，該第一方向y垂直於該第二 方向X。 該第一饋入導體130，包括一第一傳導部131、一第一饋 入部132以及一第一阻抗匹配元件133’該第一饋入部132對 應該第一環形槽孔121，該第一傳導部13ι從該第一側邊113 Φ 沿該第一方向y延伸，並連接該第一饋入部132。該第一傳導 部131垂直該第一饋入部132。第一阻抗匹配元件133連接並 . 垂直第一傳導部13 1。 該第二饋入導體14〇包括一第二傳導部ι41、一第二饋入 部142以及一第二阻抗匹配元件143，該第二饋入部142對應 該饋入槽孔123，該第二傳導部141從該第二側邊114沿該第 二方向X延伸，並連接該第二饋入部142。該第二饋入部M2 大致上呈扇形，包括一收斂端144，該第二傳導部141連接該 收斂端144，該收斂端144對應該饋入槽孔123的該第二端 # I232。該收斂端144的開口角度介於0。至90。之間。該第二阻 抗匹配元件143連接並垂直於該第二傳導部M1。 在—實施例中，該第一饋入導體可省略該第一阻抗匹配元 件’該第二饋入導體可省略該第二阻抗匹配元件。 為清楚說明，在此定義一基準線1〇1，該基準線1〇1延伸 !過該第一 j衣形溝槽122在該第一軸y上的中央位置。該第二 %形溝槽122包括一内側邊緣1221以及—外側邊緣1222，該 内側邊緣1221鄰近該第一環形溝槽121。該接地元件12〇更 包括隔離部I25。隔離部125沿該基準線1〇1，從該第二環形 7 1352455 、 ' , - 溝槽122的内側邊緣1221延伸進入該第二環形溝槽122。隔 ；離部125呈Τ字形’包括一截斷段部1251以及一分流段部 1252’該截斷段部1251沿該基準線ι〇1延伸，該截斷段部1251 的一端連接該分流段部1252。 當該耦合裝置100傳輸無線訊號時，該第一饋入導體13〇 耦合該接地元件120以饋入一電流訊號，同時，該第二饋入導 體140耦合該饋入槽孔123以饋入一磁流訊號。參照第&圖， "亥第一饋入導體130耦合該接地元件12〇以饋入該電流訊號 φ 後，該耦合裝置100主要透過一第一輻射區151傳輸一第一無 • 線訊號，並主要透過一第二輻射區152傳輸一第二無線訊號。 參照第4b圖’該第二饋入導體14〇耦合該饋入槽孔123以饋 入該磁流訊號後，該耦合裝置1〇〇主要透過一第三輻射區153 傳輸一第二無線訊號，並主要透過一第四轄射區154傳輸一第 四無線訊號。該第一輻射區151以及該第二輻射區152的共振 模態垂直於該第三輻射區153以及該第四輻射區154的共振模 態，該第一無線訊號以及該第二無線訊號的極化方向垂直於該 第三無線訊號以及該第四無線訊號的極化方向。應用本發明， ® 由於第一環狀溝槽提供之第一輻射區以及第三輻射區的長度 較短，可用於傳輸高頻訊號；第二環狀溝槽提供之第二輻射區 以及第四輻射區的長度較長，可用於傳輸低頻訊號。因此，本 發明之耦合裝置可提供雙頻的訊號傳輸。 參照第5圖，其係顯示第3圖中的a部分放大圖。在第 二環狀溝槽122中，隔離部125的分流段部1252將電流1〇2 以及磁流103分流。電流1〇2在電流通道1223中傳遞，並在 最後由隔離部125的截斷段部1251所阻隔。磁流1〇3在磁流 通道1224中傳遞，以在第四輕射區中共振傳輸該第四無線訊 1352455 •號。透過隔離部125的設計’可提高訊號間的隔離度，降低雜 訊干擾，特別是提高該第一環狀溝槽以及該第二環狀溝槽之間 的訊號隔離度。 參照第6圖，其係顯示本發明之耦合裝置1〇〇的訊號傳輸 效果，其中，曲線201代表第一輸出入埠之反射損耗（su)， 曲線202代表第二輸出入埠之反射損耗（S22)，曲線2〇3代表 上述兩個輸出入埠之間的隔離度（S21)。由第6圖可知由於曲 線203的散射參數（s parameter)大致上小於_25dB，因此本發明 φ·之耦合裝置10〇確實具有較佳的輸出入埠之間的隔離度（port isolation)，同時，由曲線2〇1以及曲線2〇2亦可得知，本發明 之耗合裝置100提供雙頻的訊號傳輸。 本發明之耦合裝置可以應用於雙頻雙極化天線之饋入組 合結構，或，導波管的正交模態傳輸器（〇rth〇m〇de Transduca)。 雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍 % 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 1352455 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示習知之耦合式天線； 第2圖係顯示本發明之耦合裝置； 第3圖係顯示本發明之耦合裝置的俯視圖； 第4a圖係顯示第一輻射區以及第二輻射區的位置； 第4b圖係顯示第三輻射區以及第四輻射區的位置； 第5圖係顯示第3圖中的A部分放大圖；以及 第6圖係顯示本發明之耦合裝置的訊號傳輸效果。 【主要元件符號說明】 1〜耦合式天線； 10〜 基板； 11〜第一表面； 12〜 第二表面； 20〜接地元件； 21〜 第一部份； 22〜第二部分； 23〜 環形槽孔； 30〜第一饋入導體； 40〜 第二饋入導體； 100〜耦合裝置； 101- -基準線； 102〜電流； 103- 、磁流； 110〜基板； 111〜第一表面； 112〜第二表面； 113〜第一側邊； 114〜第二侧邊； 120- 〜接地元件； 121〜第一環形槽孔； 122〜第二環形槽孔； 1221〜内側邊緣； 1222 ，〜外側邊緣； 1223〜電流通道； 1224 〜磁流通道； 123〜饋入槽孔； 1231 〜第一端； 1232〜第二端； 124- -短路槽孔； 125〜隔離部； 1251〜截斷段部； 1352455 1252〜分流段部； 130〜第一饋入導體； 131〜第一傳導部； 132〜第一饋入部； 133〜第一阻抗匹配元件；140〜第二饋入導體； 141〜第二傳導部； 142〜第二饋入部； 143〜第二阻抗匹配元件；144〜收斂端； 151〜第一輻射區； 152〜第二輻射區； 153〜第三輻射區； 154〜第四輻射區； 201、202、203〜曲線。

Claims (1)

1. 丄妁2455 弟97112780號申請專利範圍修正本 修正日期：100年9月8曰 十、申請專利範圍： 1·一種輕合裝置，包括： 一基板’包括一第一表面以及一第二表面； 一接地元件，設於該第二表面之上，該接地元件包括一第 一環形槽孔、一第二環形溝槽以及一饋入槽孔，該第二環形槽 孔％繞該第一環形溝槽，該饋入槽孔包括一第一端以及—第二 端，該第一端連接該第一環形槽孔，該饋入槽孔延伸經過該第 二環形槽孔；

   一第一饋入導體，設於該第一表面之上，並對應該第一環 形槽孔以及該第二環形槽孔，其中，該第—饋人導體輕合該接 地元件以饋入一電流訊號；以及 第一饋入導肢，没於該第一表面之上，並對應該饋入槽 孔’其中’該第二饋入導體耦合該饋入槽孔以饋入一磁流訊號: _ 2.如中凊專利範圍第！項所述之麵合裝置，其中，該接地 几件更包括至少-隔離部’該隔離部從該第二環形溝槽的邊緣 延伸進入該第二環形溝槽。 部呈3專利範圍第2項所述之輕合裝置，其中，該隔離 ，、"I〜〜W它、衷置，其中， :包括一第-側邊以及-第二側邊，該第-側邊垂直該= 邊’該第-饋入導體從該第一側邊沿—第— 二導體從該第二側邊沿一第二轴延伸，該第一軸垂直於㈡ ：>·如申請專利範圍第4項所述之耦人 元件更包括至少一隔離部，該隔離部從二第:二:，該接地 延伸進入該第二環形溝槽。 4-㈣溝槽的邊緣 12 1352455 第π1·趣利範圍修正本 修正曰期:刚年9月8曰 6·如申請專利範㈣5項所述a合裝置，其 準線’該基準線延伸經過該第二環形溝槽在該第一轴上的中: 位置;沿該基準線，M — 部呈τ字形：利视圍第6項所述之耦合裝置’其中，該隔離 8.如申清專利範圍第7項所述之輕合裝置，其中，該隔 Γ:::Γ部以及一分流段部’該截斷段部沿該基準線延 伸，該截斷&部的—端連接該分流段部。 …9.如I專利範圍第5項所述之#合裝置，其巾，該二 内側邊緣以及一外側邊緣’該内側邊緣鄰近該 4溝槽’該隔離部從該内側邊緣延伸進入該第二環形溝 -饋二項所述之_置，其，，該第 邻對岸及—第一饋入部，該第一饋人 十應該4_壤形槽孔’該第—傳導部從該第—側邊沿該第一 軸延伸，並連接該第一饋入部。 -申請專Γ範圍第1〇項所述之轉合裝置，其令’該第 貝-呈7字型’該第-傳導部垂直該第-饋入部。 一饋入導體申^專利範圍第1〇項所述之輕合裝置，其令，該第 導部。^括一第—阻抗匹配元件，連接並垂直該第-傳 二饋=^7利範圍第4項所述之輕合裝置，其中，該第 部二二傳導部以及-第二饋入部，該第二馈人 延伸，並連接該第二饋入部…二側邊沿該第二方向 申。月專利规圍第13項所述之輕合裝置，其中，該第 13 弟97112780號申請專利範圍修正本 二饋入部大致上呈扇形，包括_ 收斂端。 修正日期：100年9月8日 收斂端，該第二傳導部連接該 :5·如申請專利範圍第14項所述之_合裝置，其中，該接 匕括M路槽孔，連接該饋人槽孔的該第二端，該收 敛為對應該第二端。 16·如申請專利範圍第15項所述之輕合袈置，其中，該短 路槽孔呈圓形。 導體更包括-第二阻抗匹配元件，連接並垂直該第二傳 I7·如申印專利範圍第13項所述之耦合裝置，其中，該第 導部 18·如申請專利範圍第丄項所述之耦合裝置，其中，該第 饋入導體傳輸-第—無線訊號以及_第二無線訊號，該第二 貝=導傳輸一第二無線訊號以及一第四無線訊號，該第一無 線訊5虎以及該第二無線訊號的極化方向垂直於該第三無線訊 號以及該第四無線訊號的極化方向。 I9·如申請專利範圍第1項所述之耦合裝置，其中，該耦 合裝置為一雙極化天線之饋入組合結構。 20·如申蜻專利範圍第1項所述之耦合裝置，其中，該耦 "" 為‘波f的正父模態傳輪器（Orthomode Transducer)。