TWI378601B - Sector antenna - Google Patents

Description

1378601 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

本發明係關於一種扇形天線(sector antenna)，特別是關於一種 可當作行動電話、無線LAN(local area network)、 WiMAX(worldwide interoperability for microwave access)等無線系 統的基地台天線使用的扇形天線。本申請案根據2007年4月27 曰申請的日本特願2007-118622號專利主張優先權。因此日本特願 2007-118622號專利的内容包含在本案說明書内容之内。 【先前技術】 利用行動電話、無線LAN、WiMAX等無線系統，特別是 ^HMO(multi input multi output)系統的基地台天線，例如，排列正 父極化之微帶天線(patch antenna)所構成的扇形天線。 、已有文獻揭示如以下構造的正交極化用天線。專利文獻^記 ，了 2頻率共用偶極天線裝置的構造，專散獻2揭示多頻極化 共用或單一頻率天線裝置。 專利文獻1 :日本特開2006-325255號公報 專利文獻2 :日本特開2005-33261號公報 【發明内容】 [發明所欲解決的問題] 關於排列微帶天線所構成的扇形天 f垂直極化元件_配置水平極化元件的構 ⑼，然而卻使天線構造變得太_。又文獻1的圖 千乃π排列禝數的垂直極化元件，並朝 方式=具ϋΐ望更簡單、製造成本更低廉的 *月主要的目的’係為解決上述問題，啸供-種使天線 3 構造更簡單的扇形天線。 [解決問題之技術手段] 本發明之扇形天線包含： 垂直極化用的第1印刷基板，其具備 與連接該複直極化元件的第丨供電||數_直極化几件， 水平極化用的第2印刷基板，其安装有福致 並具備連接麵水平極化元件的第’ 反射板，其具有向單一方向延伸的凹部； =該，1印刷基板的二個垂直極化树之間設置有缺口部， 元件= 與該第2印刷基板平行配置，使該水平極化 疋件配置在5亥第1印刷基板的缺口部上， ^該^關，該複數垂直極化元件與該複數水平極化 沿該早一方向交互排列。 [對照先前技術之功效] 依本糾’由於用—印刷基板形缝直極化，並用另一安裝 ^水^極化元件的印刷基板形成水雜化，故可使供電電路與天 線几件的構造變簡單。 【實施方式】 接著，用圖面説明本發明典型實施形態(ex mbodim 的扇形天線。 (弟1實施形態） s结圖上係本發明苐1貫施形態之扇形天線的立體圖。圖2係分 解第1實施形態之扇形天線的分解立體圖。 圖1以及圖2所示的扇形天線具備印刷基板n、印刷基板12、 f平極化元件15、反射板2卜反射板22、支#板3〇。反射板21 與反射板22組合構成反射板2〇。 圖3係表示可收納扇形天線的圓筒形天線罩圖示。圖丨以及 圖2所示的扇形天線可收納於圓筒形的天線罩(Rad〇me)5〇内。 如圖1以及圖2所示的，印刷基板n係由垂直極化元件14、 1378601 =電電路16、賭Π.所形成的。圖12係表示印刷基板u的俯視 供電電路16，其表面係微帶傳輸線，背面有接地導體。 貝標17 ’其表面係帶狀線路，f面由推拔職的接地導 構成。 S 〇.4倍 件14的長度L1(圖12所示)，宜約為波長 招與供電電路18形成賊13。圖13絲示印刷基 上。。圖13係表示印刷基板12的— 帶傳=電具有與m^1。的供電電路16同樣’表面係微 形成貝楞13 ’表面係帶狀線路，背面係由推拔形狀的接地導體所 圖14係水平極化元件15的立體圖， ;==接印刷基板12的嶋*，另二;ί方 長二 印刷基板11以及12的材質，雖然是因為考慮 ^而聚四氟⑽的略稱），然而為了減低材料相關成 PPE(聚苯_旨的略稱^材^ ^二_本_旨的略稱）、 反射板21與反射板22，係分別由剖面呈L字型 二部位上具有用來讓印刷基板1卜印刷基板12的貝 楞13通過的缺口。然後，反射板21的缺口 ^ Π . 12 ^^3 1378601 ^ 20開孔。讓反射板21與反射板22結合的反射板2〇，剖面呈「 ，，形成朝單一方向延伸的凹部。複數垂直極化元件與 」 極化凡件朝單一方向交互排列在該凹部内側。 '、 來固=二= 片屬二構成’其端部交叉回折’具有用 3〇分印刷基板12 '反射板21與反射板22、支撐板 =該等構造所構成的扇形天線可收納於圖3所示的圓筒形天 線罩内。天線罩的餘宜為約使驗長的⑽〜丨倍為佳圓 12上tit印刷基板U上的垂直極化元件14，與搭載於印刷基板 ^平極化元件15，交互排列成同—直線。排列的個數或間 元件14 ^f的=生決立定。印刷基板11中鱗接的二個垂直極化 12平行斬番缺口。P(圖12戶斤不）’印刷基板11與印刷基板 上。T配置，使水平極化元件15可配置在印刷基板n的缺口部 传盆、給各個排歹U的^號振幅與相位，可由供電電路控制， 傳“唆二ίΐ要的特性。例如’在本實施形態中，係使用微帶 ίΐϊϊ與相位的實施例在日本特開平湖724號^報中、 又，圖4係表示本實施形態之垂直面的放射圖案。 =圖5絲示本實施_之水平面的放射圖案。 平極化，由於本發明糊實施雜具㈣直極化與水 ，—種ί化，故可適用於利用極化的ΜΜΟ系統。 向有筆態的扇形天線’顯方向有絲波束，垂直方 ^ 束或令值補償波束(餘割平方特性等）。 之 就本實施形態之垂直減聽時動作，沿微波錢流程説明 的分岐線路，分職帶傳輸線 6 1378601 信號經過適#分配的微波錢，周歸從不平衡㈣轉換成平衡 間放^稍_微_，對_化耕14供電，向空 圖案從垂直極化it件14放射出來的微波，在遠方形成吾人想要的 束。本實施雜，在水平面有柄波束’㈣直面有餘割平方波 籍本rff紅水伟化發辦_作，除了天線元件係水平 外’其他均與垂細匕元件14的情況相同，故詳 本貫施賴魏錢時的動作，與發送信麟微波信號流 相反三除此之外其他均相同，故詳細説明省略之。 、土方ίϊΐ，形態’扇形域，其就供電電路與天線元件的構 1方法而δ，關於垂直極化，可用垂直極化元件的印刷基板形 關於^平極化，可用絲了水伟化元件的印刷基板形成。 電電^天ILSZr絲錢，舰㈣柄方式形成供 ^ ’由於本實施形態之細彡天線’將垂直極化元件與水平極 並共収射板，故可㈣於直徑約波長 的0.8倍的圓陶形天線罩内。 藉此，便可達到使扇形天線小型化的目的。 的，形天線’因為是用比較少的零件所構成 可以降==1且因為構造較簡單’故組裝比較容易， (第2實施形態） 本發明第2實施形態之扇形天線關説明。圖6係 本發月弟2貫施形態之扇形天線的立體圖。 圖6所示的扇形天線，具備印刷基板1卜12、水平極化元件 、反射板40、支樓板30。又，支樓板3〇並不一定要像圖6所 7 1378601 示那樣的大小，像L型金屬件那樣的小型金屬件也是可以。垂直 極化/0件14由印刷基板U的一部份所構成。 所示的第2實施形態，相對於圖1的第1實施形態而言， =基板U、印刷基板12、支撐板3〇配置在反射板4〇内側此點 不同。 因此，以下各零件的形狀變簡單。 以及在反射板21以及22上設置用來讓印刷基板11 °亦即’在反射板2G上設置用來讓印刷基板 孔。在本實制彡財，無齡反射板40上設 置開孔’使形狀簡草化。 姑40印^基11以及12的大小’由於可使短邊方向距離(從反射 板40到垂直極化元件14或水平極化元件15的距離)，比第】實施 形態的印刷基板11以及12的更短，故相對第！實 ， 可縮窄印刷基板11以及12的面積。 身也心〜、而。 若依本實施形態，便可達到使扇形天線零件簡單化，組 裝成本降低的目的。 Υ 又，本實施形態之垂直面的放射圖案，與第i實施形態的情 況相同。 Α 一方面，本實施形態之水平面的放射圖案，因為與第1實 施形態之垂直極化元件或水平極化元件跟反射板形狀的/位置關係 不同:故顯不出不一樣的波束寬度。然而，經由調整反射板的形 狀或元件的位置，便能達到吾人想要的波束寬度。 (苐3實施形態） / ^其—人，圖7⑻〜⑹、圖8⑻〜(c)、圖9⑻〜(c)，表示對第1實施 形態的反射板20的形狀加入變化的實施形態。在本案中，所謂略 Η字型，亦包含圖7(a)〜(c)、圖8⑻〜⑻、圖9(a)〜(c)所示的反射板 20-1〜20-9的形狀在内。亦可將第2實施形態的反射板4〇設置成 跟反射板20-1〜20-9同樣的形狀。 若依本實施形態，便能抑制反射扳40端部流過電流，達到改 善反向波瓣特性’特別是水平極化的反向波瓣特性的效果。 8 1378601 又其他效不:或動作，與第1貫施形態的情況相同。 首先’圖7(a)的實施形態，係將第！實施形態之反射板2〇， 換成剖面形狀為Η型的反射板20-1。 若依本實施形態，藉由第1實施形態，便能抑制電波朝後方(相 ，反射板，麵直極化元件以及水平極化元件配減該側）散 亂’使反向波瓣減小。 又，本貝％形恶的天線，係收納於圓筒形的天線罩％内，惟 ，為天線罩的半徑會儘量縮小，故反射板的糧也必雜小到能 夠收納於天線罩内才行。 在圖7(b)的實施形態中，係將反射板折彎曲，使其能夠收容 於天線f内，且讓反射板比圖7⑷的更朝後方延長，形成反射板 20 2。這樣做，可以達到比圖7⑻更好的抑制電波散亂的效果。 又’H型側面長度宜為使用波長的約4分之丨或以上比較好。 其次，圖7⑹的實施形‘態’係使圖7⑻的反射板的_部份有點 |又(回折凹部側面使其變厚)而形成反射板2〇_3，藉此進一步達到 =制電波從反雜端部航出去的效果。圖b歧射板的立 體圖。厚度L3變得比反射板的厚度更厚。 沒时其次，圖8(a)的實施形態，係在反射板2〇_4的平面上設置抗 k益23-1，藉以抑制反射板背面流過電流。 抗流器的深度宜為使用波長的約4分之1。 其次’ ffi 8(b)的實施形態’係在η型的反射板2〇_ 置抗流器23-2。 藉此，抑制反射板端部的電流。 其次，圖8(c)的實施形態，係使圖8(b)實施形態的反射板朝後 方延長形成反射板20-6。 藉此，比起圖8(b)的實施形態而言，更能達到抑制電波散亂 的效果。 其次，圖9(a)的實施形態，係讓H型反射板2〇_7的側面保有 厚度。 藉此’抑制從反射板端部發射的電波產生散亂。 1378601 搞ίΐ倒實ίίί ’係將圖％)所示實施形態的反射 板，上下倒過來設置，構成反射板2〇_8。 町 藉此，便具有與圖9(a)的實施形態同樣 。 其次’圖9(c)的實施形態、，係將圖灿 ^能 下倒過來，構成反驗20·9。 、U反射板，上 藉此’便具有與® 8(b)的實施形朗樣 (第4實施形態） 文呆 接著，將第4實施形態之扇形天線，表示於圖1〇。 圖10所不的扇形天線，係將圖i之第 天線的垂直極化元件14斜向配置m i咖悲、所不的扇形 化元件）。 訂㈣置娜成斜向it件24(亦稱V極 度，所示的τορ方向傾斜約如 射圖斜向7^件24的扇形天線，顯示垂直面的放 射圖木的南的特性圖係表示在圖Η。 所-7斤第：實施形態的垂直面的放射圖案，如圖中箭頭 = 的正下方附近，比起圖4所示的第1實施形 L的垂直面的玫射圖案而言，增益更加提高。 亦P如圖11所示的，構成圖10的斜向元件24，可使扇形 下方附近(特別是圖U中約6〇度到％度附近)的增益大幅 ㈣向元件24的扇形天線’可改善扇形天線正下方 附近的電波％3兄(通訊狀況）。 所椹明的各貫施形態中’水平極化元件15係由板狀金屬 使用印刷基板。圖i6(a)、_表示在印刷基板 刀別用銅箔構成水平極化元件的實施例。印刷基板 1378601 平極化元件跟印咖2 況説明，惟亦可讓「]」型开f狀开射丑板/〇形成「]」型形狀的情 狀的反射板20-U。么如圖18所示「〕」型形 狀的端部折彎曲並延長的立可是具有將「〕」形 「]」型形狀(略方括號形‘ ^狀的反射f 2(MG。在本案中，略 係包含「Ί刑梆邾彳士k』的开^狀(b ally square bracket边叩匀） 狀的端部折彎雜的兩端部㈣绿拔狀、將推拔 設置成m細織射㈣ 請求_明，係由本案 内，.可以有其他各種不主巧㈣徵的範圍 圍所表示ί ί不發明的範圍係專利請求範 專利請失餘圍夕a榮限-於明書或摘要的記載而已。再者，屬於 内。^圍之均4乾圍内的變化形態或變更均在本發明範圍 圖式簡單說明】

=示本發明之第1實施形態的扇形天線的立體圖。 圖γ '、、不分解本發明之第1實施形態的扇形天線的分解立 天線示㈣本發明之第1實施賴的扇形天線的圓筒形 Ξ = 系表示本發明之第1實施賴的垂直©的放射圖案。 =係表不本發明之第i實施形態的水平面的放射圖案。 ,3表示本發明之第2實施形態的扇形天線的立體圖。 的剖Ξ形^^⑻七）係表示本發明之第3實施形態的反射板 圖8 (a)、（b)、（c)係表示本發明之第3實施形態的反射板 11 ^78601 的剖面形狀。 3 9 (a)、（b)、（c)係表示本 的剖面形狀。 ^之弟3實施形態的反射板 圖10係在本發明之苐4 的立體圖。 圖11係在本發明之第4 的放射圖案。 實施形_形天線具備斜向元件時 實施形態中具備斜向元件時的垂直面 圖12係印刷基板u的俯視圖。 圖13係印刷基板12的俯視圖。

圖Μ係水平極化元件15的立體圖。 圖15係反射板2〇-3的立體圖。 圖17係表示反射板2〇或4〇的變化形態實施例的立體圖。 圖18係表示反射板2〇或4〇的其他變化形態實施例的立體圖。 【主要元件符號說明】 11、12印刷基板 13、17貝楞 14垂直極化元件 I5水平極化元件 15A、15B印刷基板 16、18供電電路 19接地導體 2〇、21、22、40 反射板 20-1〜20-11反射板 23_1、23-2抗流器 24斜向元件 3〇支稽板 50天線罩 12 1378601 TOP方向 LI、L2長度 L3厚度

Claims (1)

1378601 七、申請專利範圍： 1、一種扇形天線，包含： J直極化用的第1印刷基板，其具備複數垂直極化元件 及連接於該複數垂直極化元件的第1供電電路. 水平極化關第2印刷基板’其安裝有複數水平極化元 且具備連接於該複數水平極化元件的第2供電電路. 反射板，其具有朝單-方向延伸的凹部 及 該複數水平元相與該第2 _基板正交的方式安 a在該第1 _基板巾_接的二麵直極化元件之間設^缺 口若[5 ， 、 ’使該水平極化 ，係在該凹部内 一該第1印刷基板與該第2印刷基板平行配置 元件配置在該第1印刷基板的缺口部上， 該複數垂直極化元件與該複數水平極化元件 側朝該單一方向交互排列。 2、如申請專利範圍第1項之扇形天線，豆中， 該垂直極·的印刷基板以及該水平極化、㈣印刷基板更包 〇 3、 如申請專利範圍第！或2項之扇形天線，其中， 該供電電路具備微帶傳輸線。 4、 如申請專利範圍第i或2項之扇形天線，其中， 該第1以及第2印刷基板，以貫通設置在該反射板上 的方式配置。 5、 如申明專利範圍第i或2項之扇形天線，其中， 該反射板具有略呈Η字型的剖面形狀。 6、 如申請專利範圍第1或2項之扇形天線，其中， 該反射板具有略呈方括號形的剖面形狀。 7、 如申請專利範圍第丨或2項之扇形天線 ，其中， 讓該反射板的該凹部的側壁加厚。 申Λ專利範圍第1或2項之扇形天線，其中， S亥反射板的一部份上設有抗流器。 14 *1378601 • 101年5月丨曰修正替換頁 • 09Ή15558 (無劃線） 9、如申請專利範圍第1或2項之扇形天線，其中， 該垂直極化元件係形成為自該單一方向傾斜既定角度。 1〇、如申請專利範圍第1或2項之扇形天線，其中， 該第1印刷基板以及該第2印刷基板設置在該反射板的凹部 . 内。 11、 如申請專利範圍第1或2項之扇形天線，其中， 更具備支持該第1印刷基板與該第2印刷基板用之支撐板， 其支持該第1印刷基板、該第2印刷基板以及該反射板。 12、 如申請專利範圍第11項之扇形天線，其中， 該第1印刷基板、該第.2印刷基板以及該支撐板，設置在該 反射板的凹部内。 八、圖式： 15