TWM566916U - 對稱型漏波天線 - Google Patents

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鍾世忠
蔡青翰
郭宣廷
王柏逸
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Abstract

本創作提供一種對稱型漏波天線，其包含：一介質基板、一電牆及兩反射通孔陣列，介質基板之兩側面分別設有一第一金屬層及一第二金屬層，第一金屬層具有一饋入端及兩行波邊；電牆設於兩行波邊間，兩行波邊相對於電牆呈對稱結構；兩反射通孔陣列以電牆為中心分別沿兩行波邊對稱設置，兩反射通孔陣列貫穿第一金屬層、第二金屬層與介質基板。藉此，透過兩反射通孔陣列及電牆降低電磁波之洩漏速率，以提升對稱型漏波天線之增益值。

Description

對稱型漏波天線
本創作係關於一種漏波天線，尤指一種行波結構為對稱型態之漏波天線。
一般平面傳輸線上，會產生輻射及洩漏的特性，為避免洩漏的能量會對其他鄰近的電路或元件造成影響，所以會使用漏波天線改善此缺點；其中，漏波天線於傳輸線上洩漏波高階模的特性，所以漏波天線的頻寬會比一般諧振天線像貼片天線(patch antenna)、偶極天線(dipole antenna)寬，因而適合應用在毫米波的頻段。
再者，根據洩漏波本身的特性，洩漏天線的傳播常數為一複數(γ =β−jα)，其中，相位常數為β，損耗常數為α。所以漏波天線之能量衰退與α及β值和頻率、基板厚度、介電常數、微帶線寬度皆有關。
然而，一般漏波天線之α及β值和頻率、基板厚度及基板之介電常數等參數已決定，所以漏波天線之增益值也會受到限制；為改善增益值受限之問題，有相關文獻提出解決方式，如美國公開專利第US20110248898A1號揭示一種漏波天線，其利用於基板上設有呈陣列狀之阻抗元件，使電磁波沿阻抗元件不斷產生輻射，以降低洩漏之速率，進而提升漏波天線之增益值。
然而，前述之阻抗元件為沿基板之單一側邊設置，會造成輻射場型(E-plane)不對稱之問題，導致輻射場型之波束無法集中，容易產生發散之情形，因此，會影響漏波天線之傳遞效果。
為解決上述課題，本創作提供一種對稱型漏波天線，透過對稱之兩反射通孔陣列及設於兩反射通孔陣列間之電牆，將電磁波之洩漏速率降低，進而提升對稱型漏波天線之增益值。
本創作之一項實施例提供一種對稱型漏波天線，其包含：一介質基板，其相反設置之兩側面分別設有一第一金屬層及一第二金屬層，第一金屬層具有一饋入端及兩行波邊，兩行波邊分別連接饋入端之兩端，且往相異於饋入端之方向延伸；一電牆，其設於兩行波邊間，兩行波邊相對於電牆呈對稱結構；以及兩反射通孔陣列，其以電牆為中心分別沿兩行波邊對稱設置，兩反射通孔陣列貫穿第一金屬層、第二金屬層與介質基板。
藉由上述，本創作之對稱型漏波天線，能夠藉由兩反射通孔陣列及設於兩反射通孔陣列間之電牆，將電磁波之洩漏速率降低，進而提升對稱型漏波天線之增益值。
再者，本創作之兩反射通孔陣列相對於電牆呈對稱結構，能夠使輻射場型對稱，進而使輻射場型之波束集中，增加能量傳遞之效果；藉此，改善習知輻射場型不對稱，導致輻射場型之波束無法集中之問題，以解決習知容易產生發散之情形。
為便於說明本創作於上述新型內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。
請參閱圖1至圖6所示，本創作提供一種對稱型漏波天線，其包含：一介質基板10、一電牆20及兩反射通孔陣列30，電牆20與兩反射通孔陣列30設於介質基板10之一側面，電牆20設於兩反射通孔陣列30間，其中，藉由兩反射通孔陣列30的設置，係減緩電磁波之洩漏速率，進而提升本創作漏波天線之增益值。
介質基板10，其相反設置之兩側面分別設有一第一金屬層11及一第二金屬層12，第一金屬層11供電牆20與兩反射通孔陣列30設置。第一金屬層11之兩端設有一饋入端111及一封閉端112，饋入端111與封閉端112之兩端透過一行波邊113連結，而兩行波邊113由饋入端111往封閉端112之方向延伸，其中，兩行波邊113相對於電牆20呈對稱結構；於本創作各實施例中，兩行波邊113為直線狀。更進一步的說明，兩反射通孔陣列30係減緩電磁波由饋入端111往封閉端112方向的洩漏速率，而所洩漏之電磁波係由兩行波邊113進行輻射而擴散至空氣中。
封閉端112呈漸縮狀，而封閉端112之形狀能夠係弧形狀、半圓形或對稱尖角狀等，其中，請參閱圖1所示，於本創作第一實施例中，封閉端112之形狀為半圓形；請參閱圖5所示，於本創作第二實施例中，封閉端112之形狀為弧形狀；請參閱圖6所示，於本創作第三實施例中，封閉端112之形狀為尖角狀。
再者，其中一行波邊113與電牆20間形成一第一天線信道13，另一行波邊113與電牆20間形成一第二天線信道14；藉此，當電磁波能夠經過第一天線信道13及第二天線信道14所產生之輻射，會於封閉端112將電磁波相互抵消掉，不會使殘留之能量產生反射之問題。
此外，饋入端111連結一第一饋入線15及一第二饋入線16，第一饋入線15之一端連結對應於第一天線信道13之饋入端111，第二饋入線16之一端連結對應於第二天線信道14之饋入端111，其中，第一饋入線15之長度不等於第二饋入線16之長度，於本創作各實施例中，第一饋入線15之長度大於第二饋入線16之長度，第一饋入線15具有彎折角，第二饋入線16為直線狀；藉此，電磁波能夠經由第一饋入線15進入第一天線信道13產生輻射，以及經由第二饋入線16於與第二天線信道14產生輻射，其中，第一饋入線15與第二饋入線16之形狀及長度差異，會使輸入之電磁波產生180度相位差。
電牆20，其具有複數穿孔21，各穿孔21沿兩行波邊113之方向等間隔設置，各穿孔21間具有一穿孔間距S1，各穿孔間距S1為0.1個輸入電磁波之波長，各穿孔21貫穿第一金屬層11、第二金屬層12與介質基板10，如圖3所示。電牆20與其中一反射通孔陣列30間隔一第一距離L1，其中，第一距離L1亦等同於第一天線信道13及第二天線信道14之寬度。再者，各穿孔21鍍有金屬材質；於本創作各實施例中，各穿孔21鍍有銅材質。
兩反射通孔陣列30，其以電牆20為中心分別沿兩行波邊113對稱設置，兩反射通孔陣列30貫穿第一金屬層11、第二金屬層12與介質基板10，如圖3及圖4所示。再者，兩反射通孔陣列30具有複數反射通孔31，各反射通孔31沿兩行波邊113等間隔設置，各反射通孔31間具有一通孔間距S2，而各通孔間距S2大小會決定漏波天線之增益值，其中，通孔間距S2大於穿孔間距S1。此外，各反射通孔31鍍有金屬材質；於本創作各實施例中，各反射通孔31鍍有銅材質。
此外，其中一反射通孔陣列30與相鄰之行波邊113間隔一第二距離L2，其中，第一距離L1不等於第二距離L2；於本創作各實施例中，第一距離L1大於第二距離L2。
綜合上述，本創作具有下列功效：
一、當電磁波經由第一饋入線15及第二饋入線16進入第一天線信道13與第二天線信道14時，會不斷由行波邊113產生輻射，其中，於電磁波產生輻射之過程中，兩反射通孔陣列30與電牆20會減緩電磁波之洩漏速率，進而提升本創作對稱型漏波天線之增益值。
二、本創作之兩反射通孔陣列30相對於電牆20呈對稱結構，能夠使輻射場型對稱，進而使輻射場型之波束集中，增加能量傳遞之效果。
三、透過成漸縮狀設計的封閉端112，將原本經過第一天線信道13與第二天線信道14相位角相差180度的電磁波相互抵銷，避免能量殘留反射的問題。
以上所舉實施例僅用以說明本創作而已，非用以限制本創作之範圍。舉凡不違本創作精神所從事的種種修改或變化，俱屬本創作意欲保護之範疇。
10‧‧‧介質基板
16‧‧‧第二饋入線
11‧‧‧第一金屬層
20‧‧‧電牆
111‧‧‧饋入端
21‧‧‧穿孔
112‧‧‧封閉端
30‧‧‧反射通孔陣列
113‧‧‧行波邊
31‧‧‧反射通孔
12‧‧‧第二金屬層
L1‧‧‧第一距離
13‧‧‧第一天線信道
L2‧‧‧第二距離
14‧‧‧第二天線信道
S1‧‧‧穿孔間距
15‧‧‧第一饋入線
S2‧‧‧通孔間距
圖1係本創作第一實施例之立體外觀示意圖，表示封閉端之形狀為半圓形。 圖2係本創作第一實施例之俯視圖。 圖3本創作沿圖1之3-3剖面線之局部剖面示意圖。 圖4本創作沿圖1之4-4剖面線之局部剖面示意圖。 圖5係本創作第二實施例之立體外觀示意圖，表示封閉端之形狀為弧形狀。 圖6係本創作第三實施例之立體外觀示意圖，表示封閉端之形狀為尖角狀。

Claims (11)

  1. 一種對稱型漏波天線，其包含： 一介質基板，其相反設置之兩側面分別設有一第一金屬層及一第二金屬層，該第一金屬層具有一饋入端及兩行波邊，該兩行波邊分別連接該饋入端之兩端，且往相異於該饋入端之方向延伸； 一電牆，其設於該兩行波邊間，該兩行波邊相對於該電牆呈對稱結構；以及 兩反射通孔陣列，其以該電牆為中心分別沿該兩行波邊對稱設置，該兩反射通孔陣列貫穿該第一金屬層、該第二金屬層與該介質基板。
  2. 如請求項1所述之對稱型漏波天線，其中，該兩反射通孔陣列具有複數反射通孔，各該反射通孔沿該兩行波邊等間隔設置。
  3. 如請求項2所述之對稱型漏波天線，其中，該電牆具有複數穿孔，各該穿孔沿該兩行波邊之方向等間隔設置，各該穿孔貫穿該第一金屬層、該第二金屬層與該介質基板。
  4. 如請求項3所述之對稱型漏波天線，其中，各該穿孔間具有一穿孔間距，各該反射通孔間具有一通孔間距，該通孔間距大於該穿孔間距。
  5. 如請求項3所述之對稱型漏波天線，其中，各該反射通孔鍍有金屬材質，各該穿孔鍍有金屬材質。
  6. 如請求項1所述之對稱型漏波天線，其中，該第一金屬層異於該饋入端之一端設有一封閉端，該封閉端連接該兩行波邊，該封閉端呈漸縮狀。
  7. 如請求項6所述之對稱型漏波天線，其中，該封閉端之形狀選自於由弧形狀、半圓形或對稱尖角狀所組成之群組。
  8. 如請求項1所述之對稱型漏波天線，其中，該饋入端連結一第一饋入線及一第二饋入線，該第一饋入線之長度不等於該第二饋入線之長度。
  9. 如請求項8所述之對稱型漏波天線，其中，其中一行波邊與該電牆間形成一第一天線信道，另一行波邊與該電牆間形成一第二天線信道，該第一饋入線之一端連結對應於該第一天線信道之該饋入端，該第二饋入線之一端連結對應於該第二天線信道之該饋入端。
  10. 如請求項1所述之對稱型漏波天線，其中，該電牆與其中一反射通孔陣列間隔一第一距離，該兩反射通孔陣列與相鄰之其中一行波邊間隔一第二距離，該第一距離不等於該第二距離。
  11. 如請求項10所述之對稱型漏波天線，其中，該第一距離大於該第二距離。
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